Artigo de método

Single-channel Análise e cálcio Criação de imagem do Podócitos do recentemente isolados glomérulos

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DOI:

10.3791/52850

27 de junho de 2015

Neste artigo

Resumo

Alterações nos níveis de cálcio intracelular nos podócitos são um dos meios mais importantes para controlar a função de filtração dos glomérulos. Aqui, explicamos uma abordagem de alto rendimento que permite a detecção do manuseio de cálcio em tempo real e da atividade de canais iônicos únicos nos podócitos dos glomérulos recém-isolados.

Resumo

Os podócitos (células epiteliais glomerulares renais) são conhecidos por regular a permeabilidade glomerular e manter a estrutura glomerular; um papel fundamental para essas células na patogênese de várias doenças renais foi estabelecido, uma vez que a lesão podocitária leva à proteinúria e ao apagamento do processo do pé. Foi relatado anteriormente que vários agentes endógenos podem causar uma sobrecarga dramática na concentração intracelular de Ca2+ nos podócitos, presumivelmente levando à albuminúria, e isso provavelmente ocorre por meio de canais iônicos condutores de cálcio. Portanto, pareceu-me importante estudar o manuseio do cálcio nos podócitos tanto em condições normais quanto em vários estados patológicos. No entanto, as abordagens experimentais disponíveis permaneceram um pouco limitadas a células cultivadas e transfectadas. Embora representem um bom modelo básico para tais estudos, são essencialmente extraídos do ambiente nativo do glomérulo. Aqui descrevemos a metodologia de estudo de podócitos como parte do glomérulo inteiro recém-isolado. Esta preparação retém o potencial funcional dos podócitos, que ainda estão presos aos capilares; portanto, os podócitos permanecem no ambiente que conserva a maior parte do aparelho de filtração dos glomérulos. O presente manuscrito elabora duas abordagens experimentais que permitem 1) detecção em tempo real de alterações na concentração de cálcio com a ajuda de microscopia de fluorescência confocal raciométrica e 2) o registro da atividade de canais iônicos únicos nos podócitos dos glomérulos recém-isolados. Essas metodologias utilizam as vantagens do ambiente nativo do glomérulo que permitem aos pesquisadores resolver alterações agudas no manuseio de cálcio intracelular em resposta a aplicações de vários agentes, medir a concentração basal de cálcio dentro das células (por exemplo, para avaliar a progressão da doença) e avaliar e manipular a condutância de cálcio no nível de canais iônicos únicos.

Introdução

Rins manter o equilíbrio homeostático para várias substâncias e regular o volume de sangue de uma forma que determina a pressão arterial total. Distúrbios no filtração renal, reabsorção ou secreção de causar ou acompanham os estados patológicos, que variam de hiper ou hipotensão para a doença renal terminal que eventualmente exige transplante renal. A unidade de filtração renal (glomérulo) consiste em três camadas - o endotélio capilar, membrana basal e uma camada de célula única de células epiteliais - podócitos, que desempenham um papel importante na manutenção da integridade e função de um diafragma de fenda. Disfunção no filtro de permeabilidade select....

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Protocolo

O uso de animais e bem-estar devem aderir ao Manual do NIH para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório seguindo protocolos revistos e aprovados pelo Comitê de Cuidado e Uso do animal Institucional (IACUC).

1. Lave rim

  1. Use 8 a 12 semanas de idade de ratos macho (sugerido é uma estirpe Sprague Dawley, no entanto outras estirpes de idade e sexo diferente pode ser utilizado com modificações apropriadas).
  2. Anestesiar o animal de acordo com o procedimento permitido pelo protocolo IACUC; monitorar a profundidade da anestesia e inspecionar o animal. A descrição detalhada da cirurgia a ser realizada em 1,3-1,8 pode ser encon....

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Resultados

Aqui abordamos o problema de medir alterações agudas nos níveis de cálcio nos podocytes. A Figura 1 mostra uma representação esquemática do protocolo experimental projetado para realizar alta resolução de imagem confocal de fluorescência ao vivo e gravações de atividade de canais iônicos individuais nos podocytes do recém- glomérulos isolados de roedores. Resumidamente, após o rato é anestesiados, os rins devem ser lavados com PBS para limpá-las de sangue. Em seguida, os rins são excisados ​​e decapsula.......

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Discussão

A abordagem aqui descrita permite a análise de manuseamento de cálcio pelos podócitos dos glomérulos de roedores. Esta técnica permite a aplicação de patch-clamp eletrofisiologia canal único e fluorescência confocal ratiometric imagem. No entanto, ambas as abordagens podem ser utilizadas separadamente, por conta própria. O protocolo proposto tem várias etapas relativamente simples, incluindo rubor 1) rim; 2) isolamento dos glomérulos por peneiração diferencial; 3) realização de patch-clamp experimentos eletrofisiológico.......

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Os autores gostariam de agradecer Glen Slocum (Medical College of Wisconsin) e Colleen A. Lavin (Nikon Instruments, Inc.) para a assistência técnica excelente, com experimentos de microscopia. Gregory Blass é reconhecida pela revisão crítica do manuscrito. Esta pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde HL108880 concessão e American Diabetes Association conceder 1-15-BS-172 (para AS), eo Ben J. Lipps Research Fellowship da Sociedade Americana de Nefrologia (para DVI).

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Fluo4 AMLife TechnologiesF14217500 µl em DMSO
FuraRed AMLife TechnologiesF-3020
Poli-ʟ-lisinaSigma-AldrichP4707
Ácido PlurônicoSigma-AldrichF-68solução
IonomicinaSigma-AldrichI3909-1ML
Rotador de tubosMiltenyi Biotec GmbH130-090-753Alemanha
Microscópio confocal Nikon (invertido)NikonNikon A1RExcitação a laser de 488 nm. Filtros de emissão 500-550 nm e 570-620 nm
ObjetivaNikonPlan Apo 60x/NA 1.4 Óleo
Lâmina de coberturaThermo Scientific6661B52
Graxa de alto vácuoDow CorningComposto de silicone
SoftwareNikonNikon NIS-Elements
Câmara de gravação/perfusãoWarner InstrumentsRC-26
Amplificador de patch clampMolecular DevicesMultiClamp 700B
Sistema de aquisição de dadosMolecular DevicesDigidata 1440ASistema Axon Digidata®
Filtro passa-baixaWarner InstrumentsLPF-8Filtro de Bessel de 8 polos
Capilares de vidro borossilicatoWorld Precision Instruments1B150F-4
Puxador de micropipetasSutter Instrument CoP-97Puxador de micropipetas tipo Flaming/Brown
MicroforjaNarishigeMF-830Japão
Micromanipulador motorizadoSutter Instrument CoMP-225
Microscópio invertidoNikonEclipse Ti
Mesa de isolamento de microvibraçõesTMCequipada com gaiola de Faraday
Sistema de perfusão com válvula multicanalAutoMake ScientificValve Bank II
Câmara de gravação/perfusãoWarner InstrumentsRC-26
SoftwareMolecular DevicespClamp 10.2
NicardipinaSigma-AldrichN7510
IberiotoxinaSigmaI5904-5UG
Ácido niflumicoSigma-AldrichN0630
DIDSSigma-AldrichD3514-25MG
Cloreto de TEATocrisT2265
RPMI 1640Life Technologies11835030sem antibióticos
BSASigma-AldrichA8327solução de albumina a 30%
Mesa cirúrgica com controle de temperaturaMCW corepara roedores
Peneiras de aço:#100 (150 μm), 140 (106 μm)
Gilson, Inc SIEVE 3 SS FH NO200Fisher Sci50-871-316
Gilson, Inc SIEVE 3 SS FH NO270Fisher Sci50-871-318
Gilson, Inc SIEVE 3 SS FH NO400Fisher Sci50-871-320
Malha 200Sigma-Aldrichs4145peneira para CD-1
Microscópio binocularNikonEclipse TS100
Microscópio binocularNikonSMZ745
Sistema de perfusão baseado em bomba de seringaHarvard Apparatus
Tubo de polietilenoSigma-AldrichPE50
Anestesia com isofluranofigure-materials-1 VetEquip, Inc.911103
Outros reagentes básicosSigma-Aldrich

Referências

  1. Machuca, E., Benoit, G., Antignac, C. Genetics of nephrotic syndrome: connecting molecular genetics to podocyte physiology. Hum. Mol. Genet. 18, R185-R194 (2009).
  2. Haraldsson, B., Nystrom, J., Deen, W. M. Properties of the glomerular barrier and mechanisms of pro....

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