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

Artykuł metodologiczny

Ilościowa ocena makropinocytozy w komórkach nadpobudliwych mTORC1 za pomocą cytometrii przepływowej

1.8K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/62793

⸱

2 sierpnia 2021

 , 

W tym artykule

Podsumowanie

Ten protokół dostarcza eksperymentalnych narzędzi do oceny makropinocytarnego pobierania składników odżywczych (węglowodanów i białka) przez komórki nadpobudliwe mTORC1. Opisano szczegółowe kroki ilościowego określania wychwytu znakowanego fluorescencyjnie dekstranu i albuminy surowicy bydlęcej (BSA).

Streszczenie

Makropinocytoza to wysoce konserwatywny, zależny od aktyny proces endocytarny, który umożliwia pobieranie materiału zewnątrzkomórkowego, w tym białek i lipidów. W proliferujących komórkach makropinocytoza może dostarczać zewnątrzkomórkowe składniki odżywcze do lizosomu, przetwarzane na krytyczne bloki budulcowe makrocząsteczek. Ostatnie badania wykazały zależność wielu nowotworów od makropinocytozy, w tym raka piersi, jelita grubego i trzustki. Uważa się, że mutacje Ras są zdarzeniami napędzającymi inicjację makropinocytozy, prowadzącą do aktywacji komórkowych procesów anabolicznych poprzez szlak sygnałowy mTORC1. Co ciekawe, mTORC1 może być również aktywowany przez makropinocytozę niezależnie od Ras. Dlatego makropinocytoza stanowi podatność metaboliczną, którą można wykorzystać do zwalczania guzów makropinocytarnych poprzez terapeutyczne ograniczenie ich dostępu do składników odżywczych.

W zespole stwardnienia guzowatego (TSC) i limfangioleiomiomatozie (LAM), hiperaktywacja mTORC1 prowadzi do zwiększenia makropinocytozy i przeprogramowania metabolicznego. W tym miejscu opisujemy protokół oparty na cytometrii przepływowej do ilościowej oceny makropinocytozy w komórkach ssaków. Stosuje się MEF z niedoborem TSC2, które wykazują nieprawidłową aktywację mTORC1 i wykazano, że mają zwiększoną makropinocytozę w porównaniu z komórkami wykazującymi ekspresję TSC2. Komórki leczone farmakologicznymi inhibitorami makropinocytozy inkubuje się z znakowaną fluorescencyjnie, utrwalaną lizyną dektranem o masie 70 kDa lub znakowaną fluorescencyjnie albuminą surowicy bydlęcej (BSA) oznaczaną metodą cytometrii przepływowej. Do tej pory opracowano solidne techniki obrazowe do ilościowej oceny makropinocytozy w komórkach nowotworowych in vitro i in vivo. Analiza ta zapewnia ilościową ocenę makropinocytozy w wielu warunkach eksperymentalnych i uzupełnia istniejące techniki obrazowe.

Wprowadzenie

Makropinocytoza jest procesem endocytycznym służącym do masowego pobierania materiału z przestrzeni zewnątrzkomórkowej, po którym następuje tworzenie makropinozomów, które są następnie recyklingowane do błony komórkowej lub łączą się z lizosomami w celu degradacji zinternalizowanego ładunku1,2. Choć pobieranie ładunku jest nieselektywne, makropinocytoza jest procesem wieloetapowym, ściśle regulowanym przez GTPazy Rab i fosfolipidy błonowe3,4. Warto zauważyć, że komórki nowotworowe wykorzystują makropinocytozę do internalizacji składników odżywczych z z....

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

Protokół

1. Leczenie komórkowe

Dzień 1

  1. Mysie fibroblasty zarodkowe (MEF) z niedoborem TSC2 i ekspresją TSC2 w trzech powtórzeniach, w każdym dołku sześciodołkowej płytki do hodowli tkankowej przy użyciu DMEM, uzupełnione 10% FBS. Komórki powinny być zlewane w 60-70% do 3 dnia.
    1. Wysiewać dodatkowe studzienki kontrolne dla każdego stanu leku, który nie będzie barwiony FITC-Dekstranem lub TMR-BSA.

Dzień 2

  1. Ostrożnie zassać pożywkę i dwukrotnie przepłukać komórki PBS w temperaturze pokojowej.
    1. Potraktuj komórki nośnikiem (DMSO), 10....

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

Wyniki

Ritanseryna hamuje makropinocytozę w TSC2komórki z niedoborem
Wykazaliśmy wcześniej, że pobieranie składników odżywczych drogą makropinocytozy wzrasta trzykrotnie w TSC2komórki z niedoborem [czegoś] w porównaniu do TSC2komórki wykazujące ekspresję16W przypadku TSC i LAM makropinocytoza jest zapśredniczona przez kinazę diacyloglicerolową alfa (DGKA). Produktem metabolicznym DGKA jest kwas fosfatydowy (PA), który stano.......

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

Dyskusja

W tym miejscu opisujemy ilościowe podejście do oceny makropinocytozy za pomocą cytometrii przepływowej. Metoda ta zapewnia dokładny i szybki pomiar znakowanego fluorescencyjnie makropinocytarnego dekstranu ładunkowego i albuminy. Wcześniejsze badania dokładnie scharakteryzowały indeks makropinocytarny komórek nowotworowych przy użyciu metod mikroskopii konfokalnej15,20. Chociaż metody te dokładnie określają ilościowo internalizację, rozmiar i rozkład przestrzenny.......

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

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Nagroda za rozwój kariery Fundacji LAM. Rysunek 1 został utworzony za pomocą BioRender.com. Krytycznej lektury dokonał Hilaire C. Lam.

....

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

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
DMEMGibco11965-092Pożywka wzrostowa
EIPA (amiloryd)Sigma AldrichA3085Inhibitor makropinocytozy
FBSR& D SystemsS11150Płodowa surowica bydlęca
FITC-DekstranInvitrogenD1822Fluorescencyjny polisacharyd (70kDa)
ParafolmadehydPierce28906Środek utrwalający
PBSGibco10010-023Bufor fosforanowy Sól fizjologiczna
Penicilina / StreptomycynaSigma AldrichP4458-100MLAntybiotyki
do hodowli komórkowychKwas fosfatydowyAvanti840101PFosfolipid pochodzący z jaj
RitanserinTocris1955Inhibitor DGKA
TMR-BSAInvitrogenA23016Albumina fluorescencyjna
TrypsynaSigma Aldrich25300-054Środek dysocjacyjny

Bibliografia

  1. Yoshida, S., Pacitto, R., Inoki, K., Swanson, J. Macropinocytosis, mTORC1 and cellular growth control. Cellular and Molecular Life Sciences. 75 (7), 1227-1239 (2018).
  2. Commisso, C., et al. Macropinocytosis of protein is an amino acid supply route in Ras-t....

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

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Ocena makropinocytozyMEF z niedoborem TSC2przeprogramowanie metabolicznemutacje Raspobieranie przez komórki nowotworowepobieranie dekstranualbuminy surowicy bydlęcejproces endocytozy

Ten artykuł został opublikowany

Film wkrótce dostępny