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Method Article
Die Wirkungen der Aktivierung der Proteinkinase C (PKC) Isozyme auf die mitochondriale Atmung und Funktionen mit oxidativen Phosphorylierung und auf Lebensfähigkeit der Zellen assoziiert werden beschrieben. Der Ansatz paßt adenoviralen Technik, um selektiv überexprimieren PKC-Isozyme in primären Zellkultur und einer Vielzahl von Assays, um mitochondriale Funktionen und Energiezustand der Zelle zu bestimmen.
Die Proteinkinase C (PKC)-Familie von Isozymen sind in zahlreichen physiologischen und pathologischen Prozessen beteiligt. Unsere jüngsten Daten zeigen, dass PKC Funktion der Mitochondrien und zellulärer Energie-Status regelt. Zahlreiche Berichte zeigten, dass die Aktivierung von PKC-a und PKC-ε mitochondrialen Funktion im ischämischen Herz und vermittelt Kardioprotektion verbessert. Im Gegensatz dazu haben wir gezeigt, dass PKC-α und PKC-ε in nephrotoxicant-induzierte mitochondriale Dysfunktion und Zelltod in Nierenzellen beteiligt sind. Daher war das Ziel dieser Studie, um eine In-vitro-Modell der Nierenzellen erhalten aktive mitochondriale Funktionen, in denen PKC Isoenzyme selektiv aktiviert werden könnten oder gehemmt, um ihre Rolle in der Regulation der oxidativen Phosphorylierung und das Überleben der Zelle zu bestimmen entwickeln. Primäre Kulturen der renalen proximalen Tubuluszellen (RPTC) in verbesserten Bedingungen, die die mitochondriale Atmung und die Aktivität der mito kultiviertmitochondrialen Enzyme ähnlich denen in RPTC in vivo. Da herkömmliche Transfektionstechniken (Lipofectamin, Elektroporation) ineffizient primären Kulturen und haben negative Auswirkungen auf die Funktion der Mitochondrien, wurden PKC-ε mutierten cDNAs RPTC durch adenovirale Vektoren geliefert. Dieser Ansatz führt zu Transfektion von über 90% kultivierten RPTC.
Hier präsentieren wir Methoden für die Beurteilung der Rolle von PKC-ε in: 1. Regulation der mitochondrialen Morphologie und Funktionen mit ATP-Synthese und 2 zugeordnet. Überleben RPTC in Primärkultur. PKC-ε wird durch Überexpression der konstitutiv aktiven PKC-ε-Mutante aktiviert. PKC-ε wird durch Überexpression inhibiert die inaktive Mutante von PKC-ε. Mitochondriale Funktion wird durch die Untersuchung der Atmung, Integrität der Atmungskette, Aktivitäten der Atemwege Komplexe und beurteilt F 0 F 1-ATPase, ATP Produktionsrate und ATP-Gehalt. Atmung ist einssessed in Digitonin-permeabilisierten RPTC als Zustand 3 (maximal Atmung in Gegenwart eines Überschusses an Substraten und ADP) und entkoppelt Atmung. Integrität der Atmungskette wird durch Messen Aktivitäten aller vier Komplexe der Atmungskette in isolierten Mitochondrien beurteilt. Kapazität der oxidativen Phosphorylierung wird durch Messen des mitochondrialen Membranpotentials ausgewertet, ATP Produktionsrate und Aktivität von F 0 F 1-ATPase. Energiezustand RPTC wird durch Bestimmung der intrazellulären ATP-Gehalt untersucht. Mitochondrienmorphologie in lebenden Zellen visualisiert MitoTracker Red 580, ein fluoreszierender Farbstoff, der spezifisch akkumuliert in Mitochondrien und Live-Monoschichten sind unter einem Fluoreszenzmikroskop untersucht. RPTC Lebensfähigkeit wird anhand Annexin V / Propidiumiodid-Färbung durchflusszytometrisch gefolgt, um Apoptose und oncosis bestimmen.
Diese Methoden ermöglichen eine selektive Aktivierung / Hemmung der einzelnen PKC-Isozymeum ihre Rolle in der zellulären Funktionen in einer Vielzahl von physiologischen und pathologischen Zuständen, die in in vitro reproduzieren lässt beurteilen.
Ein. Isolation der proximalen Nierentubuli für primäre Kultur
2. Renal proximalen Tubulus Cell Culture
3. Adenoviralen Infektion RPTC
4. Messung des RPTC Respiration
5. Analyse des mitochondrialen Membranpotentials (ΔΨm)
6. Isolierung von Mitochondrien
7. Messung der Aktivität der NADH-Ubichinon Oxidoreduktase (Komplex I)
8. Messung der Aktivität der Succinat-Ubichinon Oxidoreduktase (Komplex II)
9. Messung der Aktivität von Ubiquinol-Cytochrom c Oxidoreduktase (Komplex III)
10. Messung der Aktivität von Cytochrom-Oxidase (Komplex IV)
11. Messung der Aktivität von F 0 F 1-ATPase (ATP-Synthase)
12. Messung der intrazellulären ATP Inhalt
13. Visualisierung der mitochondrialen Morphologie
14. Analyse der Lebensfähigkeit der Zellen
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Abbildung 1 zeigt, dass adenoviralen Lieferung von cDNA, welche die konstitutiv aktiv (caPKC-ε) und inaktiv (dnPKC-ε) Mutanten von PKC-ε zu einer signifikant erhöhten Proteingehalt von PKC-ε in RPTC und in Mitochondrien. Zellen mit cDNA tragenden caPKC-ε Vektor infiziert überexprimiert das phosphorylierte (aktiver) Form von PKC-ε während Zellen mit cDNA kodierenden dnPKC-ε überexprimierte PKC-ε die inaktiv war (nicht phosphoryliert) (Abbildung 1) infiziert. Die Anwesenheit v...
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Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht Überexpression einzelner Isoenzyme der PKC in der primären Kultur der renalen proximalen Tubuluszellen. Es gibt mehrere Stärken dieses Ansatzes: 1. Es erlaubt zum Untersuchen Regulationsmechanismen in einer homogenen Population von Zellen (renalen proximalen röhrenförmigen Zellen), die das primäre Ziel für verschiedene Beleidigungen (Ischämie, Hypoxie, oxidativem Stress), Drogen und nephrotoxicants innerhalb der Niere befinden. 2. Mitochondrialen Funktionen in di...
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Keine Interessenskonflikte erklärt.
Diese Arbeit wurde durch ein Stipendium der National Institutes of Health, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, 2R01DK59558 (GN) unterstützt. UAMS Translational Research Institute der National Institutes of Health National Center for Research Resources Gewährung UL1 RR029884 abstützt Teilfinanzierung für die Durchflusszytometrie Core bei UAMS. Wir danken Dr. Peipei Ping (University of California in Los Angeles, Los Angeles, CA) zur Bereitstellung eines aliquoten von Adenovirus trägt codierende cDNA der dominant negative (inaktiv) Mutante von PKC-ε und Dr. Allen Samarel (Loyola University Medical Center; Maywood, IL) zum Bereitstellen eines Aliquots Adenovirusvektor Codieren des konstitutiv aktiven Mutanten von PKC-ε. Wir danken auch Drs. Peter Parker und Peter Sugden (Imperial College London, London, UK) für die Bereitstellung von cDNA konstitutiv aktive PKC-ε.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name des Reagenzes | Firma | Katalog-Nummer | |
Laminarströmungshaube | Thermo Electron Corporation | FORMA 1104 | |
2 ml und 15 ml Dounce Gewebemühle | WHEATON | 989-24607, 357544 | |
85 und 235 micron Nylonnetz | Kleinteile | CMN - 0085 - 10YD CMN - 0250 - 10YD | |
50 ml sterile Zentrifugenröhrchen | Biologix | BCT-P 50BS | |
1,5 ml Mikro-Schlauch | Sarstedt | 72.690.001 | |
35 x 10 mm sterile Kulturschalen | Corning | 430165 | |
Jouan Zentrifuge | Jouan | Jouan CR3 11175704 Rotoren: Jouan T40 | |
Einstellbare Mikro-Zentrifuge | SIGMA | Modell 1 bis 15 | |
Biologischer Sauerstoffbedarf Überwachung | YSI Incorporated | YSI Modell 5300A | |
Einkammer Micro Oxygen System | YSI Incorporated | 5356S | |
Sauerstoffsonde | YSI Incorporated | 5331A | |
Zirkulierende Bath | YSI Incorporated | 5310 | |
KCl und Standard Membrane Kit | YSI Incorporated | 5775 | |
Magnetrührer | YSI Incorporated | 5222 | |
Flatbed Recorder | Kipp & Zonen | BD 11E | |
48-well und 96-well transparenten Platten | Costar | 3548, 3679 | |
Thermomixer R | Eppendorf | 5355 21919 | |
Kreisschüttler MAXQ 2000 | Thermo Scientific | SHKA 2000 | |
Spectra FLUOR Plus (Absorption / Fluoreszenz / Lumineszenz-Reader) | Tecan | F129005 | |
Water-Jacketed US Autoflow Automatische CO 2-Inkubator | NUAIRE | NU 4850 | |
12x75 mm Polystyrol Kultur Reagenzgläser für die Durchflusszytometrie | Fisher Marke | 14-961-20 | |
Axioskop Wasser Immersionsobjektiv 63x / 0,90 W | Carl Zeiss | 114846 ACHROPLAN 44 00 67 | |
DMEM / F12 | Cellgro | 99 bis 830 - PB | |
DMEM / F12 Ham | Sigma | D 2906 - 1L | |
Deferoxaminmesylat | Hospira | D110 | |
Collagenase Typ I | Worthington | 4196 | |
Trypsin-Inhibitor | Sigma | T 6522 - 500mg | |
5,5 ', 6,6'-Tetrachlor-1, 1 ', 3,3'-tetraethylbenzimidazolylcarbocyanine Iodid (JC-1) | Invitrogen | T3168 | |
Mitotracker Red | Invitrogen | M22425 | |
ATP-Biolumineszenz-Assay-Kit HS II | Roche | 11 699 709 001 | |
Annexin V - FITC-Lösung | BioVision | 1001 - 200 | |
Durchflusszytometer | BD Biosciences | BD FACSCalibur |
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