Методическая статья

Определение оксида азота и супероксид анион-радикал электронов парамагнитного резонанса от клеток с использованием спиновых ловушек

DOI:

10.3791/2810

18 августа 2012 г.

В этой статье

Краткое содержание

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) спектроскопии был использован для обнаружения окиси азота из бычьей аорты эндотелиальных клеток и супероксид-анион-радикал из нейтрофилов человека использовании железа (II)-N-метил-D-глюкамин дитиокарбаматных, Fe (МГД) 2 И 5,5-диметил-1-pyroroline-N-оксид, DMPO соответственно.

Аннотация

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Активные формы азота и кислорода (RNS/ROS) в низких концентрациях играют важную роль в регуляции клеточных функций, передаче сигналов и иммунном ответе, однако в нерегулируемых концентрациях они пагубно влияют на жизнеспособность клеток1, 2. Несмотря на то, что в живых системах эволюционировали эндогенные и диетические механизмы антиоксидантной защиты для регуляции продукции ROS, они вырабатываются непрерывно как естественные побочные продукты нормального метаболизма кислорода и могут вызывать окислительное повреждение биомолекул, что приводит к потере функций белков, расщеплению ДНК или перекисному окислению липидов3, и, в конечном счете, к окислительному стрессу, приводящему к повреждению или гибели клеток4.

Супероксид-радикал-анион (O2•-) является основным предшественником некоторых из наиболее сильных окисляющих агентов, известных в биологических системах, таких как пероксинитрит и гидроксильный радикал. Генерация O2•- служит первым признаком окислительного взрыва, поэтому его обнаружение и/или секвестрация в биологических системах имеют большое значение. В данной демонстрации O2•- генерировался полиморфноядерными нейтрофилами (ПМН). При хемотаксической стимуляции форбол-12-миристатом-13-ацетатом (PMA) ПМН генерируют O2•- посредством активации никотинамидадениндинуклеотидфосфат- (NADPH) оксидазы5.

Синтаза оксида азота (NO), существующая в трех изоформах — индуцибельной, нейрональной и эндотелиальной (iNOS, nNOS и eNOS соответственно), катализирует превращение L-arginine в L-citrulline, используя NADPH для продукции NO6. В данной работе мы генерировали NO из эндотелиальных клеток. В условиях окислительного стресса, например, eNOS может переключиться с продукции NO на продукцию O2•- в процессе, называемом рассогласованием (uncoupling), который, как полагают, вызван окислением гема7 или кофактора — тетрагидробиоптерина (BH4)8.

Существует лишь несколько надежных методов детектирования свободных радикалов в биологических системах, однако их применение ограничено специфичностью и чувствительностью. Для идентификации свободных радикалов часто используют спин-траппинг, который основан на реакции присоединения радикала к спин-ловушке с образованием устойчивого спинового аддукта, который может быть обнаружен с помощью электронного парамагнитного резонанса (ЭПР)-спектроскопии. Различные радикальные аддукты имеют характерные спектры, что позволяет идентифицировать генерируемые радикалы и получить обширную информацию о природе и кинетике их образования9.

Циклические нитроны, 5,5-диметил-пирролин-N-оксид (DMPO10), фосфорил-замещенный DEPMPO11, а также эфирно-замещенные EMPO12 и BMPO13, широко применяются в качестве спиновых ловушек, при этом последние характеризуются более длительным периодом полураспада аддукта O2•-. Дитиокарбамат железа (II)-N-метил-D-глюкамина, Fe(MGD)2, обычно используется для улавливания NO благодаря высокой скорости образования аддукта и высокой стабильности спинового аддукта14.

Протокол

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Культура говядине аорты эндотелиальных клеток (КАЭБ)

  1. Правильное асептики были соблюдены.
  2. В ванну с водой, теплой среде без антибиотиков при температуре 37 ° C.

Примечание: среда состоит из фенола среде без Дульбеко изменения Орла (DMEM) с 4,5 г / л D-глюкозы, 4 мМ L-глутамина, 1%, без незаменимых аминокислот, с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки (FBS) и 2.5 мг / л, фактор роста эндотелия.

  1. Удалить T75 колбы, содержащие клетки из инкубатора и очистки поверхности колбы с 70% этанола, прежде чем поместить его внутрь капота.
  2. Удалите старый среде с пом....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ЭПР спин захват был использован в широком диапазоне биомедицинских приложений для количественной оценки и выявления свободных радикалов. Спин захвата обладает высокой чувствительностью, способны обнаруживать радикалы в концентрациях от нМ до мкМ что делает его пригодным для применения в биологических системах. Образование парамагнитных аддукт, NO-Fe 2 +-МГД, является основой не может определить с помощью ЭПР. Fe 2 +-МГД реагирует с NO быстрее 18 со скоростью ~ 10 6 М .......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Нет конфликта интересов объявлены.

Благодарности

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа финансировалась NIH Национальный институт сердца, легких и крови институт грант RO1 HL81248.

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Название реагента Компания Номер по каталогу Комментарии (опционально)
Фенол среде без DMEM
Высокая глюкоза 1X
GIBCO 31053
0,25% Трипсин-EDTA GIBCO 25200
L-Глютамин Fisher Scientific BP379-100
MEM без Незаменимые аминокислоты GIBCO 11140
Фетальной телячьей сыворотки Атланты биологические S11550
Фактор роста эндотелия Millipore 02-102
CaI Энцо наук о жизни А-23187 Растворите в ДМСО
SIN-1 Энцо наук о жизни BML-CN245-0020
DMPO Dojindo лаборатории D048-10
FeSO 4 · 7H 2 O Sigma Aldrich 215422-250G Растворите в PBS с Са и Mg
МГД Энцо наук о жизни ALX-400-014-M050 Растворите в PBS с Са 2 + и Mg 2 +
КАЭБ клеток Сотовые системы 2B2-C75
ДМСО Fisher Scientific BP231-100
DPBS Sigma Aldrich D8537
DPBS с CaCl 2 и MgCl 2 Sigmaldrich D8662
Форбол-миристат ацетат (PMA) Sigma Aldrich 79346-1 мг

Ссылки

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Winterbourn, C. C. Reconciling the chemistry and biology of reactive oxygen species. Nat. Chem. Biol. 4, 278-286 (2008).
  2. Winterbourn, C. C., Hampton, M. B. Thiol chemistry and specificity in redox signaling. Free Radic. Biol. Med. 45, 549-561 (2008).
  3. <....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

DMPOMGD

Похожие статьи