Een spectrofluorimetrische protocol voor het meten van de mitochondriale permeabiliteit transitie porie opening in geïsoleerde muizenhart mitochondria wordt hier gepresenteerd. De bepaling omvat de gelijktijdige meting van Ca mitochondria<sup> 2 +</sup> Handling, mitochondriale membraanpotentiaal en mitochondriale volume. De procedure voor het verkrijgen van hoge kwaliteit en functionele hart mitochondria wordt ook beschreven.
De mitochondriale permeabiliteit transitie poriën (mtPTP) is een niet specifiek kanaal vormt in het binnenste mitochondriale membraan opgeloste stoffen transport met een moleculaire massa kleiner dan 1,5 kDa. Hoewel de definitieve moleculaire identiteit van de porie nog steeds ter discussie, eiwitten zoals cyclofiline D, VDAC en ANT bijdragen aan de vorming mtPTP. Hoewel de betrokkenheid van mtPTP opening in celdood is goed ingeburgerd 1, accumuleren gegevens blijkt dat het mtPTP een fysiologische rol dient tijdens mitochondriale Ca2 + homeostase 2, bio-energetica en redox signalering 3.
mtPTP opening wordt geactiveerd door matrix Ca 2 +, maar de activiteit kan gemoduleerd worden door verschillende factoren zoals oxidatieve stress, adenine nucleotide uitputting hoge concentraties Pi, mitochondriale membraan depolarisatie of ontkoppelen en lange vetzuurketens 4. In vitro, mtPTP opening kan achieved door meer Ca2 + concentratie in de mitochondriale matrix door exogene toevoeging van Ca 2 + (calcium retentievermogen). Wanneer Ca 2 + niveaus binnen mitochondria bereiken van een bepaalde drempel, de mtPTP opent en faciliteert Ca 2 + release, dissipatie van het proton beweging veroorzakende kracht, membraanpotentiaal ineenstorting en een toename van de mitochondriale matrix volume (zwelling), die uiteindelijk leidt tot de breuk van de buitenste mitochondriale membraan en onomkeerbaar verlies van organellen functie.
Hier beschrijven we een fluorometrische assay waarmee een uitgebreide karakterisering van mtPTP opening in geïsoleerde muizenhart mitochondria. De bepaling omvat de gelijktijdige meting van drie mitochondriale parameters die gewijzigd wanneer mtPTP opening plaatsvindt: mitochondrial Ca 2 + handling (opname en afgifte, zoals gemeten door Ca2 + concentratie in het testmedium), mitochondriale membraanpotentiaal en mitochondrial volume. De kleurstoffen toegepast voor Ca 2 + meting in het testmedium en mitochondriale membraanpotentiaal zijn Fura FF, een membraan impermeant, ratiometrisch indicator die een verschuiving in de golflengte in aanwezigheid van Ca 2 +, en JC-1, een kationische ondergaat, ratiometrische indicator die groen of rood monomeren aggregaten vormt bij lage en hoge membraanpotentiaal respectievelijk. Veranderingen in de mitochondriale volume worden gemeten door lichtverstrooiing door de mitochondriale schorsing. Sinds hoogwaardige, functionele mitochondriën nodig zijn voor de mtPTP opening test, hebben we ook een beschrijving van de stappen die nodig zijn voor het verkrijgen intact, zeer gekoppeld en functionele geïsoleerde hart mitochondriën.
De hier gepresenteerde protocol beschrijft de benodigde experimentele stappen permeabiliteit transitie porie opening beoordelen geïsoleerde hart mitochondria (figuur 1 en figuur 4): de werkwijze voor het isoleren muizenhart mitochondria, de luchtwegen controles die de integriteit en functionaliteit, de mitochondriale parameters gecontroleerd tijdens mtPTP opening en de kleurstoffen gebruikt voor de meting, het opzetten van de spectrofluorimetrische instrumentatie, en de karakterisering…
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door HL094536 (BJH).
Name of the reagent | Company | Catalogue number |
Trypsin | Sigma-Aldrich | T3030 |
Trypsin inhibitor (soybean) | Sigma-Aldrich | T9128 |
Sodium hydrosulfite | Sigma-Aldrich | 71699 |
Rotenone | Sigma-Aldrich | R8875 |
Cytochrome c | Sigma-Aldrich | C7752 |
Alamethicin | Sigma-Aldrich | A4665 |
CCCP | Sigma-Aldrich | C2759 |
Cyclosporin A | Calbiochem | 239835 |
Fura FF | Invitrogen | F14180 |
JC-1 | Invitrogen | T3168 |
Tissue grinder Potter-Elvehjem with Teflon pestle 15 ml | Wheaton Industries | |
Overhead stirrer | Wheaton Industries | 903475 |
Oxytherm (temperature controlled oxygen electrode) | Hansatech Instruments | |
QuantaMaster 80 dual emission spectrofluorometer | Photon Technology International, Inc. |