Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Ocena utleniania kwasów tłuszczowych w hodowanych komórkach kostnych

807 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/63638

⸱

28 kwietnia 2022

 ,  , 

W tym artykule

Podsumowanie

Obecny protokół opisuje test do oceny zdolności do utleniania kwasów tłuszczowych w hodowlach pierwotnych komórek kostnych lub odpowiednich linii komórkowych.

Streszczenie

Tworzenie kości poprzez różnicowanie osteoblastów powinno wymagać znacznego wkładu energetycznego, ponieważ te wyspecjalizowane komórki muszą syntetyzować duże białka macierzy zewnątrzkomórkowej, które tworzą tkankę kostną, a następnie koncentrują jony niezbędne do jej mineralizacji. Szybko pojawiają się dane na temat wymagań metabolicznych związanych z tworzeniem kości. Chociaż wiele pozostaje do nauczenia się, oczekuje się, że zaburzenia w metabolizmie pośrednim przyczyniają się do chorób układu kostnego. W tym miejscu przedstawiono protokół oceny zdolności komórek osteoblastycznych do utleniania 14znakowanych C kwasów tłuszczowych do 14CO2 i metabolitów rozpuszczalnych w kwasach. Kwasy tłuszczowe stanowią bogaty rezerw energetyczny, który może być pobierany z krążenia po karmieniu lub po ich uwolnieniu z zapasów tkanki tłuszczowej. Test, wykonywany w kolbach do hodowli tkankowych T-25, jest pomocny w badaniu przyrostu lub utraty funkcji genów na wykorzystanie kwasów tłuszczowych oraz wpływ sygnałów anabolicznych w postaci czynników wzrostu lub morfogenów niezbędnych do utrzymania masy kostnej. Podano również szczegółowe informacje na temat możliwości dostosowania protokołu do oceny utleniania glukozy lub aminokwasów, takich jak glutamina.

Wprowadzenie

Osteoblast, pochodzący z komórek progenitorowych obecnych w szpiku kostnym i okostnej, jest odpowiedzialny za syntezę i wydzielanie zmineralizowanej, bogatej w kolagen matrycy, z której składa się tkanka kostna. Aby spełnić to kosztowne energetycznie przedsięwzięcie i przyczynić się do utrzymania integralności szkieletu przez całe życie, te wyspecjalizowane komórki utrzymują obfitą, szorstką retikulum endoplazmatyczne niezbędne do syntezy białek macierzy zewnątrzkomórkowej1,2 oraz liczne mitochondria o wysokim potencjale błonowym do pozyskiwania wymaganej energii chemicznej z substratów paliwowych

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Ten protokół wykorzystuje konwersję kwasu [1-14C]-oleinowego do 14CO2 jako wskaźnika zdolności utleniania kwasów tłuszczowych. Lokalne Biuro Bezpieczeństwa Radiacyjnego zatwierdziło protokół użycia materiałów radioaktywnych przed rozpoczęciem eksperymentów. Wszystkie zabiegi radiologiczne wykonywano za osłoną z pleksi przy użyciu odpowiednich środków ochrony osobistej. Lokalna Komisja ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt zatwierdziła protokół przed użyciem komórek pierwotnych.

1. Utlenianie kwasów tłuszczowych w hodowanych osteoblastach

  1. Posiewaj pierwotne osteoblasty kalwaryczne

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Aktywność enzymatyczna zarówno karnitynowej palmitoilotransferazy 1 (Cpt1), jak i karnitynowej palmitoilotransferazy 2 (Cpt2) jest niezbędna do mitochondrialnego utleniania długołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Cpt1 jest enzymem ograniczającym szybkość w tej ścieżce metabolicznej, jednak w genomach ssaków zakodowane są trzy izoformy (Cpt-1a, Cpt-1b i Cpt-1c), a genetyczna dysfunkcja jednej izoformy może prowadzić do kompensacyjnej nadekspresji innej izoformy.13Z kolei Cpt2 jest kodowane przez poj.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Opisana powyżej procedura pozwala na bezpośrednią ocenę utleniania kwasów tłuszczowych, ponieważ zmierzone wyniki to 14CO2 zebrane na bibule filtracyjnej nasączonej NaOH oraz metabolity rozpuszczalne w kwasach zebrane po zakwaszeniu kultury kwasem nadchlorowym. Dostępne na rynku zestawy testowe, które wykorzystują znakowane fluorescencyjnie cząsteczki lipidów lub analogi lipidów, mogą mierzyć wychwyt lipidów, ale nie określają katabolizmu do wytwarzania energii. Inne miary katabolizmu, takie jak

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy deklarują brak sprzecznych interesów.

Podziękowania

Ta praca została wsparta przez Nagrodę za Przegląd Zasług od Służby Badań i Rozwoju Laboratorium Biomedycznego Biura Badań i Rozwoju Weteranów (BX003724) oraz grant od Narodowego Instytutu Cukrzycy i Chorób Trawiennych i Nerek (DK099134).

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
[1-14C]-Kwas oleinowyPerkin ElmerNEC317050UC
15 x 30 mm gumowe korki do rękawówVWR89097-542
ml Igłaprecyzyjna 309628
25 G (25 G x 1 1/2 cala)BD Precyzyjna305127
Kwas askorbinowySigma AldrichA4403
BCA Zestaw do oznaczania białekThermo Fisher23225Inne zestawy są również odpowiednie Licznik
scyntylacyjnyBeckman lub odpowiednik Beckman CoulterLS6000SC
Fosforan beta-gliceroluSigma AldrichG6626
Surowica bydlęca AlbuminaSigma Aldrich126609
KarnitynaSigma AldrichC0283
Komórkowy buforProtokół jest podatny na typowe do lizy (tj. RIPA)
KleszczeDostępne z wielu źródeł
ZestawDostępne z wielu źródeł
Dulbecco' s Sól fizjologiczna buforowana fosforanamiCorning20-030-CV
Płodowa surowicaDostępne z wielu źródeł
Probówki do mikrowirówek, 1,5 mlDostępne z wielu źródeł
Minimalna pożywka essensjalna, modyfikacja alfaCorning10-022-CV
Penicylina-StreptomycynaGibco15140122
Kwas nadchlorowySigma Aldrich50439
Studnie środkowe z polipropylenuVWR72760-048
Wodorotlenek soduSigma AldrichS5881
T-25 skośna kolba do hodowli tkanek szyiCorning430639
Inkubator
Trypsyna (0,25%)-EDTAGibco25200056
Ultima Gold (roztwór scyntylacyjny)PerkinElmer6013329
Whatman Bibuła chromatograficznaSigma AldrichWHA3030917
1 do lizy preparacyjne do kwantyfikacji DNA bydlęca kultur tkankowych

Bibliografia

  1. Cameron, D. A. The fine structure of osteoblasts in the metaphysis of the tibia of the young rat. Journal of Biophysical and Biochemical Cytology. 9, 583-595 (1961).
  2. Dudley, H. R., Spiro, D. The fine structure of bone cells. J....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Różnicowanie osteoblastówformowanie kościzapotrzebowanie metabolicznechoroby szkieletowekwasy tłuszczowe 14Cmineralizacja kościsygnały anaboliczneutlenianie glukozy

Ten artykuł został opublikowany

Film wkrótce dostępny