Этот протокол описывает оценку субклеточного отсека-специфического редокса статуса в клетке. Красный флуоресцентный зонд, чувствительный к редоксу, позволяет проводить удобный коэффициентометрический анализ в нетронутых клетках.
Method Article
Этот протокол описывает оценку субклеточного отсека-специфического редокса статуса в клетке. Красный флуоресцентный зонд, чувствительный к редоксу, позволяет проводить удобный коэффициентометрический анализ в нетронутых клетках.
Измерение внутриклеточного окисления/снижения баланса обеспечивает обзор физиологического и/или патофизиологического редокса состояние организма. Тиолы особенно важны для освещения состояния редокса клеток через их снижение дитиола и окислимых коэффициентов дисульфида. Инженерные цистеин-содержащие флуоресцентные белки открывают новую эру для редокс чувствительных биосенсоров. Один из них, редокс чувствительных зеленый флуоресцентный белок (roGFP), может быть легко введен в клетки с аденовирусной трансдукции, что позволяет редокс статус субклеточных отсеков, которые будут оцениваться без нарушения клеточных процессов. Снижение цистеин и окислившиеся цистины roGFP имеют экзцинацию максимум на 488 нм и 405 нм, соответственно, с выбросом на 525 нм. Оценка соотношения этих уменьшенных и окислимых форм позволяет удобное расчет баланса редокса внутри клетки. В этой статье метода, увековеченные человека тройной отрицательный раковых клеток молочной железы (MDA-MB-231) были использованы для оценки состояния redox в живой клетке. Протокол шаги включают MDA-MB-231 клеточной линии трансдукции с аденовирусом, чтобы выразить цитозолик roGFP, лечение H2O2, и оценка цистеина и цистина соотношение как с потоком цитометрии и флуоресценции микроскопии.
Окислительный стресс был определен в 1985 году Гельмут Сис как "нарушение в прооксидант-антиоксидантный баланс в пользупервого" 1, и множество исследований было проведено для получения болезни, питания, и старения конкретных редокс статус организмов1,2,3. С тех пор понимание окислительного стресса стало шире. Тестирование гипотез использования антиоксидантов против болезней и/или старения показало, что окислительный стресс не только причиняет вред, но и имеет другие роли в клетках. Кроме того, ученые показали, что свободные радикалы играют важную роль для переноса сигнала2. Все эти исследования усиливают важность определения изменений в соотношении макромолекулов. Активность ферментов, антиоксиданты и/или окислители, а также продукты окисления могут быть оценены различными методами. Среди них, методы, которые определяют окисление тиола, возможно, наиболее часто используются, потому что они сообщают о балансе между антиоксидантами и прооксидантами в клетках, а также организмов4. В частности, в качестве биомаркеров для мониторинга состояния редокса организмов2используются соотношения между глутатионе (GSH)/глутатион дисульфид (ГСГ) и/или цистеином (CySS).
Методы, используемые для анализа баланса между прооксидантами и антиоксидантами, полагаются главным образом на уровни пониженных/окислимых белков или мелких молекул в клетках. Западные помарки и масс-спектрометрия используются для широкой оценки соотношения уменьшенных/окислимых макромолекул (белков, липидов и т.д.), а коэффициенты GSH/GSSG можно оценить с помощью спектрофотометрии5. Общей чертой этих методов является физическое возмущение системы клеточным лизисом и/или гомогенизацией тканей. Эти анализы также становятся сложными, когда необходимо измерить состояние окисления различных клеточных отсеков. Все эти возмущения вызывают артефакты в среде анализа.
Редокс чувствительных флуоресцентных белков открыл выгодную эру для оценки баланса redox, не вызывая нарушения в клетках6. Они могут быть нацелены на различные внутриклеточные отсеки, что позволяет количественно определить отдельные действия (например, анализ состояния редокса митохондрий и цитозола) для исследования перекрестного разговора между клеточными органеллами. желтый флуоресцентный белок (YFP), зеленый флуоресцентный белок (GFP) и белки HyPeR рассматриваются Мейером и коллегами6. Среди этих белков, редокс чувствительных GFP (roGFP) является уникальным из-за различных флуоресцентных считываний его CyS (например, 488 нм/em. 525 нм) и CySS (например, 405 нм/525 нм) остатки, что позволяет коэффициентический анализ, в отличие от других редокс чувствительных белков, таких как YFP7,8. Коэффициентометрический выход ценен тем, что уравновешивает различия между уровнями выражения, чувствительностью обнаружения и фотосъемки8. Подклеточные отсеки клеток (цитозол, митохондрии, ядра) или различных организмов (бактерий, а также клеток млекопитающих) могут быть направлены путем изменения roGFP7,9,10.
анализы roGFP проводятся с использованием методов флуоресцентной визуализации, особенно для экспериментов по визуализации в режиме реального времени. Цитометрический анализ цитометрических факторов roGFP также возможен для экспериментов с заранее определенными временными точками. Текущая статья описывает как использование флуоресцентной микроскопии и цитометрии потока для выполнения коэффициентной оценки состояния редокса в клетках млекопитающих, переэкспрессионных roGFP (направленных на цитосол) с помощью аденовирусной трансдукции.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол был оптимизирован для 70%-80% слияния MDA-MB-231 ячеек. Для других клеточных линий, количество клеток и множественность инфекции (MOI) должны быть reoptimized.
1. Подготовка клеток (день 1)
2. Аденовирусная трансдукции ROGFP (день 2 и 3)
ВНИМАНИЕ: Аденовирусы могут вызывать заболевания. При перепрофилировании клеток используйте фильтрованные наконечники и обеззараживают наконечники, пастерные пипетки и микроцентрифуги с 10% отбеливателем.
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол был продемонстрирован с цитосол-специфических roGFP, но другие клеточные отсеки (например, митохондрии или митохондриального межмембранное пространство) могут быть направлены с этим же протоколом.

3. Приобретение баланса CyS/CySS
4. Анализ данных

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Состояние редокса CyS/CySS легко проецируется с помощью трансимированных roGFPs. Флуоресцентный зонд количественно определяет соотношение между уменьшенными и окислимыми формами (длины волн возбуждения 488 нм и 405 нм, соответственно). Данные о флуоресценции могут быть получены как с помощью цитометрии потока, так и с помощью микроскопии.
Большое количество клеток может последовательно и удобно приобретаться с помощью цитометрии потока. Анализ состоит из 3 основных шагов: 1) выбрать популяцию ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Тиол/дисульфидный баланс в организме отражает состояние редокса клеток. В живых организмах есть глутатион, цистеин, белковые тиолы и низкомолекулярные тиолы, все из которых зависят от уровня окисления и повторяют редоксовый статус клеток4. Инженерные roGFPs позволяют ненарушать количественную оценку баланса тиола/дисульфида через их остатки CyS7. Коэффициентометрическое свойство roGFP обеспечивает надежные измерения редокса для клеток млекопитающих. roGFP можно легко внедри...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Авторам нечего раскрывать.
Конструкция и рекомбинантный аденовирус для выражения цитозолоспецифического roGFP в клетках были созданы в лаборатории Пола Т. Шумакера, PhD, Школы медицины Фрайберга, Северо-Западного университета и Vira'uest Inc., соответственно. Это исследование было поддержано Центром исследований принимающей ответ на рак терапии грант P20GM109005 через NIH Национальный институт общих медицинских наук Центры биомедицинских исследований Excellence (COBRE NIGMS), Национальный институт общих медицинских наук систем фармакологии и токсикологии Учебная программа грант T32 GM106999, Фонд UAMS/Медицинский исследовательский фонд премии AWD00053956, UAMS Год-Конец канцлера Награды AWD00053484. Ядро потока цитометрии ядро было поддержано в части Центра микробных патогенеза и принимающих воспалительных реакций грант P20GM103625 через COBRE NIGMS. Содержание является исключительно ответственностью авторов и не обязательно отражает официальную точку зрения НИЗ. ATA была поддержана Советом по научно-техническим исследованиям Турции (TUBITAK) 2214-A стипендией.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 0,25% Трипсин-ЭДТА | Gibco by Life Sciences | 25200-056 | Клеточная культура |
| 4-луночная камерная створка | Thermo Scientific | 154526 | Материал для затравки клеток для флуоресцентной визуализации |
| 5 мл пробирки с колпачком клеточного фильтра | Falcon | 352235 | Одноклеточная суспензия пробирка для анализа проточной цитометрии |
| 6-луночный планшет | Corning | 353046 | Посевной материал клеток для анализа проточной цитометрии |
| 15 мл конические пробирки | MidSci | C15B | Клеточная культура |
| 75 см2 вентилируемая колба для культуры тканей | Corning | 4306414 | Клеточная культура |
| Аденовирусный цитозоль специфический roGFP | ViraQuest | VQAd roGFP | roGFP конструкция любезно предоставлена доктором Шумейкером |
| Класс II, тип A2 Защитный шкаф | для капюшонаThermo Scientific | 1300 Series A2 | Клеточная культура |
| Countess автоматизированный счетчик клеток | Invitrogen | C10227 | Подсчет клеток |
| Countess камера счетчика клеток | слайды Invitrogen | C10283 | Подсчет клеток |
| DMEM | Gibco by Life Sciences | 11995-065 | Клеточная культура |
| FBS | Atlanta Biologicals | S11150 | Клеточная культура |
| Наконечники для пипеток с фильтром, стерильные, 20 & микро; l | Fisherbrand | 02-717-161 | |
| Наконечники для пипеток с фильтрацией клеточных культур, стерильные, 1000 &; l | Fisherbrand | 02-717-166 | Проточный |
| цитометр | BD Biosciences | LSRFortessa | Instrument оснащен полосовыми фильтрами FITC и BV510 для анализа проточной цитометрии |
| Флуоресцентный микроскоп | Advanced Microscopy Group (AMG) | Evos FL | Флуоресцентная визуализация |
| Перекись водорода 30% | Fisher Scientific | H325-100 | Положительный контроль |
| Light Cube, Custom | Life Sciences | CUB0037 | Флуоресцентная визуализация клеток, экспрессирующих roGFP (ex 405 нм) |
| Light Cube, GFP | Thermo Scientific | AMEP4651 | Флуоресцентная визуализация клеток, экспрессирующих roGFP (ex 488 нм) |
| MDA-MB-231 | American Tissue Culture Collection | HTB-26 | Эпителиальный эпителиальный рак молочной железы человека Клеточная |
| линия Микроцентрифуга, 2 мл | Grenier Bio-One | 623201 | Клеточная культура |
| PBS | Gibco от Life Sciences | 10010-023 | Контроллер пипетки для клеточной культуры |
| Drummond | Hood Mate Model 360 | Серологическая пипетка для клеточной культуры | |
| , 1 мл | Fisherbrand | 13-678-11B | |
| Серологическая пипетка | Fisherbrand | 13-678-11D | Серологическая пипетка для клеточной культуры |
| , 10 мл | Fisherbrand | 13-678-11E | |
| Инкубатор для культуры клеток | Thermo Scientific | HERACell 150i | CO2 инкубатор для клеточной культуры |
| Trypan blue stain 0,4% | Invitrogen | T10282 | Подсчет клеток |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission