Method Article

Анализ поглощения кальция в митохондриях: метод измерения поглощения кальция в изолированных митохондриях, основанный на считывателе планшетов

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

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

Источник: Maxwell, J.T., et al., Анализы притока митохондриального кальция в изолированных митохондриях и культивируемых клетках. J. Vis. Exp. (2018).

Это видео описывает анализ на основе чтения планшетов для измерения поглощения кальция митохондриями в изолированных митохондриях. В ходе анализа анализируется сигнал флуоресценции чувствительного к кальцию флуоресцентного красителя для изучения кинетики поглощения кальция митохондриями и перегрузки кальцием.

Protocol

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

1. Реагенты и растворы

  1. Сделайте 500 мл буфера MS-EGTA для выделения митохондрий: 225 мМ маннитола, 75 мМ сахарозы, 5 мМ 4-(2-гидроксиэтил)-1-пиперазиэтанасульфоновой кислоты (HEPES), 1 мМ этиленгликоля-бис(β-аминоэтилового эфира)-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты (EGTA), pH отрегулирован до 7,4 с помощью KOH. Стерилизуйте его через фильтр 0,22 мкм и храните при температуре 4 °C. Перед использованием убедитесь, что буфер MS-EGTA предварительно охлажден до 4 °C.
  2. Приготовьте 100 мл буфера KCl: 125 мМ KCl, 20 мМ HEPES, 1 мМ KH2PO4, 2 мМ MgCl2, 40 мкМ EGTA и отрегулировав pH до 7,2 с помощью KOH. Храните его при комнатной температуре.
  3. Приготовьте 1 мМ кальция зеленый-5N в виде диметилсульфоксида (ДМСО). Бульчатый зеленый кальций-5N можно аликотировать и хранить при температуре -20 °C.
  4. Подготовьте субстраты для поглощения Ca2+.
    1. Приготовьте 1 М пирувата натрия, pH 7,4. Храните его в аликвотах при температуре -20 °C.
    2. Приготовьте 500 мМ малата, pH 7,4. Храните его в аликвотах при температуре -20 °C.

2. Выделение сердечных митохондрий

  1. Усыпьте мышь в соответствии с институциональными стандартами.
    заметка: Для нашего институционально одобренного метода эвтаназии мышей обезболивали вдыханием изофторана и приносили в жертву из-за вывиха шейки матки.
  2. Соберите сердце, открыв грудную полость, разрезав по обе стороны от ребер, обойдя сердце с фланга, отрезав диафрагму и исключив сердечную ><ткань. заметка: В этом протоколе митохондриальная изоляция проводится из цельного сердца, собранного у взрослой мыши (примерно 120 мг), чего должно быть достаточно для 3-4 экспериментов. Для выделения митохондрий из других богатых митохондриями тканей, таких как печень, можно использовать до 200 мг ткани в соответствии с описанным протоколом.
  3. Тщательно промойте ткань в 25 мл ледяного 1x фосфатно-солевого буфера (PBS), следя за тем, чтобы вся кровь была выдавлена из желудочков.
    заметка: Сердце будет достаточно промыто, когда жидкость, выжатая из сердца, станет прозрачной.
  4. Измельчите сердце на мелкие кусочки в 5 мл ледяного 1x PBS с помощью острых ножниц.
  5. Выбросьте PBS и перенесите измельченную сердечную ткань в предварительно охлажденный гомогенизатор из стеклотефлона Dounce объемом 7 мл с зазором от 0,10 до 0,15 мм.
  6. Добавьте 5 мл ледяного буфера MS-EGTA и гомогенизируйте образец до тех пор, пока кусочки ткани не станут видны (примерно 11 ударов).
    заметка: Не следует чрезмерно гомогенизировать ткань, так как цель состоит в том, чтобы получить интактные и функциональные митохондрии.
  7. Переложите гомогенат в пробирку объемом 15 мл.
  8. Центрифугируйте гомогенат при 600 x g при 4 °C в течение 5 мин для гранулирования ядер и неразрушенных клеток.
  9. Перенесите надосадочную жидкость в свежую пробирку объемом 15 мл и центрифугируйте ее при 10 000 x g при 4 °C в течение 10 минут для гранулирования митохондрий.
  10. Выбросьте надосадочную жидкость и держите митохондриальную гранулу на льду.
  11. Дважды промойте митохондриальную гранулу с помощью ледяного буфера MS-EGTA. Для каждой промывки ресуспендируйте митохондриальную гранулу в 5 мл буфера MS-EGTA, центрифугируйте ее при 10 000 x g при 4 °C в течение 10 минут и выбросьте надосадочную жидкость.
  12. После окончательного промывки выбросьте надосадочную жидкость и ресуспендируйте митохондрии в 100 мкл ледяного буфера MS-EGTA. Держите митохондрии на льду.
    заметка: Митохондрии следует использовать для экспериментов в течение 1 ч.
  13. Измерьте концентрацию митохондриального белка с помощью анализа белка Брэдфорда.

3. Измерение поглощения кальция митохондриальными источниками с помощью считывателя планшетов

ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь описан протокол анализа поглощения митохондриальногоCa2+ с использованием многорежимного считывателя планшетов, оснащенного инжекторами. Может быть использован любой планшетный ридер с возможностью считывания флуоресценции кальциевого зеленого-5N (возбуждение/излучение 506/532 нм) в кинетическом режиме с автоматическими инжекторами реагентов для защиты реакции от света.

  1. Запрограммируйте считыватель планшетов на выполнение кинетического считывания флуоресценции зеленого кальция-5N с измерениями, проводимыми каждую секунду в течение общего времени анализа 1000 с. Кроме того, запрограммируйте инжекторы реагентов на дозирование 5 мкл раствора CaCl2 в моменты времени 30 с, 150 с, 300 с, 480 с и 690 с><. заметка: Время введения CaCl2 определяется пользователем и может быть скорректировано в соответствии с экспериментальными потребностями.
  2. Загрунтуйте инжекторы реагентов раствором CaCl2, который будет использоваться.
    заметка: Концентрация раствора CaCl2 определяется пользователем и может быть отрегулирована в последующих прогонах для титрования количества Ca2+, необходимого для запуска MPTP.
  3. Добавьте 200 мкг митохондрий в индивидуальную лунку 96-луночного планшета.
  4. Добавьте в лунку соответствующий объем буфера KCl таким образом, чтобы общий объем митохондрий и буфера KCl составил 197 мкл.
  5. Добавьте 1 мкл 1 мкл 1 М пирувата и 1 мкл 500 мМ малата в смесь митохондрий. Аккуратно перемешайте с пипеткой и инкубируйте митохондрии с субстратами в течение 2 минут при комнатной температуре, чтобы митохондрии активизировались.
  6. Добавьте 1 мкл 1 мМ кальция зеленого-5N бульона. Аккуратно перемешайте с помощью пипетки.
    заметка: Защитите реакцию от света после добавления красителя кальциевый зеленый-5N.
  7. Запустите предварительно запрограммированный кинетический протокол и контролируйте флуоресценцию зеленого кальция-5N.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Конфликт интересов не декларируется.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Synergy Neo2 Многорежимный считыватель микропланшетов с инжекторамиБиотек
Тканевый гомогенизаторКимбл886000-0022
96-луночный планшетКорнингNo 3628
Кальций зеленый-5NИнвитрогенС3737
ДмсоИнвитрогенД12345
ХЕПЕСсигмаН3375
ЭГТАсигмаЕ8145
Хлористый калийрыбакБП366-500
Хлорид магниясигмаМ2670
Пируват натриясигмаП2256
L-яблочная кислотасигмаМ1125
Хлорид кальциясигмаС4901
Калийфосфат одноосновнойсигмаП0662

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Mitochondrial Calcium UptakePlate Reader AssayIsolated MitochondriaCalcium Green 5N FluorescenceMitochondrial Permeability Transition PorePyruvate Malate SubstratesKinetic Fluorescence ReadoutCalcium Overload MeasurementMitochondrial Membrane PotentialFluorescent Dye Binding

Related Articles