Method Article

Endojen Olarak İfade Edilen İnsan RYR1 Varyantlarının İşlevsel Karakterizasyonu

DOI:

10.3791/62196

⸱

June 9th, 2021

 ,  , 
1Department of Biomedicine, Basel University Hospital, 2Department of Life Sciences, University of Ferrara, 3Department of Anesthesia, Basel University Hospital

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada Epstein Barr Virüs ölümsüzleştirilmiş insan B-lenfositler ve miyotubes içine farklılaştırılmış kas biyopsisi türetilmiş uydu hücreleri endojen olarak ifade edilen RYR1 mutasyonlarının fonksiyonel etkisini incelemek için kullanılan yöntemler açıklanmıştır.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Malign hipertermi duyarlılığı, çekirdek miyopatiler ve merkezkonükleer miyopati gibi farklı nöromüsküler bozuklukları olan hastalarda RYR1 geninde 700'den fazla varyant tanımlanmıştır. RYR1 mutasyonlarına bağlı çeşitli fenotipler nedeniyle, gelecekteki terapötik müdahaleler için hastalar tarafından taşınan varyantları sınıflandırmak ve patojenik olmayan varyantları tanımlamak için fonksiyonel etkilerini karakterize etmek esastır. Birçok laboratuvar, hastaların hücrelerinde ifade edilen RYR1 mutasyonlarını işlevsel olarak karakterize etmek için yöntemler geliştirmekle ilgilenmiştir. Bu yaklaşımın çok sayıda avantajı vardır: mutasyonlar endojen olarak ifade edilir, RyR1 aşırı ifade edilir, heterolog RyR1 eksprese hücrelerinin kullanımından kaçınılır. Bununla birlikte, hastalar RYR1 dışında farklı genlerde mutasyonlar sunabileceğinden, aynı mutasyonu barındıran bireylerden elde edilen biyolojik materyalin sonuçlarını farklı genetik geçmişlerle karşılaştırmak önemlidir. Bu makale, endojen olarak ifade edilen RYR1 varyantlarının fonksiyonel etkilerini incelemek için geliştirilen yöntemleri açıklar: (a) Epstein Barr virüsü, kas biyopsilerinden elde edilen ve miyotüplere farklılaşan insan B-lenfositlerini ve (b) uydu hücrelerini ölümsüzleştirmiştir. Daha sonra farmakolojik RyR1 aktivatörlerinin eklenmesiyle tetiklenen hücre içi kalsiyum konsantrasyonundaki değişiklikler izlenir. Seçilen hücre tipi bir oranmetrik floresan kalsiyum göstergesi ile yüklenir ve hücre içi [Ca2+] değişiklikler floresan mikroskopi ile tek hücre düzeyinde veya spektrofluorometre kullanılarak hücre popülasyonlarında izlenir. Dinlenme [Ca2+], agonist doz yanıt eğrileri daha sonra sağlıklı kontrollerden gelen hücreler ile belirli bir varyantın işlevsel etkisi hakkında fikir veren RYR1 varyantlarını barındıran hastalar arasında karşılaştırılır.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bugüne kadar insan popülasyonunda 700'den fazla RYR1 varyantı tanımlanmış ve malign hipertermi duyarlılığı (MHS), egzersize bağlı rabdomiyoliz, merkezi çekirdek hastalığı (CCD), çoklu minicore hastalığı (MMD), merkezkronükleer miyopati (CNM)1,2,3 dahil olmak üzere çeşitli nöromüsküler bozukluklarla bağlantılıdır. ; bununla birlikte, fonksiyonel etkilerini karakterize etme çalışmaları gecikmektedir ve mutasyonların sadece yaklaşık% 10'unu işlevsel olarak test edilmiştir. Belirli bir RyR1 varyantının etkisini değerlendirmek için farklı deneysel yaklaşımlar kullanılabilir, HEK293 ve COS-7 hücreleri gibi heterolog hücrelerin WT ve mutant RYR1 cDNA4,5,dispedik fare fibroblastlarının WT ve mutant RYR1 cDNA için kodlanmış plazmidler ve vektörler ile transdüksiyonu dahil olmak üzere, ardından myo-D ile transdüksiyon ve miyotubes6'ya farklılaşma , mutant taşıyan transgenik hayvan modellerinin üretimi RyR1s7,8,9, RYR1 varyantını endojen olarak ifade eden hastalardan hücrelerin karakterizasyonu10,11,12. Bu tür yöntemler, farklı mutasyonların RyR1 Ca2+ kanalını işlevsel olarak nasıl etkilediğini belirlemeye yardımcı oldu.

Burada RYR1 mutasyonlarının fonksiyonel etkilerini değerlendirmek için geliştirilen yöntemler açıklanmıştır. Hücre içi kalsiyum homeostazın çeşitli parametreleri, miyotüpler ve Epstein Barr Virüsü (EBV) ölümsüzleştirilmiş B-lenfositler de dahil olmak üzere RyR1 kalsiyum kanalını endojen olarak ifade eden insan hücrelerinde araştırılmaktadır. Hücreler hastalardan elde edilir, kültür olarak genişletilir ve Fura-2 veya indo-1 gibi oranmetrik floresan kalsiyum indictors ile yüklenir. Dinlenme [Ca2+] dahil olmak üzere patojenik RYR1 mutasyonları, farklı farmakolojik agonistlere duyarlılık ve hücre içi Ca2+ depolarının büyüklüğü gibi patojenik RYR1 mutasyonları nedeniyle değiştirildiği bildirilen parametreler, floresan mikroskopi kullanılarak veya florometre kullanılarak hücre popülasyonlarında tek hücre düzeyinde ölçülür. Mutasyon taşıyıcılarından hücrelerde elde edilen sonuçlar daha sonra sağlıklı kontrol aile üyelerinden elde edilenlerle karşılaştırılır. Bu yaklaşım göstermiştir ki: (i) MHS ile bağlantılı birçok mutasyon, dinlenmede bir artışa yol açar [Ca2+] ve doz yanıt eğrisinde sola kayarak KCl kaynaklı depolarizasyona veya farmakolojik RyR1 aktivasyonuna 4-kloro-m-cresol10,11,12,13; (ii) CCD'ye bağlı mutasyonlar, RyR1'in farmakolojik aktivasyonu ile salınan zirvede [Ca2+] azalmaya ve hücre içi Ca2+ depolarsa boyutun azalmasına yol açar12,13,14,15; (iii) bazı varyantlar Ca2 + homeostaz13'üetkilemez. Bu deneysel yaklaşımın avantajları şunlardır: RyR1 proteini aşırı ifade değildir ve fizyolojik seviyeler mevcuttur, hücreler mutasyon içeren hücre çizgileri sağlayan ölümsüzleştirilebilir (hem kas hücreleri hem de B-lenfositler). Bazı dezavantajlar, hastaların kalsiyum homeostaz ve/veya heyecan verici kasılma kaplinlerinde (ECC) yer alan birden fazla gen kodlama proteininde mutasyon taşıyabileceği ve bunun deneysel sonuçları zorlaştırabileceği gerçeğiyle ilgilidir. Örneğin, MHS ve kontrol popülasyonunda iki JP-45 varyantı tanımlanmış ve bunların varlığının dihidrohidridin reseptörün (DHPR) aktivasyon16'yaduyarlılığını etkilediği gösterilmiştir. Hastaların mevcut olması, biyolojik materyalin yeni toplanması ve yerel etik kurullardan etik izinler alınması gerekir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aşağıda açıklanan protokoller, Ethikkommission Nordwest- und Zentralschweiz EKNZ'nin etik kurallarına uygundur.

1. Epstein Barr'ın hazırlanması ölümsüzleştirilmiş B-lenfosit hücre hatları11

  1. Bilgilendirilmiş onaydan sonra, RYR1 mutasyonu taşıyan probandtan ve mutasyonu olmayan sağlıklı aile üyelerinden EDTA ile tedavi edilen steril tüplerde 30 mL tam kan toplayın.
    NOT: Tüm çözümleri steril tutun ve bir doku kültürü başlığında çalışın.
  2. Mononükleer hücreleri yoğunluk gradyan santrifüjleme ortamına (örneğin, Ficoll-Hypaque, .077 g/L) göre tam kandan izole edin.
    1. 50 mL konik steril tüpe 30 mL steril kan yerleştirin.
    2. Yoğunluk gradyan santrifüjleme ortamını içeren bir Pasteur pipetin ucunu tüpün altına yerleştirin ve 20 mL yoğunluk gradyan santrifüjleme ortam çözeltisinin 20 mL steril tabakası yavaşça kanın altına yerleştirin.
    3. 18°-20°C'de 900 x g'da 30 dakika santrifüj, kırılma olmadan.
      NOT: Mononükleer hücre tabakası, yoğunluk gradyan santrifüj ortam tabakası ile trombosit zenginleştirilmiş plazma içeren üst katman arasındaki ara fazda bulutlu bir halka olarak görünür.
  3. Steril bir pipet ile mononükleer hücreler (yaklaşık 3-5 mL) içeren ara faz tabakasını hafifçe çıkarın ve çözeltiyi temiz bir 50 mL steril konik tüpe aktarın.
  4. Hücreleri durulamak için 20 mL fosfat tampon salin (PBS) ekleyin, oda sıcaklığında 600 x g'da 10 dakika santrifüj ekleyin ve peleti PBS'de yeniden depolayın. Toplam üç kez tekrarlayın; bu, tüm ortamların kaldırılmasını sağlar.
  5. Son yıkamadan sonra, hücreleri 1-2 mL doku kültürü ortamında yeniden biriktirin (% 10 fetal baldır serumu, 2 mM L-glutamin ve 100 ünite penisilin ve streptomisin ile desteklenmiş RPMI ortamı). Mononükleer hücreleri (yaklaşık 1 x 106 hücre) 20 mL doku kültürü ortamı içeren bir T125 doku kültürü şişesine yerleştirin.
  6. Mononükleer hücrelere Epstein-Barr virüsü bulaştırın.
    1. B95.8 hücre hattı kültürlerinden (-80 °C'de stoklanmış 102-10 3 dönüştürme ünitesi/mL içeren) süpernatantları EBV kaynağı olarak kullanın.
    2. Doku kültürü ortamının 20mL'sinde 1,5 adımdan 1 x 10 6 mononükleer hücreyi yeniden biriktirin ve enfeksiyon için siklosporin A (0,2 μg/mL son konsantrasyon) varlığında B95,8 hücre hattından 2 mL süpernatanta maruz kalın.
  7. Şişeyi 37 °C hücre kültürü inkübatörüne yerleştirin ve hücrelerin büyümesine izin verin. Bir hafta sonra kültür ortamını değiştirin.
    NOT: B hücreleri çoğalmaya başladıktan sonra tanınabilir kümeler oluştururlar ve kültürlerin genişletilebilmesi ve dondurulabilmesi için hızla büyürler.
  8. Verilen mutasyonun varlığını veya yokluğunu doğrulamak için EBV ölümsüzleştirilmiş B-lenfosit hücre hatları11'den genomik DNA'yı çıkarın.

2. Hücre içi Ca2+ ölçümleri

NOT: EBV-dönüştürülmüş B-lenfosit hücre hatlarının hücre içi kalsiyum konsantrasyonundaki değişiklikler, manyetik karıştırıcı ve cuvette tutucu ile donatılmış bir spektrofluorometre ile hücre popülasyonlarında 37 °C olarak ayarlanabilir. Alternatif olarak Ca2+ değişiklikleri floresan mikroskopi ile tek hücrede izlenebilir. Her iki durumda da hücreler doku kültürü şişesinden çıkarılır, Krebs Ringer çözeltisi (140 mM NaCl, 5 mM KCl, 1 mM MgCl 2 ,20mM HEPES, 1 mM NaHPO4, 5.5 mM glikoz, 1 mM CaCl2içeren pH 7.4) ile iki kez yıkanır ve sayılır.

  1. Spektrofluorometre11 , 13,14kullanarak hücre popülasyonlarındaki deneyler için
    1. Krebs Ringer çözeltisinde 1 x 107 hücre/ mL'lik son konsantrasyonda hücreleri yeniden kullanın ve 5 μM Fura-2/AM son konsantrasyonla 37°C'de 30 dakika kuluçkaya yatırın.
    2. Hücreleri 10 dakika boyunca 900 x g'da santrifüj edin ve Krebs Ringer'ın çözeltisinde 2 x 106 hücre/mL konsantrasyonda yeniden kullanın.
    3. Maksimum hızda ayarlanmış ve 37 °C olarak ayarlanmış manyetik karıştırıcı ile donatılmış bir spektroflorometre kullanarak floresan değişikliklerini (oran 340/380 nm) ölçün.
    4. Deneyden hemen önce hücreleri bir mikrosantrifüjde 5 dakika boyunca 900 x g'da döndürün ve peletin 0,5 mM EGTA ile Krebs Ringer'ın çözeltisinin 1,5 mL'sinde hızlı bir şekilde yeniden biriktirin, ancak Hiçbir ek Ca2 +.
    5. Hücreleri 3 mL cam spektrofluorometre cuvette yerleştirin ve floresan oranını kaydedin (340 nm/380 nm eksitasyon, 510 nm emisyon).
    6. Kararlı bir taban çizgisi elde edin (yaklaşık 30 saniye), seçilen RyR1 agonist konsantrasyonu (4-kloro-m-cresol veya 4-cmc) ekleyin ve kalsiyum geçici kaydedin.
      NOT: Başlangıç reaktifi olarak DMSO'da üretilen 4 cmc'lik 300 mM stok çözeltisi kullanılır. Bu çözelti önceden yapılabilir, aliquoted ve birkaç ay boyunca -20 ° C'de saklanabilir.
    7. Farklı 4 cmc konsantrasyonları için deneyler yapın.
      NOT: [Ca2+] içinde değişime karşı agonist bir doz yanıt eğrisi oluşturmak için 75 μM, 150 μM, 300 μM, 450 μM, 750 μM ila 1 mM ekleyin. Farklı 4 cmc konsantrasyonları, stok çözeltisinden uygun 4 cmc hacminin doğrudan Fura-2 yüklü hücreleri içeren cuvette'e eklenmesiyle elde edilir. Örneğin, 300 μM 4 cmc'lik son konsantrasyon için, Krebs Ringer'ın çözeltisinde 1,5 mL hücre içeren cuvette stok çözeltisinin 1,5 μL'si eklenir. Daha düşük agonist konsantrasyonlar için, 300 mM stok çözeltisi DMSO ile 75 mM'ye seyreltilmeli ve Krebs Ringer çözeltisinde 1,5 mL hücre içeren cuvette uygun hacim eklenmelidir.
    8. Hücre içi depolarda bulunan toplam Ca2+ miktarını hesaplamak için hücrelere 400 nM thapsigargin ekleyin. Ca2+tepesini kaydedin.
    9. Belirli bir 4 cmc konsantrasyonun neden olduğu tepe kalsiyumu, %100 olarak kabul edilen thapsigargin'in neden olduğu tepe kalsiyumuna karşı çizin ve bir proband ve sağlıklı bir akrabadan gelen hücreleri karşılaştıran 4 cmc'lik bir doz yanıt eğrisi oluşturun
  2. Tek hücre üzerindeki deneyler için13
    1. Poli-L-lizin 1:10'u steril H2O'da seyreltin ve cam kapakları 30 dakika boyunca önceden tedavi edin. Steril bir doku kültürü başlığı altında havayla kurumaya bırakın.
    2. EBV dönüştürülmüş B-lenfositleri Krebs Ringer'ın 1 mM CaCl2 içeren çözeltisinde 1 x10 6 hücre/mL'lik son konsantrasyona yeniden askıya alın ve 5 μM Fura-2/AM'lik son bir konsantrasyon ekleyin.
    3. Poli-L-lizinle işlenmiş kapak örtülerine 1 mL hücre yerleştirin ve EBV hücrelerinin yükleme sırasında cam kapakçığa yapışmasını sağlamak için 30 dakika boyunca nemlendirilmiş bir hücre kültürü inkübatörüne 37 °C'de kuluçkaya yatırın.
    4. Kapak sapını perfüzyon odasına yerleştirin ve Krebs Ringer'ın 1 mM Ca 2+ içeren çözeltisi ile perfüzyona(2mL / dk oranında) başlayın.
    5. Yazılım kontrollü şarjlı bağlantılı cihaz (CCD) kamera eki ile çevrimiçi ölçümleri kaydetmek için ters floresan mikroskop (40x yağ daldırma hedefi (0,17 sayısal diyafram), filtreler (BP 340/380, FT 425, BP 500/530) kullanın.
    6. Sabit pozlama süresinde 1 s aralıklarla Görüntü Alın (hem 340 hem de 380-nm heyecan dalga boyları için 100 ms. Floresandaki değişiklikleri analiz etmek için görüntüleme yazılımını kullanın. Her hücre için ortalama piksel değerini 340 ve 380 nm13'lükheyecan dalga boylarında ölçün.
    7. Hücre stimülasyonu elde etmek için, 12 valfli bir hücre perfüzyon stimülatörü kullanın ve 4 cmc'lik farklı konsantrasyonlar ekleyin. Yıkama vanası, sadece hücre içi depolardan kalsiyum salınımını izlemek için Eklenen Ca2 + artı 100 μM La3 + içermeyen Krebs Ringer çözeltisini içerir.
    8. Yukarıda açıklandığı gibi [Ca2+] içinde değişime karşı 4 cmc'lik bir doz yanıt eğrisi oluşturun.

3. Kas biyopsilerinden insan miyotütlerinin hazırlanması10,12,15

NOT: Uydu hücresi türevli miyoplastlar ve miyotubelar elde etmek için farklı laboratuvarlar tarafından farklı yöntemler kullanılmıştır. Basel'de kullanılan yöntemin açıklaması aşağıdadır.

  1. Fazla kanı çıkarmak ve yaklaşık 0,5-1 mm'lik küçük parçalar halinde kesmek için steril PBS ile kas biyopsisini durulayın.
  2. Insert ile 6 kuyu doku kültürü yemekleri hazırlayın. Her kuyuya 1,5 mL insan kası büyüme ortamı ve her kesici uç için 0,5 mL insan kası büyüme ortamı ekleyin.
    NOT: Büyüme ortamı aşağıdaki gibi oluşur: Dulbecco'nun modifiye Eagle's medium'un 500 mL'si yüksek glikozlu, veya DMEM (4.5 mg/mL), %10 at serumu, 5 ng/mL insülin, 3 mM glutamin, 600 ng/mL penisilin G ve streptomisin ve 7 mM HEPES, pH 7.4 içerir. Piyasada bulunan iskelet kası büyüme ortamı da kullanılabilir.
  3. Her kesici ucun içine 2-3 küçük kas parçası yerleştirin (Şekil 1A) ve kültür yemeklerini hücre kültürü inkübatörüne (%5 CO2, 37 °C) yerleştirin. Yaklaşık 8-10 gün sonra uydu hücrelerinin ekine bağlı kas biyopsisinin dışında ve çevresinde büyüdüğü görülebilir(Şekil 1, B ve C, oklar).
  4. Biyopsiden yeterli sayıda hücre bırakın (yaklaşık 10-14 gün sonra), aşağıdaki gibi deneyin:
    1. Tüm kültür ortamını çıkarın, hücreleri 1 mL PBS ile bir kez durulayın, 0,5 mL tripsin / EDTA çözeltisi ekleyin (% 0,025 tripsin ve% 0,01 EDTA) ve 5 dakika boyunca 37 ° C'de kuluçkaya yaslayın.
    2. Tripsin etkisini nötralize etmek ve uydu hücrelerini yeni bir T25 hücre kültürü şişesine aktarmak için hücrelere 1 mL büyüme ortamı ekleyin; 3 mL büyüme ortamı ekleyin ve hücreleri bir hücre kültürü inkübatörüne yerleştirin (%5 CO2, 37 °C).
    3. EDTA'yı kaldırmak için ertesi gün büyüme ortamını değiştirin ve daha sonra ortamı haftada bir kez değiştirin.
  5. Miyeoblastlar yaklaşık% 75 birleştiğinde, trypsinize ve laminin işlem görmüş cam kapak kapağına aktarın.
    NOT: Oran olarak, bir T25 şişesinde büyüyen hücreler 43 mm çapında laminin işlem görmüş bir cam kapak kapağına aktarılmalıdır. Cam kapak, 3 mL büyüme ortamı içeren 60 mm çapında bir doku kültürü plakasına yerleştirilmelidir.
  6. Cam kapaktaki hücreleri, haftada bir kez ortayı değiştiren bir hücre kültürü inkübatöründe(%5CO 2 , 37 °C) büyüme ortamında büyütün. % 90 izdiahta, aşağıdaki gibi yapılmış farklılaşma ortamına geçin: yüksek glikoz DMEM (4.5 mg / mL), % 0.5 sığır serum albümini, 10 ng/mL epidermal büyüme faktörü, 0.15 mg/mL kreatin, 5 ng/mL insülin, 200 mM glutamin, 600 ng/mL penisilin G ve streptomisin ve 7 mM HEPES, pH 7.4). Ticari olarak kullanılabilen farklılaşma ortamı da kullanılabilir. Farklılaşma ortamını haftada bir kez değiştirin.
  7. Farklılaşma ortamında 7-10 gün sonra, çok yönlü miyotubelar görülebilir. Aşağıda açıklandığı gibi, bir hafta içinde [Ca2+] içindeki değişiklikleri değerlendirin.

4. [Ca2+] Fura-2 ile belirleneni oran ölçümleri

  1. Yük cam kapaklı yetiştirilen miyotüpler, DMEM'de 37 °C'de 30 dakika seyreltilmiş Fura-2/ (5 μM'lik son konsantrasyon) ile yetiştirildi. Kısaca, farklılaşma ortamını cam kapaklı yetişkin hücrelerden çıkarın ve 2 mL taze farklılaşma ortamı ekleyin. 1 mM'lik bir stok çözeltisinden 10 μL Fura-2 ekleyin ve bir hücre kültürü inkübatörüne 30 dakika kuluçkaya yatırın (%5 CO2, 37 °C).
  2. Cam kapakları perfüzyon odasına aktarın ve Krebs Ringer'ın 2 mM CaCl2içeren çözeltisi ile hücreleri durulayın.
  3. 20xsuya daldırma FLUAR hedefi (0,17 sayısal diyafram) kullanarak EBV tek hücre bölümünde yukarıda açıklandığı gibi çevrimiçi [Ca 2+ ] ölçümleri gerçekleştirin.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

[Ca2+] EBV ölümsüzleştirilmiş B lenfosit popülasyonlarında i ölçümleri
Primer B-lenfositler, B hücre antijen reseptörü uyarılmış sinyalizasyon işlemleri sırasında Ca2+ salınım kanalı olarak işlev gören RyR1 izoformu ifade eder17. Genetikçiler tarafından hastaların genomik bilgilerini içeren hücre hatlarını elde etmek için rutin olarak kullanılan bir prosedür olan EBV ile B hücre...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu makalede açıklanan protokoller, RYR1 mutasyonlarının kalsiyum homeostaz üzerindeki etkisini incelemek için çeşitli laboratuvarlar tarafından başarıyla kullanılmıştır. Bu makalede özetlenen yaklaşımların kritik adımları sterilite, hücre kültleme becerileri ve teknikleri ve biyolojik materyalin mevcudiyeti ile ilgilenmiştir. Prensip olarak, EBV ölümsüzleştirilmiş B lenfositlerin kullanımı daha basittir ve mutant RyR1 kanalları içeren hücre hatları üretmesine izin verir. Hücreler uzun yıllar boyunca dondurulabilir ve sıv...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu yazıda açıklanan çalışma, İsviçre Ulusal Bilim Vakfı (SNF) ve İsviçre Kas Vakfı'nın hibeleriyle desteklendi.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
4-kloro-m-kresolFluka24940
Kan alma tüpleriSarstedt 172202
Sığır serum albümini (BSA)Sigma-AldrichA7906
kafeinMerk102584
Cascade 125+ CCD kameraFotometri
Kaskad 128+ CCDFotometri
KreatinSigma-AldrichC-3630
DMEMThermoFisher Scientific11965092
DMSOSigma41639
EGTAFluka3778
Epidermal Büyüme Faktörü (EGF)Sigma-AldrichE9644
Ficoll PaqueCytiva17144002
Fetal buzağı serumuThermoFisher Scientific26140079
Fura-2/Invitrogen Yaşam BilimleriF1201
GlutamaxThermo Fisher Bilimsel35050061
HEPESThermoFisher Bilimsel15630049
İnsülinThermoFisher BilimselA11382II
İyonomisinSigmaI0634
KClSigma-AldrichP9333
LamininThermoFisher Scientific23017015
LantanFluka61490
Mikroperfüzyon sistemiALA-ScientificDAD VM 12 valf adası
Origin YazılımıOriginLab CorpYazılımı
Pennisilin / StreptomisinGibco Yaşam Bilimleri15140-122
Perfüzyon odası POC-RPecon000000-1116-079
poli-L-lizinSigma-AldrichP8920
RPMIThermoFisher Bilimsel21875091
SpektroflorimetrePerkin ElmerLS50
ThapsigarginCalbiochem586005
Doku kültürü kaplarıFalcon353046
Doku kültürü şişesiFalcon353107
Doku kültürü ekleriFalcon353090
Tripsin/EDTA çözeltisiThermoFisher Scientific25300054
VisiviewVisitron Systems GmbHSoftware
Zeiss Axiovert S100 TV mikroskobuCarl Zeiss AG
Zeiss cam lamellerCarl Zeiss AG0727-016
At serumu Thermo Fisher Scientific 16050122

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Dlamini, N., et al. Mutations in RYR1 are a common cause of exertional myalgia and rhabdomyolysis. Neuromuscular Disorders. 23 (7), 540-548 (2013).
  2. Klein, A., et al. Clinical and genetic findings in a large cohort of patients with ryanodine receptor 1 gene-associated myopathies. Human Mutation. 33, 981-988 (2012).
  3. Robinson, R., Carpenter, D., Shaw, M. A., Halsall, J., Hopkins, P. Mutations in RYR1 in malignant hyperthermia and central core disease. Human Mutation. 27 (20), 977-989 (2006).
  4. Xu, L., et al. Ca2+ mediated activation of the skeletal muscle ryanodine receptor ion channel. Journal of Biological Chemistry. 293 (50), 19501-19509 (2018).
  5. Treves, S., et al. Alteration of intracellular Ca2+ transients in COS-7 cells transfected with the cDNA encoding skeletal-muscle ryanodine receptor carrying a mutation associated with malignant hyperthermia. Biochemical Journal. 301 (3), 661-665 (1994).
  6. Nakai, J., et al. Enhanced dihydropyridine receptor channel activity in the presence of ryanodine receptor. Nature. 389 (6569), 72-75 (1996).
  7. Durham, W. J., et al. RyR1 S-nitrosylation underlies environmental heat stroke and sudden death in Y522S RyR1 knockin mice. Cell. 133 (81), 53-65 (2008).
  8. Zvaritch, E., et al. Ca2+ dysregulation in Ryr1(I4895T/wt) mice causes congenital myopathy with progressive formation of minicores, cores, and nemaline rods. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (51), 21813-21818 (2009).
  9. Elbaz, M., et al. Bi-allelic expression of the RyR1 p.A4329D mutation decreases muscle strength in slow-twitch muscles in mice. Journal of Biological Chemistry. 295, 10331-10339 (2020).
  10. Censier, K., Urwyler, A., Zorzato, F., Treves, S. Intracellular calcium homeostasis in human primary muscle cells from malignant hyperthermia susceptible and normal individuals. Journal of Clinical Investigations. 101 (6), 1233-1242 (1998).
  11. Girard, T., et al. B-lymphocytes from Malignant Hyperthermia-Susceptible patients have an increased sensitivity to skeletal muscle ryanodine receptor activators. Journal of Biological Chemistry. 276 (51), 48077(2001).
  12. Ducreux, S., et al. Effect of ryanodine receptor mutations on interleukin-6 release and intracellular calcium homeostasis in human myotubes from Malignant Hyperthermia- Susceptible individuals and patients affected by Central Core Disease. Journal of Biological Chemistry. 279 (42), 43838-43846 (2004).
  13. Ducreux, S., et al. Functional properties of ryanodine receptors carrying three amino acid substitutions identified in patients affected by multi-minicore disease and central core disease, expressed in immortalized lymphocytes. Biochemical Journal. 395, 259-266 (2006).
  14. Tilgen, N., et al. Identification of four novel mutations in the C-terminal membrane spanning domain of the ryanodine receptor 1: association with central core disease and alteration of calcium homeostasis. Human Molecular Genetics. 10 (25), 2879-2887 (2001).
  15. Treves, S., et al. Enhanced excitation-coupled Ca2+ entry induces nuclear translocation of NFAT and contributes to IL-6 release from myotubes from patients with central core disease. Human Molecular Genetics. 20 (3), 589-600 (2011).
  16. Yasuda, T., et al. JP-45/JSRP1 variants affect skeletal muscle excitation contraction coupling by decreasing the sensitivity of the dihydropyridine receptor. Human Mutation. 34, 184-190 (2013).
  17. Sei, Y., Gallagher, K. L., Basile, A. S. Skeletal muscle ryanodine receptor is involved in calcium signaling in human B lymphocytes. Journal of Biological Chemistry. 274 (9), 5995-6062 (1999).
  18. Tegazzin, V., Scutari, E., Treves, S., Zorzato, F. Chlorocresol, an additive to commercial succinylcholine, induces contracture of human malignant Hyperthermia Susceptible muscles via activation of the ryanodine receptor Ca2+ channel. Anesthesiology. 84, 1275-1279 (1996).
  19. Kushnir, A., et al. Ryanodine receptor calcium leak in circulating B-lymphocytes as a biomarker for heart failure. Circulation. 138 (11), 1144-1154 (2018).
  20. Zullo, A., et al. Functional characterization of ryanodine receptor sequence variants using a metabolic assay in immortalized B-lymphocytes. Human Mutation. 30 (4), 575-590 (2009).
  21. Hoppe, K., et al. Hypermetabolism in B-lymphocytes from malignant hyperthermia susceptible individuals. Scientific Reports. 6, 33372(2016).
  22. Monnier, N., et al. A homozygous splicing mutation causing a depletion of skeletal muscle RYR1 is associated with multi-minicore disease congenital myopathy with ophthalmoplegia. Human Molecular Genetics. 12, 1171-1178 (2003).
  23. Schartner, V., et al. Dihydropyridine receptor (DHPR, CACNA1S) congenital myopathy. Acta Neuropathologica. 133, 517-533 (2017).
  24. Ullrich, N. D., et al. Alterations of excitation-contraction coupling and excitation coupled Ca2+ entry in human myotubes carrying CAV3 mutations linked to rippling muscle disease. Human Mutation. 32, 1-9 (2010).
  25. Rokach, O., et al. Characterization of a human skeletal muscle- derived cell line: biochemical, cellular and electrophysiological characterization. Biochemical Journal. 455, 169-177 (2013).
  26. Zhou, H., et al. Characterization of RYR1 mutations in core myopathies. Human Molecular Genetics. 15, 2791-2803 (2006).
  27. Klinger, W., Baur, C., Georgieff, M., Lehmann-Horn, F., Melzer, W. Detection of proton release from cultured human myotubes to identify malignant hyperthermia susceptibility. Anesthesiology. 97, 1043-1056 (2002).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

RYR1 VariantsCalcium HomeostasisIntracellular CalciumFluorescence MicroscopySpectrofluorometer AnalysisB LymphocytesHuman MyotubesFura 2 AMDose Response CurveMalignant Hyperthermia

Related Articles