$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Митохондрии являются органеллы, найденные в эукариотических клетках, где они играют центральную роль в поглощении питательных веществ, а также в производстве энергии и метаболита. Эти органеллы содержат круговой митохондриальной ДНК (мтДНК), длиной 16.6 кб, который кодирует белки цепных комплексов электронного транспорта, тРНК и рРНК 1. Функциональность этих органелл имеет решающее значение для клеточного гомеостаза и несколько патологиями, были связаны с митохондриальной дисфункцией 1, 2, 3. Статус митохондрии было, например, связан с воспалением, инфекционных заболеваний и рака, в этом последнем случае , с последствиями для метастазирование и устойчивость к терапии 4, 5, 6, 7.
Митохондрии отобразить замечательную способность получение передаваемых между «донора» и «целевых» клеток. Это приводит к изменениям в энергетическом метаболизме клеток - мишеней, а также в других функциональных модификаций , таких как восстановление ткани и устойчивость к химиотерапевтическим средствам, как недавно показано разных лабораториях 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 , 16. Человеческие мезенхимальные стволовые клетки (МСК) , отображать эту способность переносить митохондрии в самых разнообразных клеток - мишеней, в том числе кардиомиоцитов, эндотелиальные клетки, легочные гиперплазии эпителиальных клеток, клетки почечных канальцев и раковых клеток, что приводит к модификации функциональных свойств этих клеток 8,> 9, 10, 12, 17, 18.
обмен Митохондрии теперь появляется как широко используемый механизм, который позволяет несколько различных типов клеток, чтобы общаться друг с другом и изменять свои биологические свойства. Этот обмен митохондрии может происходить через формирование туннельного Нанотрубки (ТНТ), с участием коннексина 43-содержащих щелевые контакты 8 или M-Sec / TNFaip2 и экзоцисты комплекс 19. В качестве альтернативы, передача Митохондрии также было показано, опосредовано arrestin домен-содержащих белок 1-опосредованных микровезикулы (ARMMs) 20. Интересно отметить , что эффективность передачи митохондрии была связана со скоростью экспрессии Rho ГТФ 1 MIRO1 21, что является ключевым фактором для объяснения различий в эффективностей передачи митохондрии между iPSC-MSCs и взрослых БМ-22 MSCs.
Несмотря на это богатство данных, касающихся клетки к клетке обмена митохондрии, относительно мало известно о метаболических и биологического исхода этого переноса митохондрии. Таким образом, она полностью гарантирует создание соответствующих инструментов, чтобы в полной мере оценить биологические эффекты этого переноса. На протяжении многих лет несколько технических подходов к передаче митохондрии от донора к акцепторной клеток, были предложены. Это включает в себя прямое впрыскивание митохондрий в ооцитах 23, 24, 25, слияние клеток генерировать transmitochondrial цибридами 26, 27 и, совсем недавно, передача изолированных митохондрий с использованием фототермическая nanoblades 28.
Мы и другие ранее продемонстрировали способность изолированной mitochondRIA быть усвоены живыми клетками, как это наблюдается как в пробирке и в естественных условиях 29, 30, 31, через механизмы предложил привлечь макропиноцитозом 32. Мы разработали далее метод, называемый MitoCeption, чтобы количественно перенесите изолированными митохондриями (от ПКЦ) в клетки - мишени, в качестве примера с (приверженец) MDA-MB-231 клеток рака молочной железы линии 31. Этот протокол был адаптирован здесь для передачи изолированных митохондрий MSC человека к глиобластомы стволовых клеток (GSCs).
Глиобластома агрессивные злокачественные опухоли головного мозга , которые быстро становятся устойчивыми к лечению, в основном за счет стволовых клеток глиобластомы (ГСС) , присутствующих в опухоли 33. Эти GSCs растут как нейросферах в пробирке и генерировать опухоли в ксенотрансплантатных моделях. Раковые клетки в пределах глиобластомы имеютспособность принимать соединения от клетки к клетке, как показано в последнее время для астроцитарных клеток опухоли головного мозга , которые , через которые митохондрии (а также ядер кальция и клеток) могут мигрировать межсоединений с помощью расширенных микропробирок,, в результате лучевой терапии устойчивых к астроцитомой сетей 34. Глиобластомы может набрать много различных клеток в опухоли микроокружения, в том числе ПКЦ 35, 36. Мы показали, что MSCs может сделать соединения межклеточные с GSCs в сокультивирования и передавать свои митохондрии (данные не показаны), которые, как ожидается, чтобы изменить GSC функциональные свойства. Настоящий протокол описывает, как метод MitoCeption может быть использован для передачи митохондрии, выделенные предварительно из человеческих MSCs, человеческих GSCs с целью определения их функционального биологического результата. Мультипотентны и высоко онкогенные GB4 GSC линия 37 была использована в данном исследовании.