Глюкоза является важным метаболитом для нервной сетчатки, где она используется для обеспечения высоких скоростей гликолиза и митохондриального дыхания для производства энергии в форме аденозинтрифосфата (АТФ)1. Поскольку глюкоза является предпочтительным энергетическим субстратом, многие клетки сетчатки экспрессируют транспортеры глюкозы (GLUT), чтобы облегчить поглощение глюкозы из сосудистой сети и окружающих тканей2. GLUT включают в себя семейство внутренних мембранных гликопротеинов, которые отвечают за транспорт глюкозыв клетки млекопитающих. GLUT transporter-1 (GLUT1) является основным транспортером глюкозы в сетчатке, экспрессируемым вовсех слоях сетчатки 4 и капиллярными эндотелиальными клетками, составляющими гемато-ретинальный барьер (BRB)5. Интересно, что при нейродегенеративных заболеваниях центральной нервной системы (ЦНС), включая болезнь Альцгеймера, снижение уровня белка GLUT1 и поглощения глюкозы предшествует атрофии мозга и нейрональной дисфункции у человека 6,7. В модели глазной гипертензии на крысах более низкие уровни GLUT1 также наблюдались в капиллярах8. Сниженный транспорт глюкозы во внешнюю сетчатку участвует в потере фоторецепторов у животных моделей пигментного ретинита человека, а также может играть роль в нейродегенерации сетчатки, например, при глаукоме. Таким образом, необходимо понимание транспорта глюкозы в нервной сетчатке, чтобы установить ее роль в нейродегенерации сетчатки.
В данной статье мы описываем новый, недорогой и простой биохимический метод измерения поглощения 6-NBDG в нервной сетчатке мышей ex vivo , т.е. исключая пигментный эпителий сетчатки и сосудистую оболочку. По сравнению с другими флуоресцентными аналогами, такими как 2-NBDG, 6-NBDG состоит из глюкозной части, на которой флуоресцентная нитробензодиазоаминовая группа замещает гидроксильную группу на углероде 6, предотвращая фосфорилирование гексокиназой и дальнейшееметаболическое разрушение9. Несмотря на то, что 6-NBDG обладает высокой специфичностью к GLUT1 со сродством связывания в 300 раз выше, чем у глюкозы9, мы обнаруживаем поглощение этого аналога в присутствии ингибиторов GLUT110. Таким образом, этот анализ обеспечивает относительно быстрый и недорогой метод измерения поглощения глюкозы ex vivo во всей сетчатке мыши, которая частично опосредована GLUT1.
Измерение поглощения глюкозы тканями в режиме реального времени является сложной задачей, часто требующей радиоизотопного мечения или методов визуализации с высоким разрешением. В данном случае мы используем флуоресцентный биохимический анализ для быстрого определения поглощения 6-NBDG в нескольких образцах сетчатки в условиях ex vivo . Протокол предоставляет информацию об общем поглощении глюкозы сетчаткой; он не предоставляет информации об уровнях поглощения 6-NBDG клетками сетчатки.