Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

يوضح هذا البروتوكول بالتفصيل طريقة لقياس نشاط القناة الأيونية مباشرة على الحويصلات داخل الخلايا باستخدام نظام مشبك التصحيح اليدوي داخل اليزوسوم. نوضح الطريقة التي تتضمن تكبير الجسيمات الداخلية وعزل هذه الحويصلات يدويا. يضمن هذا النهج أن الباحثين يمكنهم تكرار الإجراء وتطبيقه بدقة.

Abstract

تعتبر القنوات الأيونية الداخلية الجزومية ضرورية لتوازن الأيونات الداخلية ودرجة الحموضة ، وتنظيم إمكانات الغشاء ، وتهريب الحويصلات. ومع ذلك ، فإن الوصول إلى هذه القنوات من الناحية الفيزيولوجية الكهربية داخل حويصلات صغيرة داخل الخلايا كان يمثل تحديا. كان تطوير تقنيات المشبك البقعي الداخلي مفيدا في التغلب على هذا الحاجز ، مما سمح بالقياس المباشر لنشاط القناة الأيونية في الأغشية الداخلية الذكورية.

بالمقارنة مع تقنيات المشبك المستوي الحالية ، يمكن لمشبك التصحيح الداخلي تسجيل خلايا متعددة في وقت واحد والاندماج بسهولة مع طرق القياس الأخرى. يوفر التشغيل اليدوي ميزة تصور الحويصلات المستهدفة. كما أنه يعالج محدودية الوجود الذي لا غنى عنه ل Ca2+ على جانب واحد من الغشاء الداخلي ، مما يزيد من مرونة التصميم التجريبي. يتيح استخدام تقنيات مشبك الرقعة الداخلية القياس والتحليل المباشر لنشاط القناة الأيونية داخل الجسيمات الداخلية.

بالنظر إلى الارتباط الوثيق بين وظيفة القناة الأيونية الشاذة وأمراض مثل الأمراض التنكسية العصبية واضطرابات التمثيل الغذائي ، فإن التحقيق في هذه القنوات وتعديلها قد يكشف النقاب عن أهداف دوائية جديدة. من خلال استعادة توازن الأيونات داخل الخلايا ، قد نخفف من الأمراض ذات الصلة أو نعالجها. لذلك ، تعتبر هذه التقنية محورية لاكتشاف أهداف دوائية جديدة وتطوير الأدوية ذات الصلة.

Introduction

تلعب القنوات الأيونية دورا مهما في العديد من العمليات الفسيولوجية. في حين أن القنوات الأيونية السطحية قد حظيت باهتمام كبير ، إلا أن أهمية القنوات داخل الخلايا ، لا سيما تلك الموجودة داخل الجسيمات الداخلية ، يتم الاعتراف بها تدريجيا. يتكون النظام الداخلي من عضيات متعددة الوظائف مرتبطة بالغشاء متخصصة في الوظائف الخلوية الأساسية ، بما في ذلك إعادة تدوير الجسيمات الداخلية (RE) ، والجسيمات الداخلية المبكرة (EE) ، والجسيمات الداخلية المتأخرة (LE) ، والليزوسومات (LY) ، والعضيات الهجينة ذات الخصائص الداخلية وخصائص المقصورة الأخرى ، مثل البلعمة والبلعمة الذاتية.

EE ، والمعروفة أيضا باسم الفرز الداخلي (SE) ، هي واحدة من الوجهات الأولى للمواد الداخلية من غشاء البلازما (PM). EEs هي مقصورات مهمة مسؤولة عن فرز البضائع إلى مسارات داخلية مختلفة ، مثل مسار النضج إلى LE / LY للتحلل ، ومسار إعادة التدوير السريع إلى PM ، ومسار إعادة التدوير البطيء الذي يتضمن حجرة إعادة التدوير أو الطاقة المتجددة الطرفية. الأجسام متعددة الحويصلات (MVBs) المشتقة من الجسيمات الداخلية عبارة عن مقصورات كروية محاطة بغشاء محدد ، يمكن ملؤه بالحويصلات داخل اللمعة (ILVs)1. للحفاظ على الوظيفة الطبيعية لهذه العضيات ، فإنها تتطلب قنوات أيونية غشائية لتنظيم الأس الهيدروجيني الحويصلي ، والأسمولية ، ونقل الإشارة. ومع ذلك ، فإن قياس نشاط هذه القنوات ليس بالأمر السهل.

بالنسبة للقنوات الأيونية الموجودة على غشاء البلازما ، كانت تقنية مشبك التصحيح التي تم تطويرها في السبعينيات هي الطريقة القياسية الذهبية2. ومع ذلك ، ظل الوصول إلى القنوات الفيزيولوجيا الكهربية داخل حويصلات صغيرة داخل الخلايا يمثل تحديا. يواجه تطبيق المعيار الذهبي لقياس القنوات الأيونية على غشاء البلازما على تلك الموجودة على العضيات داخل الخلايا ثلاثة تحديات رئيسية. أولا ، عادة ما يكون حجم الجسيمات الداخلية صغيرا جدا (قطرها أقل من 1 ميكرومتر) ، مما يجعل من الصعب مراقبتها وعزلها تحت المجهر وأصغر من قطر فتحة الماصات الدقيقة الزجاجية النموذجية ، مما يجعل التجربة غير صالحة للعمل. ثانيا ، يتطلب عزل الجسيمات الداخلية مباشرة عن الخلايا المستهدفة مع الحفاظ على سلامة العضية مهارات خاصة. ثالثا ، نظرا لعدم وجود هيكل خلوي في العضيات داخل الخلايا ، فإن تشكيل ختم على الغشاء الداخلي داخل ماصة التصحيح ثم تمزقه لتحقيق تكوين جسيم داخلي كامل يمكن أن يكون أمرا صعبا ، لأنه يضر بالسلامة الهيكلية للعضية3.

تم تطوير عدة طرق للتغلب على هذه المشكلات ، بما في ذلك تسجيل الطبقة الدهنية الثنائية ، وتعديل تسلسل الاستهداف الليزوزومي ، وتقنيات الفيزيولوجيا الكهربية القائمة على الغشاء المدعومة بالصلب (SSM أو SSME). تتضمن طريقة تسجيل ثنائية الطبقة الدهنية إعادة بناء أغشية الفوسفوليبيد الاصطناعية باستخدام قنوات أيونية منقاة ، مما يتيح دراسة فيزيولوجية كهربية مفصلة لوظيفة بروتين الغشاء في ظل ظروف خاضعة للرقابة4،5. يتضمن تعديل تسلسلات الاستهداف الليزوزومي على القنوات الأيونية إعادة توجيه القنوات الأيونية الداخلية إلى غشاء البلازما للقياس باستخدام طرق المشبك الرقيعيةالتقليدية 6. تستخدم تقنيات الفيزيولوجيا الكهربية القائمة على الغشاء المدعومة بالصلب (SSM أو SSME) ، والمعروفة أيضا باسم طريقة المشبك المستوي الداخلي ، رقائق زجاجية مستوية صلبة ذات فتحات صغيرة (قطرها <1 ميكرومتر) في رقائق البورسليكات المستوية المجهرية. تسمح هذه الرقائق الزجاجية ذات الفتحة الصغيرة بتحليل الجسيمات الداخلية الصغيرة ، وحتى الأصلية ، باستخدام نظام التحكم في شفط الضغط (Nanion). ومع ذلك ، في الطريقتين الأوليين ، لا تكون القنوات الأيونية في بيئتها الفسيولوجية الطبيعية. أدت محاولات تسجيل القنوات الليزوزومية المعبر عنها على غشاء البلازما أو إعادة تشكيلها إلى طبقات ثنائية الدهون إلى نتائج غير مؤكدة ومتناقضة إلى حد كبير.

على الرغم من أن تقنيات المشبك التصحيحي المستوي قد عالجت بفعالية مشكلة التداخل الاصطناعي وتوفر ميزة القياسات عالية الإنتاجية ، إلا أن الحلول المستخدمة محدودة أيضا بهذه الطريقة. يمكن لتقنية المشبك الرقيع الداخلي المقدم في هذه المقالة تسجيل خلايا متعددة في وقت واحد والاندماج بسهولة مع طرق القياس الأخرى. يوفر التشغيل اليدوي ميزة تصور الحويصلات المستهدفة. كما أنه يتغلب على القيود التي لا مفر منها ل Ca2+ في المحلول على جانب واحد من الغشاء الداخلي ، مما يزيد من حرية التصميم التجريبي3. في الآونة الأخيرة ، لعبت تقنيات المشبك البقعة الداخلية الجزيزومية دورا رئيسيا في أبحاث تطوير الأدوية. على سبيل المثال ، في الأمراض التنكسية العصبية ، ساعدت هذه التقنية في تحديد الأدوية الجديدة التي تستهدف القنوات الأيونية الداخلية السوزومية المرتبطة بمرض الزهايمر ومرض باركنسون7،8. يمكن للباحثين أيضا استخدام هذه التقنية لاستكشاف دور القنوات الأيونية الداخلية في الخلايا السرطانية9 ، وبالتالي التحكم في نمو الورم وانتشاره. فيما يتعلق بأمراض التمثيل الغذائي ، تكشف دراسات المشبك الرقعة الداخلية الجزومية عن مركبات تنظم القنوات الأيونية الداخلية ، وتقدم طرقا علاجية جديدة لمرض السكري والسمنة. تساعد تقنية المشبك اللاصق الداخلي في فهم الخلل الوظيفي الداخلي وإيجاد العلاجات المحتملة6 ، مما يعزز بشكل كبير فهمنا لوظائف القناة الأيونية الداخلية السوزومية وتعزيز اكتشاف أهداف دوائية جديدة.

Protocol

1. إعداد الصك

  1. الاجهزه
    ملاحظة: انظر الشكل 1 للحصول على إعداد جهاز الفيزيولوجيا الكهربية القياسي.
    1. احم الإعداد من التداخل الخارجي باستخدام طاولة وقفص فاراداي.
    2. استخدم مجهرا مقلوبا مع معالج دقيق لوضع القطب الصغير بشكل ثابت.
    3. قم بإعداد مكبر للصوت لجمع وتضخيم الإشارات المكتسبة.
    4. استخدم محول الأرقام لتحويل الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية.
    5. استخدم برامج الحصول على البيانات وتحليلها لإعداد بروتوكولات تجريبية واستخلاص نتائج ذات مغزى وقابلة للتحليل من البيانات التي تم جمعها.
  2. اقطاب
    1. استخدم قطبين كهربائيين: قطب كهربائي للحمام وقطب كهربائي ماصة.
      ملاحظة: يتمتع كلوريد البلاتين والفضة بأفضل خصائص الاستقطاب. تتكون أقطاب كلوريد الفضة من سلك فضي أو كريات تم تجميدها ، وبالتالي تحتوي على طبقة AgCl على السطح الخارجي للسلك أو الحبيبات (الشكل 2).
  3. تحضير الماصة
    1. سحب
      1. قم بتثبيت الأنبوب الشعري في المجتذب.
        ملاحظة: المعلمة المستخدمة لتصنيع الماصات أدناه خاصة بالجهاز. الأداة التي استخدمناها في هذه الورقة مذكورة في جدول المواد.
      2. في ظل الظروف التجريبية (درجة حرارة الغرفة 22 درجة مئوية ، خيوط سخان من خلال الشكل ، زجاج البورسليكات مع خيوط) التي لا تحرق خيوط السخان ، قم بإجراء اختبار RAMP على الساحب لتحديد القيمة الحرارية (HEAT) المطلوبة لإذابة الشعيرات الدموية الزجاجية.
      3. صمم برنامج سحب جديد بست دورات سحب منفصلة باستخدام معلمات الحرارة والسرعة (VEL) والوقت (TIME) (الجدول 1).
        ملاحظة: تشير الحرارة إلى المعلمة التي تسخن خيوط السخان ، مما يسمح للفتيل الزجاجي بالذوبان. تشير السرعة إلى السرعة التي يسحب بها المجتذب الفتيل في كلا الاتجاهين. يمثل الوقت مدة الفاصل الزمني بين كل دورة.
      4. اضغط على زر السحب الأخضر على لوحة المفاتيح.
      5. قم بفك مقبض التثبيت وإزالة الماصات من المجتذب.
      6. افحص أطراف الماصة الموجودة أسفل عدسة الماصة الدقيقة لتحديد قطر الطرف والحدة والهندسة. تأكد من أن قطر الطرف 0.5-0.9 ميكرومتر.
        ملاحظة: مع استخدام الفتيل بشكل متكرر ، ستتغير القيمة الحرارية المطلوبة لإذابة الشعيرات الدموية الزجاجية.
      7. إذا كان حجم الطرف لا يلبي التوقعات، فاضبط معلمي HEAT وVEL. ستنتج درجات الحرارة المرتفعة والسرعات الأسرع نصائح أدق وأطول والعكس صحيح. اضبط الحرارة بزيادات قدرها 5 درجات والسرعة بزيادات قدرها 3.
    2. تلميع
      1. ضع ماصات التصحيح المسحوبة في حامل التشكيل الدقيق.
      2. افحص أطراف الماصة باستخدام عدسة موضوعية 35x (مدمجة مع عدسة 15x، مما يؤدي إلى تكبير 525x ).
      3. استخدم المعالج الدقيق لتقريب ماصات التصحيح من الفتيل.
      4. اضبط قرص درجة الحرارة على 80.
      5. استخدم مفتاح القدم لتشغيل السخان وتطبيق نبضة حرارية قصيرة (1-2 ثانية) ، ومراقبة عملية التلميع من خلال عدسة microforge.
      6. كرر العملية حتى يتم صقل جميع الماصات.
      7. ضع الماصات المكتملة في صندوق محكم الغلق لمنع دخول الغبار.
        ملاحظة: الهدف هو إذابة الطرف بسرعة بحيث يقوم الزجاج بإصلاح هندسة الطرف النهائي دون جعله حادا جدا. هذا يمنع الماصة من اختراق غشاء الحويصلة الذي يتم الضغط عليه ويعزز تكوين مانع التسرب بشكل فعال. بعد التلميع النهائي ، يجب أن يكون المسار الداخلي لطرف الماصة ضيقا جدا ومستقيما وخطيا.
        عادة ما تتمتع أفضل ماصات التسجيل بمقاومة تتراوح من 5 إلى 8 MΩ بعد تلميع الحريق. يجب أن يكون قطر فتحة الطرف 2 ميكرومتر. تعد ماصة التصحيح المصقولة تماما ضرورية لتكوين الجيجاسيل بنجاح، حيث تعد هذه إحدى التقنيات الرئيسية الحاسمة لنجاح الإجراء.

2. إعداد العينة

  1. ثقافة الخلايا (باستخدام HEK293 كمثال)
    1. زراعة الخلايا في حاضنة رطبة قياسية عند 37 درجة مئوية مع 5٪ ثاني أكسيد الكربون2.
    2. زراعة خلايا HEK293 في DMEM منخفض الجلوكوز المكمل بمصل الأبقار الجنينية المعطل بالحرارة بنسبة 10٪ ، و 100 وحدة / مل بنسلين ، و 100 مجم / مل من الستربتومايسين.
    3. ضع أغطية 12 مم مطلية بالبولي إل ليسين في طبق 24 بئر.
  2. تكبير العضية
    1. أضف 1 ميكرومتر من الفاكسولين -1 إلى خلايا HEK293 في الصفيحة المكونة من 24 بئرا (من الخطوة 2.1) واحتضانها عند 37 درجة مئوية مع 5٪ ثاني أكسيد الكربون2 طوال الليل حتى تبدأ الحويصلات المتضخمة في التكون.
      ملاحظة: يمكن أن يصل حجم الجسيمات الداخلية المتضخمة إلى 1-10 ميكرومتر ، اعتمادا على الأداة والمركب ووقت الحضانة ونوع الخلية (الشكل 3 والجدول 2).
  3. تحضير الحل
    ملاحظة: يهدف تحضير المحلول القياسي إلى محاكاة التركيزات الأيونية داخل الخلية والعضيات. على سبيل المثال ، الحلول القياسية لقياس القنوات الأيونية على الجسيمات الحالة هي كما يلي:
    1. تحضير محلول الاستحمام (بالملليمتر): 140 K-methanesulfonate (MSA) ، 5 KOH ، 4 كلوريد الصوديوم ، 0.39 CaCl2 ، 1 EGTA ، 10 HEPES. اضبط الرقم الهيدروجيني إلى 7.2 باستخدام KOH. اضبط الأسمولية على 300 موسم/لتر مع الجلوكوز.
    2. تحضير محلول الماصة (بالملليمتر): 140 Na-MSA، 5 K-MSA، 2 Ca-MSA، 1 CaCl2، 10 HEPES، 10 MES. اضبط الرقم الهيدروجيني إلى 4.6 مع MSA. اضبط الأسمولية على 310 موسم / لتر مع الجلوكوز.
      ملاحظة: مرر المحلول عبر مرشح 0.2 ميكرومتر ، وقم بإعداد 45 مل من الحصص في أنابيب مخروطية سعة 50 مل ، وقم بتخزينها في درجة حرارة 4 درجات مئوية لمدة تصل إلى 2-4 أسابيع.

3. عزل العضية

  1. قم بإزالة غطاء بالخلايا المعالجة (انظر القسم 2) من اللوحة المكونة من 24 بئرا ، وانقله إلى غرفة المجهر ، وأضف 1 مل من محلول الاستحمام.
    ملاحظة: يجب عدم تخزين الخلايا في محلول الحمام لمدة >1 ساعة لتجارب مشبك التصحيح الداخلي الكامل التي تتضمن عزل الجسيم الداخلي والختم والتسجيل. بعد 1 ساعة ، سوف تتقلص الجسيمات الداخلية المتضخمة وتلتصق بالماصة ويصعب عزلها.
  2. استخدم إبرة تعبئة بلاستيكية محلية الصنع لملء ماصة العزل بمحلول الماصة وتركيب الماصة في الطرف الأمامي لإعداد مشبك التصحيح.
  3. اضبط زاوية الحركة القطرية للمعالج الدقيق لتكون قريبة من 30 درجة (قيمة المصنع الافتراضية).
  4. تحت المجهر (40x موضوعي و 10x eye) ، افحص الخلايا بحثا عن الجسيمات الداخلية المتضخمة أو الجسيمات الحالة الموجودة بالقرب من حافة غشاء الخلية للعزل. حرك ماصة العزل بالقرب من الخلية المحددة.
  5. اخفض ماصة العزل باستخدام أداة المعالجة الدقيقة حتى تلامس حافة غشاء البلازما (الشكل 4). حرك ماصة العزل أفقيا بسرعة لتمزيق قطعة صغيرة من غشاء البلازما.
  6. باستخدام نفس الماصة ، اضغط على الخلية من الجانب الآخر للضغط على الجسيمات الداخلية / الحالة إلى مسافة ~ 2 ميكرومتر من الخلية.
    ملاحظة: إذا كان هناك غشاء خلوي متبقي على العضية ، فقد يمنع تكوين جيجاسيل.
  7. افحص الجسيم الداخلي المعزول تحت المجهر.

4. تشكيل Gigaseal

  1. املأ ماصة رقعة مصقولة حديثا بمحلول الماصة المناسب وقم بتركيب الماصة في الطرف الأمامي لمكبر الصوت.
  2. قم بتطبيق 20 - 50 ملي بار من الضغط الإيجابي على الماصة (أو استخدم 0.03-0.05 مل من حقنة 1 مل للتحكم في الضغط) وحافظ على هذا الضغط (قفل الصمام).
    ملاحظة: 1 ملي بار (ملي بار) = 0.001 بار = 0.1 كيلو باسكال (كيلو باسكال) = 1 هكتوباسكال (هيكتوباسكال) = 1,000 دين/سم 2.
  3. إن تحريك طرف الماصة إلى محلول الحمام، في وسط مجال الرؤية، يؤكد أن الضغط مرتفع بما يكفي لرؤية السائل يتدفق إلى محلول الحمام.
  4. قم بتطبيق نبضات التيار المتكرر (+5 مللي فولت؛ 5 مللي ثانية) لتحديد مقاومة الماصة ومقاومة مانع التسرب ومقاومة السلسلة. راقب حجم طرف الماصة وتشكيل مانع التسرب وإنشاء التكوين الداخلي للذكور الكامل.
  5. حرك الماصة بسرعة بالقرب من الجزء العلوي من الحويصلة المستهدفة. أحضر الماصة بالقرب من الحويصلة حتى تتحرك الحويصلة أو تتدحرج بسبب تدفق السوائل من الماصة (الشكل 5).
  6. اضبط جهد الإزاحة للماصة على 0 مللي فولت. حرر الضغط الإيجابي على الفور. من الناحية المثالية ، سيتم سحب الحويصلة باتجاه الماصة وتوصيلها بالغشاء ، لتشكيل جيجا سييل (1-20 GΩ) في غضون 1 ثانية ، ابحث عن انخفاض إلى <10 باسكال من السعة الحالية الناتجة عن نبضة الجهد البالغة 5 مللي فولت ، مما يشير إلى تكوين جيجاسيل ناجح.
    ملاحظة: الضغط الإيجابي المستقر ضروري لتشكيل gigaseal. في بعض الأحيان ، يمكن أن تمنع التسريبات في الأنبوب تكوين gigaseal. يوصى باستخدام مقياس ضغط لضمان عدم وجود تسرب. إذا تم الكشف عن تسرب ، فأعد توصيل الأنبوب أو ضع كمية صغيرة من الفازلين على اللحامات لتحسين الختم.

5. القياس الحالي

  1. كسر الغشاء
    ملاحظة: اعتمادا على الاحتياجات التجريبية ، يمكن تصنيف التلامس من القطب إلى الغشاء إلى أربعة أوضاع: الوضع المتصل بالخلية ، ووضع الخلية بأكملها ، والوضع من الداخل إلى الخارج ، والوضع الخارجي للخارج (الشكل 6).
    1. لتسجيل الحويصلة بأكملها، استخدم نبضة قصيرة عالية الجهد (نبضة ZAP) تبلغ 200 ميكرو ثانية أو 500 ميكرو ثانية لكسر الغشاء عند نقطة التلامس بين الماصة والعضية. اضبط الجهد من -500 مللي فولت إلى -1,200 مللي فولت ، مع تناقص بمقدار 100 مللي فولت في كل مرة حتى يتعطل الغشاء.
    2. بالنسبة لوضع الداخل إلى الخارج (تسجيل القناة الواحدة)، بعد تشكيل الجيجاسيل، اسحب الماصة بعيدا عن العضية، مما أدى إلى تمزيق قطعة صغيرة من الغشاء، مما يؤدي إلى تعريض الجانب الذي كان يواجه في الأصل تجويف الحويصلة.
    3. بالنسبة للوضع الخارجي للخارج ، بعد تشكيل الجيجاسيل والانتقال إلى وضع الحويصلة بالكامل ، اسحب الماصة بعيدا عن العضية ، وتمزيق قطعة صغيرة من الغشاء مع الحفاظ على بنية حويصلية صغيرة.
  2. التسجيل الحالي
    1. سجل التيار عبر الغشاء الداخلي الذكوري حيث يختلف جهد الدخل في تجارب مشبك التصحيح بالجهد الداخلي الزوذوي.
      1. التحكم في هذه الفولتية عن طريق خطوات الجهد أو منحدرات الجهد ؛ استخدم مجموعة واسعة من الفولتية المدخلة (على سبيل المثال ، -100 مللي فولت إلى +100 مللي فولت) في تجارب مشبك الجهد الداخلي اللوليزومي.

النتائج

فيما يلي وصف للأشكال الحالية التي لوحظت أثناء تجارب المشبك الرقعة الداخلية السوزوذومي. إذا لم يكن الشكل الحالي كما هو متوقع ، فقد يكون ذلك بسبب ضعف الاتصال أو التسرب. قد يحدث ضعف التلامس إذا لم يكن القطب المرجعي ملامسا تماما لمحلول الحمام أو إذا كان قطب الماصة على وشك الا...

Discussion

تحتوي الإعدادات التجريبية الفيزيولوجية الكهربية على أربعة متطلبات معملية رئيسية: أ) البيئة: طرق الحفاظ على صحة العينة. ب) البصريات: طرق تصور العينة ؛ ج) الميكانيكا: طرق لوضع القطب الصغير بشكل مستقر ؛ و iv) الإلكترونيات: طرق تضخيم وتسجيل الإشارة.

لإجراء تجارب ...

Disclosures

وليس لدى أصحاب البلاغ مصالح مالية متنافسة أو أي تضارب في المصالح أخرى.

Acknowledgements

المجلس الوطني للعلوم والتكنولوجيا ، تايوان (MOST 110-2320-B-002-022) ، وجامعة تايوان الوطنية (NTU-112L7818) ، والمعاهد الوطنية للبحوث الصحية ، تايوان (NHRI-EX112-11119SC).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
BOROSILICATE GLASSSUTTER INSTRUMENTBF150-75-10O.D.:1.5 mm, I.D. 0.75 mm 10 cm length, with filament
Digidata 1140AAxon Instruments
Inverted microscope IX73OLYMPUS
MODEL P-97 micropipette pullerSUTTER INSTRUMENT
MPC-200SUTTER INSTRUMENT
MultiClamp 700BAxon Instruments
POLISHER
Quick Release ChamberWarner instruments641943QR-40LP, for 25 mm Coverslips

References

  1. Cullen, P. J., Steinberg, F. To degrade or not to degrade: mechanisms and significance of endocytic recycling. Nat Rev Mol Cell Biol. 19 (11), 679-696 (2018).
  2. Sakmann, B., Neher, E. Patch clamp techniques for studying ionic channels in excitable membranes. Annu Rev Physiol. 46, 455-472 (1984).
  3. Kumar, P., Kumar, D., Jha, S. K., Jha, N. K., Ambasta, R. K. Ion channels in neurological disorders. Adv Protein Chem Struct Biol. 103, 97-136 (2016).
  4. Brailoiu, E., et al. An ancestral deuterostome family of two-pore channels mediates nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate-dependent calcium release from acidic organelles. J Biol Chem. 285 (5), 2897-2901 (2010).
  5. Pitt, S. J., et al. TPC2 is a novel NAADP-sensitive Ca2+ release channel, operating as a dual sensor of luminal pH and Ca2+. J Biol Chem. 285 (45), 35039-35046 (2010).
  6. Gerndt, S., et al. Agonist-mediated switching of ion selectivity in TPC2 differentially promotes lysosomal function. Elife. 9, e54712 (2020).
  7. She, J., Guo, J., Jiang, Y., Wahl-Schott, C., Biel, M. Structure and function of plant and mammalian TPC channels. Endolysosomal voltage-dependent cation channels. , 155-180 (2023).
  8. Hu, M., et al. Parkinson's disease-risk protein TMEM175 is a proton-activated proton channel in lysosomes. Cell. 185 (13), 2292-2308.e20 (2022).
  9. Grimm, C., Bartel, K., Vollmar, A. M., Biel, M. Endolysosomal cation channels and cancer: A link with great potential. Pharmaceuticals (Basel). 11 (1), 4 (2018).
  10. Gasnier, B., Zhu, M. X. . Ion and molecule transport in lysosomes. , (2020).
  11. Hernández-Ochoa, E. O., Schneider, M. F. Voltage clamp methods for the study of membrane currents and SR Ca2+ release in adult skeletal muscle fibres. Prog Biophys Mol Biol. 108 (3), 98-118 (2012).
  12. Chen, C. C., et al. Patch-clamp technique to characterize ion channels in enlarged individual endolysosomes. Nat Protoc. 12 (8), 1639-1658 (2017).
  13. Chen, C. C., et al. Small molecules for early endosome-specific patch clamping. Cell Chem Biol. 24 (7), 907-916.e4 (2017).
  14. Cang, C., et al. mTOR regulates lysosomal ATP-sensitive two-pore Na+ channels to adapt to metabolic state. Cell. 152 (4), 778-790 (2013).

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Explore More Articles

218

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved