Она была известна в течение нескольких десятилетий, что плазматическая мембрана ремонт после механических повреждений является Са 2 +-зависимый процесс 1,2. Более поздние исследования показали, что Са 2 + приток через рану вызывает энергичную процесс экзоцитоза внутриклеточных везикул на месте травмы, которая необходима для опечатывания 3,4. Скорость потери флуоресцентным красителем, загруженного в цитоплазме клеток использовали для оценки скорости ремонта, и пришли к выводу, что опечатывания был завершен в течение <30 сек после травмы 5. Две модели были изначально предложены для объяснения требование экзоцитоза в плазмалеммы ремонта: 1) модель "патч", который предположил, что Са 2 + приток через поражения вызывает первоначально гомотипическую слияние внутриклеточных везикул, образуя большой "патч", что бы затем применяться к плазменной мембране, чтобы запечатать рану 6 и 2) модель уменьшения напряженности, в котором предлагается, что мембраны Addeд по Ca 2 +-зависимой экзоцитоза в непосредственной близости от раны приведет к сокращению ПЛАЗМАЛЕММЫ напряжение, облегчая восковые колпачки с точными бислоя 7. Роль Ca 2 + вызвало экзоцитоза в плазме ремонта мембраны получила дальнейшее развитие в исследованиях, показывающих, что лизосомы содержат молекулу Са 2 + датчик, Synaptotagmin VII, что облегчает их экзоцитоза и плазменный ремонт мембранной в поврежденных клетках 8,9,10,11 .
Тем не менее, дополнительные доказательства показали, что в одиночку экзоцитоза не было достаточно, чтобы способствовать плазменный ремонт мембраны. В дополнение к механическим слезы на плазматической мембране, частая форма повреждения клеток является пермеабилизации по порообразующих токсинов, продуцируемых бактериями 12,13 или 14,15 иммунных клеток. В отличие от механических слез, порообразующие белки включить себя на плазматической мембране формирования стабильного белка, вдоль поры, которые не могут быть опечатана просто путем применения мембраны "заплату" или сокращеING мембраны напряжение. Интересно, что исследования показали, что клетки млекопитающих имеют эффективный механизм для восстановления их плазматическую мембрану после пермеабилизации с порообразующих белков, и этот процесс также требует присутствия внеклеточного Ca 2 + 12. Это открытие поднял вопрос о том, был также удаление трансмембранного пор от поверхности клетки быстрый процесс, как это наблюдается с механическими ран 5. Удивительно, но наши последние исследования показали, что Пересчет ячеек пермеабилизированных с порообразующих токсинов имеет очень похожие свойства ремонта механических ран: процесс требует внеклеточного Са 2 +, и завершается в течение ~ 30 сек. Исследуя этот процесс более подробно, мы недавно узнали, что в дополнение к Ca 2 +-регулируемого экзоцитоза лизосом, плазматическая мембрана ремонт включает в себя быстрое форму эндоцитоза, который срабатывает при выпуске лизосомальных ферментов кислоты сфингомиелиназу (ASM) и имеет важное значение не только для гое удаление трансмембранных пор, но и для ремонта механических ран 16.
Для определения кинетики клеток опечатывания после пермеабилизации с порообразующих белков, в нашей лаборатории мы адаптировали живой методологию формирования изображения, которая использовалась ранее для оценки восковые колпачки с точными лазерных повредил изолированных мышечных волокон 17. Этот анализ основан на использовании свойств липофильного красителя FM1-43, который стабильно встраивается в наружном листке липидных бислоев увеличением интенсивности флуоресценции. Когда плазма мембраны двухслойная нарушается прибыль внеклеточных краситель доступ к внутриклеточным мембран, обеспечивая чувствительного анализа для обнаружения плазменный травмы мембраны и ремонт 18,16,19,20. Чтобы адаптировать этот анализ для оценки клеточной проницаемости после повторной герметизации с порообразующих протеинов, мы предварительно инкубировали клетки при 4 ° С с бактериальным токсином стрептолизином O (SLO), который связывается с мембраной холестерина 21. Синхронный клетокпермеабилизации затем может быть легко достигнуто путем перемещения клетки от льда, чтобы нагреть среду в отапливаемом столике микроскопа, который активизирует олигомеризации и изменение конформации, что приводит к образованию трансмембранные пор. Преимущество этого подхода, более ранее опубликованных анализов с помощью лазерного ранения, в том, что большее число клеток могут анализироваться одновременно в микроскопической области, обеспечивая лучшую выборки клеточной популяции. Учитывая механистические сходство между процессом клеток опечатывания видел после механической травмы и проницаемости с порообразующих токсинов, анализ мы описываем здесь обеспечивает очень универсальный и мощный метод для рассечения факторы, влияющие на фундаментального процесса плазменной ремонта мембраны. В качестве примера, мы показываем, что можно использовать этот анализ для выявления Са 2 + зависимые и независимые этапы процесса ремонта.