Glukoza jest niezbędnym metabolitem dla siatkówki nerwowej, gdzie jest używana do napędzania wysokich wskaźników glikolizy i oddychania mitochondrialnego do produkcji energii w postaci adenozynotrifosforanu (ATP)1. Ponieważ glukoza jest preferowanym substratem energetycznym, wiele komórek siatkówki wykazuje ekspresję transporterów glukozy (GLUT), aby ułatwić wychwyt glukozy z układu krwionośnego i otaczającej tkanki2. GULT obejmują rodzinę wewnętrznych glikoprotein błonowych, które są odpowiedzialne za transport glukozy do komórek ssaków3. Transporter GLUT-1 (GLUT1) jest głównym transporterem glukozy w siatkówce, wyrażanym w warstwach siatkówki 4 oraz przez komórki śródbłonka naczyń włosowatych, które tworzą barierę krew-siatkówka (BRB)5. Co ciekawe, w chorobach neurodegeneracyjnych ośrodkowego układu nerwowego (OUN), w tym w chorobie Alzheimera, obniżenie poziomu białka GLUT1 i wychwytu glukozy poprzedza atrofię mózgu i dysfunkcję neuronów u ludzi6,7. W szczurzym modelu nadciśnienia ocznego niższe poziomy GLUT1 zaobserwowano również w naczyniach włosowatych8. Zmniejszony transport glukozy do zewnętrznej siatkówki jest związany z utratą fotoreceptorów w zwierzęcych modelach barwnikowego zwyrodnienia siatkówki u ludzi i może również odgrywać rolę w neurodegeneracji siatkówki, takiej jak obserwowana w jaskrze. Dlatego zrozumienie transportu glukozy w siatkówce nerwowej jest niezbędne do ustalenia jego roli w neurodegeneracji siatkówki.
Tutaj opisujemy nowatorską, tanią i prostą biochemiczną metodę pomiaru wychwytu 6-NBDG w mysiej siatkówce nerwowej ex vivo, tj. z wyłączeniem pigmentowanego nabłonka siatkówki i naczyniówki. W porównaniu z innymi analogami fluorescencyjnymi, takimi jak 2-NBDG, 6-NBDG składa się z ugrupowania glukozy, na którym fluorescencyjna grupa nitrobenzoksydiazoaminowa zastępuje grupę hydroksylową przy węglu 6, zapobiegając fosforylacji przez heksokinazę i dalszemu rozpadowi metabolicznemu9. Chociaż 6-NBDG ma wysoką swoistość dla GLUT1, z powinowactwem wiązania 300 razy wyższym niż glucose9, wykrywamy wychwyt tego analogu w obecności inhibitorów GLUT110. W związku z tym test ten zapewnia stosunkowo szybką i niedrogą metodę pomiaru wychwytu glukozy ex vivo w całej siatkówce myszy, w której częściowo pośredniczy GLUT1.
Pomiar wychwytu glukozy w tkance w czasie rzeczywistym jest wyzwaniem, często wymagającym znakowania radioizotopowego lub metod obrazowania o wysokiej rozdzielczości. W tym przypadku stosujemy fluorescencyjny test biochemiczny, aby szybko określić wychwyt 6-NBDG w wielu próbkach siatkówki w warunkach ex vivo. Protokół dostarcza informacji na temat całkowitego wychwytu glukozy przez siatkówkę; nie dostarcza informacji na temat specyficznych dla komórek siatkówki poziomów wychwytu 6-NBDG.