A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
التصوير الحي للزخات الليفية على الخلايا الصغيرة يسمح لك بالكمية المكانية لهذه العملية. التطبيع مورفولوجيا باستخدام micropatterns هو أداة متميزة للكشف عن القواعد العامة حول التوزيع المكاني للعمليات الخلوية.
التصوير الحي للpHluorin الموسومة القابلة للذوبان N-ethylmaleimide الحساسة عامل ملحق البروتين REceptor (V-SNARE) بروتين الغشاء المرتبط Vesicle 7 (VAMP7) عن طريق مجموع المجهر الفلورية الداخلية الانعكاس (TIRFM) هو وسيلة مباشرة لاستكشاف إفراز من المقصورة lysosomal. الاستفادة من ثقافة الخلية على الأسطح micropatterned لتطبيع شكل الخلية، تم استخدام مجموعة متنوعة من الأدوات الإحصائية لإجراء تحليل مكاني للأنماط الإفرازية. باستخدام وظيفة ريبلي K واختبار إحصائي يستند إلى أقرب مسافة الجيران (NND)، أكدنا أن إفراز من lysosomes ليست عملية عشوائية ولكن يظهر التجمع كبيرة. ملاحظة, تحليلنا كشفت أن الأحداث exocytosis هي أيضا مجمعة في المناطق غير الالتصاق, مشيرا إلى أن جزيئات الالتصاق ليست الهياكل الوحيدة التي يمكن أن تحفز بؤر ساخنة إفرازية في غشاء البلازما. ومع ذلك، وجدنا أن التصاق الخلية يعزز التجمع. بالإضافة إلى المناطق اللاصقة وغير اللاصقة المحددة بدقة ، فإن الهندسة الدائرية لهذه الميكوروبات يسمح باستخدام الإحداثيات القطبية ، وتبسيط التحليلات. استخدمنا تقدير كثافة النواة (KDE) ووظيفة التوزيع التراكمية على الإحداثيات القطبية لأحداث الإزدِاد لتحديد المناطق الغنية من الزّب. وفي الخلايا الصغيرة ذات الشكل الحلقي، حدث التجميع عند الحدود بين المناطق اللاصقة وغير اللاصقة. ويوضح تحليلنا كيف يمكن استخدام الأدوات الإحصائية لدراسة التوزيعات المكانية للعمليات البيولوجية المتنوعة.
إكسوسيتوزيس هو عملية الخلوية العالمية التي الصمامات في vesicle مع غشاء البلازما وتطلق محتواها. يمكن للفتح إما أن يصهر تماما مع غشاء البلازما (الانصهار الكامل) أو إنشاء المسام الانصهار التي تبقى مفتوحة خلال فترة زمنية محدودة (قبلة وتشغيل)1. على سبيل المثال، يتم إطلاق البروتينات المركبة حديثاً في الوسط خارج الخلية من الفُيْنَسَة التي تأتي من مجمع غولجي. هذا المسار البيولوجي، anterograde هو بدائي، وخاصة في الكائنات الحية متعددة الخلايا، لافراز الببتيدات إشارة (على سبيل المثال، الهرمونات، الناقلات العصبية) ومكونات مصفوفة خارج الخلية (على سبيل المثال، الكولاجين)، وكذلك إلى نقل البروتينات عبر الغشاء إلى غشاء البلازما. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تحدث إفرازات من إندوسومات مختلفة: 1) إعادة تدوير الغدد الوسومات من أجل إعادة استخدام البروتينات عبر الميمبرين؛ 1) إعادة تدوير الغدد الانسهازومات من أجل إعادة استخدام البروتينات عبر الغشاء؛ 1) إعادة تدوير الغدد الانسهازية من أجل إعادة استخدام البروتينات عبر الغشاء؛ (1) إعادة تدوير الغدد الانسهازية من أجل إعادة استخدام البروتين 2) الهيئات متعددة الأطراف (MVBs) لإطلاق الكوسومات؛ و 3) lysosomes للافراج عن الانزيمات البروتية. وقد تبين إفراز الغدد النابعة لتكون مهمة لthgrowth نيوريت، تشكيل pseudopodia، وإصلاح غشاء البلازما، وإشارات ATP تعتمد2.
لدراسة الزخراب على مستوى الخلية الواحدة، تم استخدام العديد من التقنيات. التصحيح المشبك يسمح للكشف عن أحداث اكسوسيتوزيس واحد مع دقة زمنية عالية في مجموعة واسعة من الخلايا الحية3. ومع ذلك، لا يوفر هذا الأسلوب معلومات حول ترجمة أحداث القذف، ولا من أي المقصورة يحدث. يسمح المجهر الإلكتروني بالتصور المباشر للأحداث واظهارية مع دقة مكانية عالية، وبالاقتران مع علم المناعة يوفر معلومات حول خصوصية المقصورات والجزيئات المعنية. ومن عيوب هذا النهج نقص المعلومات عن ديناميات العملية، فضلا عن عدم قدرتها على إجراء دراسات عالية الإنتاجية. 24- توفر أساليب التحليل المجهري الخفيف مثل التحليل المجهري للانعكاس الداخلي الكلي (TIRFM)، الذي يستغل الحقل المضيء لإلقاء الضوء على الفلوروفور في محيط الغطاء (100 نانومتر)، دقة زمنية ومكانية جيدة لدراسة أحداث القذف. ومع ذلك، هذه الطريقة متوافقة فقط مع الخلايا المتصّقة ولا يمكن تطبيقها إلا على الجزء البطني/السفلي من الخلايا.
لاحظ أن غشاء البلازما يكشف عن عدم تجانس كبير على أساس مجمعات لاصقة موجودة فقط في المناطق المحظورة. هذا التغاير يقيد، على سبيل المثال، امتصاص حروف رابطة مختلفة4. وبالمثل، فقد أفيد مؤخرا أن إفراز مجمع غولجي يتركز في "النقاط الساخنة" في غشاء البلازما5. وعلاوة على ذلك، فمن المعروف أن بعض البضائع تفرز من خلال التركيز التصاق المرتبطة exocytosis6. وهكذا، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لمسألة ما إذا كانت الأحداث exocytosis توزع عشوائيا في الفضاء، أو ما إذا كانت تتركز في مناطق محددة من غشاء البلازما. وقد اقترحت العديد من الأدوات الإحصائية على أساس وظيفة سبيلي K لاستكشاف هذه الأسئلة7،8،9. نهجنا يجمع بين هذه الأدوات مع micropatterning للسيطرة على شكل الخلية وغشاء البلازما غير متجانسة. بالإضافة إلى توفير وسيلة للتمييز بين المناطق اللاصقة وغير اللاصقة ، تسمح هذه التقنية أيضًا بالمقارنة عبر الخلايا والظروف المختلفة وتزيد من قوة التحليلات الإحصائية.
هنا نوظف مجموعة متنوعة من الأدوات الإحصائية لدراسة التوزيع المكاني لأحداث القذف من المقصورة الليسوسومية التي رصدها TIRFM التصوير الخلية الحية من VAMP7-pHluorin في شكل رنين micropattern تطبيع hTert-RPE1 الخلايا. وقد تأكد أن إفراز من lysosomes ليست عملية عشوائية8,9 وأن الأحداث exocytosis المعرض التجمع. ملاحظة, وجدنا أن الأحداث exocytosis هي أيضا مجمعة في المناطق غير التصانية, مشيرا إلى أن جزيئات الالتصاق ليست الهياكل الوحيدة التي يمكن أن تحفز النقاط الساخنة الإفرازية في غشاء البلازما. ومع ذلك، فإن التصاق الخلية عزز التجمع. على الدوام، حدد تحليلنا المناطق المخصبة من الزخرفة التي كانت تقع على الحدود بين المناطق اللاصقة وغير الالتصاقية.
1- إعداد الخلايا الصغيرة
2- الحصول على بيانات الطاردات
3. خلية واحدة التحليل المكاني
تم تحليل الخصائص الزقة من أحداث القذف من lysosomes التي تصورها VAMP7-pHluorin10,11 في خلايا hTert-RPE1. خلايا hTert-RPE1 هي خلايا غير مُنقلة تعتمد بشكل جيد على الميكروتيناتينغ وقد استخدمت على نطاق واسع في الدراسات السابقة المستندة إلى ميكروباتترن4،14
رصدنا أحداث الزخراب من المقصورة الليسوسومية من قبل TIRFM تصوير الخلايا الحية من VAMP7-pHluorin في خلايا ميكروباتترن على شكل حلقة وأجرى تحليلا إحصائيا دقيقا للبارامترات المكانية لأحداث الزبيب. توظيف وظيفة K ريبلي تحولت واختبار إحصائي على أساس أقرب مسافة الجار، وأكدنا أن إفراز من lysosomes ليست عملية ع?...
ليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
ونحن نعترف كثيرا تييري غالي (مركز الطب النفسي وعلم الأعصاب، INSERM) لتوفير VAMP7-pHluorin plasmid. نشكر تارن دوونغ على المشورة بشأن التحليل الإحصائي وأعضاء مختبر GOUD لإجراء مناقشات مثمرة. الكتاب الاعتراف كثيرا الخلية والأنسجة التصوير مرفق (PICT - IBiSA @Burg ، PICT - EM @Burg وPICT - IBiSA @Pasteur) ونيكون مركز التصوير ، معهد كوري (باريس) ، عضو في فرنسا الفرنسية الوطنية للبحوث البنية التحتية - BioImaging (ANR10 - INBS - 04). وقد تلقت هـ.ل. الدعم من رابطة ابحاث السرطان (ARC) وتلقت P.M. التمويل من برنامج الاتحاد الأوروبي للبحوث والابتكار في أفق 2020 بموجب اتفاقية منحة Marie Skłodowska-Curie No 666003. وقد تم دعم هذا العمل من خلال منح من INFECT-ERA (ANR-14-IFEC-0002-04)، وSlabex CelTisPhyBio (ANR-10-LBX-0038 ) وريديكس باريس للعلوم ولتريس (ANR-10-IDEX-0001-02 PSL)، وكذلك المركز الوطني لريشيرتشي ساينتفيك ومعهد كوري.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Chamlide Magnetic Chamber | Chamlide | ||
DMEM/F12 | Gibco | 21041-025 | |
Fibrinogen | Molecular Probes, Invitrogen | F35200 | |
Fibronectin bovine plasma | Sigma | F1141 | |
HEPES (1M) | Gibco | 15630-056 | |
hTert RPE1 cell line | https://www.atcc.org | ||
ImageJ | http://rsbweb.nih.gov/ij/ | n/a | Authored by W. Rasband, NIH/NIMH |
JetPRIME Transfection reagent | Polyplus | 114-07 | |
Penicilin/Streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
Photomask | Delta Mask | ||
PLL-g-PEG solution | Surface Solutions | PLL(20)-g[3.5]- PEG(2) | |
R Software | https://www.r-project.org/ | n/a | |
Trypsin (TrypLE Express 1X) | Gibco | 12605-010 | |
UV ozone oven | Jelight Company Inc | 342-220 | |
VAMP7-pHFluorin plasmid | n/a | n/a | Paper reference :http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Role+of+HRB+in+clathrin-dependent+endocytosis. J Biol Chem. 2008 Dec 5;283(49):34365-73. doi: 10.1074/jbc.M804587200. Role of HRB in clathrin-dependent endocytosis. Chaineau M, Danglot L, Proux-Gillardeaux V, Galli T. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved