Bu protokol, senkronize hepatoma hücreleri kullanılarak mitoz sırasında lipid damlacıklarının ve organel dinamiklerinin tekrarlanabilir görselleştirilmesini sağlar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu protokol, senkronize hepatoma hücreleri kullanılarak mitoz sırasında lipid damlacıklarının ve organel dinamiklerinin tekrarlanabilir görselleştirilmesini sağlar.
Hücre içi lipid damlacıkları (LD) birçok hücre tipinde her yerde bulunur. LD'ler, triasilgliserol ve kolesteril ester gibi nötr lipidleri depolar ve enerji metabolizması, sinyal ve stres yanıtlarında önemli roller oynar. LD'ler hücre içi organeller olarak tanınsa da, hücre döngüsü ilerlemesi sırasında davranışları belirsizdir. Mitoz sırasında, mitokondri ve Golgi aygazı da dahil olmak üzere birkaç organel kapsamlı yeniden şekillendirme ve ardından yeniden birleştirme geçirir; bu da LD'lerin hücre döngüsüne bağlı değişiklikler geçirip geçirmediği sorusunu gündeme getirir. LD'ler enerji kaynağı ve sinyal merkezi olarak hizmet edebildiğinden, mitoz sırasında dinamiklerinin netleştirilmesi özellikle önemlidir. Bunu ele almak için, hepatom hücrelerinde hücre döngüsü senkronizasyonunu floresan LD boyama ile birleştiren bir protokol sunuyoruz. Hücreler, G2/M sınırında siklin-bağımlı kinaz 1 inhibitörü tabanlı bir yaklaşımla senkronize edilir, hücre döngüsüne salınır ve belirli zaman noktalarında toplanır. LD'ler nötr lipid boyası ile etiketlenir ve floresan mikroskopisiyle görselleştirilir. Bu yöntem, mitoz sırasında LD yeniden dağılımını incelemek için tekrarlanabilir bir yaklaşım sunar ve organel biyolojisi, metabolik düzenleme ve kanser hücre fizyolojisi çalışmalarına geniş şekilde uygulanabilir.
Hücre döngüsü, kromozomDNA 1,2'nin doğru çoğaltılması ve ayrılmasını sağlayan son derece organize edilmiş bir olaydır ve bu süreçte hücre içi organeller dinamik olarak yenidendüzenlenir 3. Dört ana aşamadan oluşur: G1, S, G2 ve M 1,2. Mitoz sırasında, çoğaltılmış kromozomlar bipolar iğrenin ekvator düzleminde hizalanır ve ardından iki kızhücreye aktarılır 4. Mitokondri ve Golgi aygazı gibi organeller, mitoz 5,6,7,8 sırasında kapsamlı bir şekilde yeniden şekillendirilir. Bu organeller küçük veziküllere parçalandıktan sonra iki kız hücreye dağıtılır ve sonraki hücre döngüsü boyunca ilerleme sırasında yenidenbirleşirler 3.
Lipid damlacıkları (LD'ler), nötr lipid içeren organellerdir ve nötr lipid içeren organeller olup çevresinde fosfolipid monotabakası bulunur. Çeşitli protein setiyle ilişkilidirler ve çoğalan hücreler 9,10 dahil olmak üzere birçok hücre türünde yaygın olarak bulunurlar. LD'lerin protein ve lipid bileşimi, hücre ve dokutipi 11'e bağlı olarak değişir. Bu proteinler arasında perilipin (PLIN) ailesi kapsamlı şekilde incelenmiş olup, PLIN2,hepatositlerde LD'leri stabilize etmektedir 12,13. Yapısal stabilizasyonun yanı sıra, PLIN ailesi proteinleri LD dinamiklerinin düzenlenmesinde ve diğer hücresel bileşenlerle etkileşimlerde rol oynamıştır14. LD'ler sadece triasilgliserol ve kolesteril ester için depolama depoları olarak değil, aynı zamanda enerjimetabolizması 15, sinyal yolları16 ve stres adaptasyonu17 için de merkez olarak işlev görür. Metabolik işlevsizlikle ilişkili steatohepatit (MASH, önceden NASH olarak adlandırılan) gibi patolojik durumlarda, LD birikimi sağlıklı kontrol sistemine kıyasla belirgin şekilde artar ve hastalık biyolojisindeki önemini vurgular. Ancak, mitochondri, endoplazmik retikulum ve mitoz sırasında Golgi aygıtı üzerine kapsamlı araştırmalara rağmen, bölünen hücrelerde LD'lerin mekansal lokalizasyonuna dair sınırlı gözlem yapılabiliyordu. Burada sunulan yöntemle mitoz sırasında LD lokalizasyonunu analiz ettik. Daha önce LD'lerin diğer hücre içi organellerden farklı mekansal dağılım desenleri sergilediğinibildirmiştik 20.
Burada, hepatom hücrelerinde mitoz sırasında LD'ler ve diğer hücre içi organellerin dağılımını incelemek için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz. Yöntem, hücre döngüsü senkronizasyonu ve floresan boyama içerir; böylece mitoz sırasında LD dinamiklerinin tekrarlanabilir görselleştirilmesini sağlar. Temsilci sonuçlar, LD'lerin interfaz ile mitoz arasında hücre döngüsüne bağlı mekânsal dağılımda değişiklikler gösterdiğini ve hücre bölünmesi sırasında LD lokalizasyonunun karşılaştırmalı analizini kolaylaştırdığını göstermektedir. Bu yaklaşım, organellerin lokalizasyonu, dinamikleri ve metabolik düzenlemesini hem fizyolojik hem de patolojik bağlamlarda incelemek için geniş çapta uygulanabilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Bu protokol için gerekli stok çözümler
2. BSA ile konjuge edilmiş oleik asidin hazırlanması
3. Hücrelerin G2/M sınır senkronizasyonu
4. RO-3306 reaktifinin senkronize hücrelerden çıkarılması ve mitotik faza girilmesi
5. Mitotik hücrelerin örnek hazırlaması
6. LD'ler ve diğer hücresel organellerin boyanması
7. Hücre içi organellerin ve bunların hücre altı lokalizasyonunun gözlemi
8. LD'lerin sayısı ve boyutunun nicelendirilmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
RO-3306 kullanılarak hepatoma hücrelerinin G2/M sınırında senkronizasyonu
Mitoz sırasında hücre içi organellerin dinamiklerini araştırmak için, G2/Msınırı 20,21'deki hücreleri senkronize etmek için seçici bir CDK1 inhibitörü olan RO-3306 kullanıldı. Hücreler CDK1 inhibitörüyle 20 saat ve ardından taze bir ortamda ek 1 saat işlendiğinde, hücrelerin %50'sinden fazlası G2/M sınırında senkronize edildi (
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Mitoz sırasında gözlemlenen LD'lerin yeniden dağılımı, konumlanmalarının rastgele olmadığını, ancak sitoskelet yeniden organizasyonu ve hücre döngüsü ilerlemesiyle uyumlu olduğunu gösterir. Özellikle, LD'lerin iğren bölgesinden dışlanması, hücre bölünmesi sırasında organellerin ayrılmasını koruyan mitotik iğne montajı veya aktif taşıma mekanizmalarının getirdiği mekansal kısıtlamaları yansıtabilir. Bu çalışmada, mitotik hücreleri immünoflüoresans boyamaya hazırlamak için basit ve tekrarl...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar, bu makalenin içeriğiyle ilgili çıkar çatışmaları olmadığını belirtmektedir.
Bu çalışma, Showa Üniversitesi Genç Araştırmacılar için Bursu ve JSPS KAKENHI Hibe Numarası 24K10084 tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 0.25% Trypsin/EDTA | Wako | 201-16945 | Hücre disosiyasyonu |
| 10 cm tabak | Corning | 430167 | Hücre kültürü |
| 35 mm doku kültürü tabağı | IWAKI | 3000-035 | Hücre kültürü |
| 6 cm doku kültürü tabağı | IWAKI | 3010-060 | Hücre kültürü |
| Anti-PLIN2 (ADRP) antikoru | Proteintech | 15294-1-AP | Lipid damlacık belirteci |
| Anti-PLIN3 (TIP47) antikoru | Proteintech | 10694-1-AP | Lipid damlacık belirteci |
| Anti-α-tubulin antikoru | Sigma-Aldrich | T6199 | Mitoz eğik iplikçik belirteci |
| BODIPY 493/503 | Invitrogen | D3922 | Nötr lipid boyama |
| Şişe üstü filtre (0.22 μm) | NEST | WNB343001 | OA–BSA çözeltisinin steril filtrasyonu |
| Bovin serum albümini (BSA) | Sigma-Aldrich | A8022 | Engelleme reaktifi |
| Berrak oje | Ticari olarak temin edilebilir | Uygulanamaz | Kapaklarda sızdırmazlık |
| Konfokal mikroskop | Olympus | FV1200 | Yüksek çözünürlüklü görüntüleme |
| DAPI | Dojindo | 340-07971 | Nükleer boyama |
| D-PBS (–) | Wako | 049-29793 | Hücre kültürü |
| Dulbecco’s Modifiye Eagle’s Ortamı (DMEM) | Wako | 041-30081 | Hücre kültürü ortamı |
| Etanol (99.5%) | Wako | 057-00456 | Oleik asit için çözücü |
| Yağ asidi–serbest BSA | Sigma-Aldrich | A7030 | Oleik asit için taşıyıcı protein |
| Fetal Bovin Serum | Gibco | 10270-106 | Ortam takviyesi |
| Floresan ikincil antikorlar (Alexa Fluor–konjuge) | Ticari olarak temin edilebilir | Uygulanamaz | Tür spesifik immünofloresan için ikincil antikorlar |
| FV10-ASW yazılımı | Olympus | Uygulanamaz | Görüntü alımı ve işleme |
| Cam kapakçıklar (φ15 mm) | Matsunami | 2-176-03 | Mikroskopi için hücre ekimi |
| Cam mikroskobu slaytları | Matsunami | SFF-001 | Kaplamaları monte etmek için cam slaytlar |
| Glutaraldehit (%25 çözelti) | Wako | 073-00536 | PLIN3 için alternatif fiksasyon |
| HuH7 hücreleri | JCRB Hücre Bankası | JCRB0403 | İnsan hepatoma hücre hattı |
| LipidTOX Kırmızı Nötr Lipid Boyası | Invitrogen | H34476 | Alternatif lipid damlacık boyası |
| Nitrojen gazı (N2) | Ticari olarak temin edilebilir | Uygulanamaz | Etanolün buharlaştırılması |
| Oleik asit | Sigma-Aldrich | O1383 | Oleik asit–BSA konjugatlarının hazırlanması için |
| Paraformaldehit, PBS içinde %4 | Nacalai Tesque | 09154-85 | Fiksasyon |
| Penisilin–Streptomisin | Gibco | 15140-122 | Antibiyotikler |
| Fosfat tamponlu salin (×10) | Uygulanamaz | Uygulanamaz | Herhangi bir tedarikçi ile değiştirilebilir |
| RO-3306 | Sigma-Aldrich | SML0569 | G2/M senkronizasyonu için CDK1 inhibitörü |
| SlowFade Diamond Antifade Montaj Maddesi | Invitrogen | S36963 | Montaj maddesi |
| Sodyum klorür (NaCl) | Wako | 191-01665 | 150 mM NaCl hazırlanması |
| Sodyum hidroksit (NaOH) | Wako | 080-01061 | Oleik asidin sabunlaştırılmasında kullanılır |
| Tali Hücresel Analiz Slaytları | Thermo | T10794 | Hücre döngüsü analizi için kullanılır |
| Tali Görüntü Tabanlı Sitometre | Thermo | Uygulanamaz | Hücre döngüsü analizi için kullanılır |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | Hücre geçirgenleşmesi |
| Geniş Alanlı Floresan Mikroskobu | KEYENCE | BZ-9000 | Mitoz hücrelerin hızlı taraması |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.