Celem tego protokołu jest określenie poziomów autofagicznych w raku trzustki i komórkach groniastych trzustki poprzez immunofluorescencję LC3 i kwantyfikację kropek LC3.
Artykuł metodologiczny
Celem tego protokołu jest określenie poziomów autofagicznych w raku trzustki i komórkach groniastych trzustki poprzez immunofluorescencję LC3 i kwantyfikację kropek LC3.
Autofagia to wyspecjalizowany proces kataboliczny, który selektywnie degraduje składniki cytoplazmatyczne, w tym białka i uszkodzone organelle. Autofagia pozwala komórkom fizjologicznie reagować na bodźce stresowe, a tym samym utrzymywać homeostazę komórkową. Komórki rakowe mogą modulować poziom autofagii, aby przystosować się do niekorzystnych warunków, takich jak niedotlenienie, niedobór składników odżywczych lub uszkodzenia spowodowane chemioterapią. Gruczolakorak przewodowy trzustki jest jednym z najbardziej śmiertelnych rodzajów raka. Komórki raka trzustki mają wysoką aktywność autofagii ze względu na regulację w górę transkrypcji i potranslacyjną aktywację białek autofagii.
Tutaj linia komórkowa PANC-1 została użyta jako model ludzkich komórek raka trzustki, a linia komórek groniastych trzustki AR42J została użyta jako model fizjologiczny wysoce zróżnicowanych komórek ssaków. W badaniu tym wykorzystano immunofluorescencję białka łańcucha lekkiego 3 związanego z mikrotubulami (LC3) jako wskaźnik stanu aktywacji autofagii. LC3 jest białkiem autofagii, które w warunkach podstawowych wykazuje rozproszony wzór dystrybucji w cytoplazmie (znany w tym stanie jako LC3-I). Indukcja autofagii wyzwala koniugację LC3 z fosfatydyloetanoloaminą na powierzchni nowo powstałych autofagosomów, tworząc LC3-II, białko związane z błoną, które pomaga w tworzeniu i rozszerzaniu autofagosomów. Aby określić ilościowo liczbę oznakowanych struktur autofagicznych, wykorzystano oprogramowanie open source FIJI za pomocą narzędzia "3D Objects Counter".
Pomiar poziomu autofagii zarówno w warunkach fizjologicznych, jak i w komórkach nowotworowych, pozwala nam badać modulację autofagii w różnych warunkach, takich jak niedotlenienie, chemioterapia lub knockdown niektórych białek.
Makroautofagia (powszechnie nazywana autofagią) to wyspecjalizowany proces kataboliczny, który selektywnie degraduje składniki cytoplazmatyczne, w tym białka i uszkodzone organelle1,2. Autofagia pozwala komórkom fizjologicznie reagować na bodźce stresowe, a tym samym utrzymywać homeostazę komórkową3. Podczas autofagii tworzy się pęcherzyk z podwójną błoną: autofagosom. Autofagosom zawiera cząsteczki ładunku i kieruje je do lizosomu w celu degradacji1,4.
Autofagosomy są ozdobione przez białko autofagiczne, białko związane z mikrotubulami, łańcuch lekki 3 (LC3)5. Gdy autofagia nie jest indukowana, LC3 jest dyfundowany w cytoplazmie i jądrze w konformacji LC3-I. Z drugiej strony, gdy indukowana jest autofagia, LC3 jest sprzężona z fosfatydyloetanoloaminą w błonie struktur autofagicznych6. Ta nowa konformacja LC3 jest znana jako LC3-II1. Przesunięcie konformacji LC3 powoduje zmiany w jego lokalizacji komórkowej i migracji elektroforezy w żelu dodecylowo-siarczanowo-poliakrylamidowym (SDS-PAGE), które można wykryć za pomocą technik takich jak immunofluorescencja i western blot5,7. W ten sposób koniugacja LC3 jest kluczowym wydarzeniem w procesie autofagicznym, które można wykorzystać do pomiaru aktywności autofagicznej.
Komórka groniasta trzustki jest wysoce zróżnicowaną komórką, która w zdrowych warunkach ma niski wskaźnik autofagii. Jednak w różnych warunkach fizjologicznych lub pod wpływem stymulacji farmakologicznej mogą aktywować autofagię. Dlatego określenie poziomów autofagicznych w tej linii komórkowej jest przydatne do badania potencjalnego bezpośredniego lub pośredniego wpływu różnych czynników farmakologicznych lub biologicznych na autofagię8,9.
Gruczolakorak przewodowy trzustki jest jednym z najbardziej śmiertelnych rodzajów raka, biorąc pod uwagę jego późną diagnozę i wysoką oporność na chemioterapię10. Komórki raka trzustki mają wysoką aktywność autofagii ze względu na regulację w górę transkrypcji i potranslacyjną aktywację białek związanych z autofagią11. Komórki raka trzustki mogą dostosowywać poziom autofagii w odpowiedzi na niekorzystne warunki, takie jak niedotlenienie, niedobór składników odżywczych lub uszkodzenia wywołane chemioterapią11. W związku z tym analiza poziomów autofagii w komórkach raka trzustki może pomóc zrozumieć, w jaki sposób przystosowują się one do różnych środowisk i ocenić skuteczność leczenia modulującego autofagię.
To badanie pokazuje metodę przeprowadzania immunofluorescencji LC3 w dwóch różnych modelach komórkowych trzustki. Pierwszy model, komórki PANC-1, posłużył jako model gruczolakoraka przewodowego trzustki. Komórki te leczono gemcytabiną, środkiem chemioterapeutycznym, który, jak wykazano wcześniej, indukuje autofagię, szczególnie w komórkach raka trzustki zawierających onkogenny gen wirusa mięsaka szczura Kirsten (KRAS)12,13. Drugi model, komórki AR42J, służył jako bardziej fizjologiczny model zewnątrzwydzielniczych komórek trzustki. Komórki te różnicowano deksametazonem, aby upodobnić się do groniastych komórek trzustki14. W tych komórkach autofagia została farmakologicznie wywołana za pomocą PP242, który jest silnym inhibitorem mTOR 15. W tym badaniu wykazujemy możliwość zastosowania protokołu opisanego za pomocą dwóch różnych modeli trzustki i jego zdolność do rozróżniania stanów niskiej i wysokiej autofagii.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie komórek
2. Leczenie komórek
3. Utrwalanie i przenikanie komórek
4. Blokowanie komórek
5. Inkubacja szkiełek nakrywkowych z pierwotnym przeciwciałem
6. Inkubacja szkiełek nakrywkowych z przeciwciałem drugorzędowym
7. Barwienie komórek 4′,6-diamidino-2-fenyloindolem (DAPI)
8. Montaż
9. Oglądanie mikroskopii konfokalnej i przechwytywanie obrazu
10. Kwantyfikacja kropek LC3

Rysunek 1: Schemat ideowy protokołu immunofluorescencji LC3. Schemat ideowy przedstawiający ogólny protokół przewidziany dla immunofluorescencji LC3. Figura utworzona za pomocą BioRender.com. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten protokół przeprowadza immunofluorescencję LC3 w liniach komórkowych trzustki w celu określenia poziomów autofagii w różnych warunkach. Wynikiem tego eksperymentu było uzyskanie obrazów komórkowych z kanałów czerwonego i niebieskiego, odpowiadających LC3 i DAPI. Obrazy LC3 wskazują na dystrybucję komórkową tego białka, podczas gdy DAPI pokazuje lokalizację jądrową. Rysunek 2A pokazuje reprezentatywny obraz immunofluorescencji LC3 i jej połączenia z barwieniem DAPI w komórkach PANC-1 w warunkach lec...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Metoda opisana w tym protokole pozwala na wizualizację endogennego rozkładu LC3 w komórce i ilościowe określenie poziomów autofagicznych w różnych warunkach. Inna podobna metoda stosowana do analizy rozkładu LC3 i określania aktywacji autofagii obejmuje transfekcję LC3 znakowaną fluorescencją (taką jak RFP-LC3)19. Transfekcja RFP-LC3 ma tę zaletę, że nie wymaga fiksacji (co pozwala na zastosowanie tej metody w obrazowaniu żywych komórek20), jest tańsza i nie zależy od reakt...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Nie stwierdzono konfliktu interesów.
Ta praca była wspierana przez granty z Uniwersytetu w Buenos Aires (UBACyT 2018-2020 20020170100082BA), Narodowej Rady Badań Naukowych i Technologii (CONICET) (2021-2023 GI− 11220200101549CO; oraz PUE 22920170100033) oraz Narodowej Agencji Promocji Nauki i Technologii (PICT 2019-01664).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 10x sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) | Corning | 46-013-CM | |
| Szkiełka nakrywkowe okrągłe 12 mm | HDA | CBR_OBJ_6467 | |
| 24 Well- Płytka do hodowli komórkowych | Sorfa | 220300 | |
| Etanol absolutny | Biopack | 2207.10.00 | |
| Alexa Fluor 594 Oślica anty-królicza IgG (H+L) | Invitrogen | R37119 | |
| Konfokalny laserowy mikroskop skaningowy | Zeiss | LSM 800 | |
| Deksametazon | Sigma Aldrich | D4902 | |
| DMEN | Sartorius | 01-052-1A | |
| Surowica bydlęca | płodu NATOCOR | Lintc-634 | |
| Gemcitabina | Eli Lilly | VL7502 | |
| LC3B (D11) XP Technologia | sygnalizacji komórkowej | 3868S | |
| Metanol | Anedra | 6197 | |
| Parafilm "M" (laboratoryjna folia uszczelniająca) | Bemis/Curwood | PM-996 | |
| Pen-Strep Solution | Sartorius | 03-031-1B | |
| PP242 | Santa Cruz Biotechnology | SC-301606 | |
| Trypsyna EDTA | Gibco | 11570626 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie