Использование анализатора метаболического потока клеток в реальном времени для мониторинга биоэнергетики остеобластов

Shobana Jayapalan; Ananya Nandy; Elizabeth Rendina-Ruedy

doi:10.3791/63142

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Использование анализатора метаболического потока клеток в реальном времени для мониторинга биоэнергетики остеобластов

3K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/63142

⸱

1 марта 2022 г.

Shobana Jayapalan¹^,² , Ananya Nandy¹^,² , Elizabeth Rendina-Ruedy¹^,²^,³

¹Vanderbilt Center for Bone Biology, Division of Clinical Pharmacology, Vanderbilt University Medical Center, ²Department of Medicine, Division of Clinical Pharmacology, Vanderbilt University Medical Center, ³Department of Molecular Physiology and Biophysics, Vanderbilt University

В этой статье

Краткое содержание

Анализ метаболического потока клеток в режиме реального времени измеряет скорость потребления кислорода и скорость внеклеточного подкисления, что соответствует производству митохондриальных и гликолитических аденозинтрифосфатов с использованием датчиков pH и кислорода. Рукопись объясняет метод понимания энергетического статуса остеобластов, а также характеристику и интерпретацию клеточного биоэнергетического статуса.

Аннотация

Формирование кости остеобластами является важным процессом для правильного приобретения кости и оборота кости для поддержания скелетного гомеостаза и, в конечном счете, предотвращения перелома. В интересах оптимизации пиковой костной массы и борьбы с различными заболеваниями опорно-двигательного аппарата (например, постменопаузальным остеопорозом, нервной анорексией, сахарным диабетом 1 и 2 типа) в области костной биологии были предприняты невероятные усилия для полной характеристики остеобластов на протяжении всего процесса их дифференцировки. Учитывая основную роль зрелых остеобластов в секреции матричных белков и минерализующих везикул, было отмечено, что эти процессы забирают невероятное количество клеточной энергии, или аденозинтрифосфата (АТФ). Общий клеточный энергетический статус часто называют клеточной биоэнергетикой, и он включает в себя ряд метаболических реакций, которые ощущают доступность субстрата для получения АТФ для удовлетворения клеточных потребностей. Таким образом, текущий метод детализирует процесс выделения первичных стромальных клеток мыщеричного мозга (BMSCs) и мониторинга их биоэнергетического статуса с использованием анализатора метаболического потока клеток в реальном времени на различных стадиях дифференцировки остеобластов. Важно отметить, что эти данные продемонстрировали, что метаболический профиль резко меняется на протяжении всей дифференциации остеобластов. Таким образом, использование этого физиологически значимого типа клеток необходимо для полного понимания того, как биоэнергетический статус клетки может регулировать общую функцию.

Введение

Образование кости остеобластом сопровождается скоординированным разрушением или рассасыванием костей остеокластами. Баланс между остеобластным формированием кости и резорбцией остеокластов представляет собой связанный процесс, описывающий оборот или ремоделирование кости, который необходим для скелетного гомеостаза. Дисфункция остеобластов приводит к нарушению костеобразования и приводит к различным заболеваниям, в том числе^{остеопорозу} ^1,2,3. Дифференцировка стромальных стволовых клеток костного мозга (BMSCs) ex vivo/in vitro к предшественникам остеобластов и зрелым ....