低酸素/再酸素化後心筋細胞におけるミトコンドリア膜電位を測定するためのフロー フローサイトメトリーを用いたアッセイ

要約

ここでは、JC 1 染料を使用して保護エージェントの有無を低酸素/再酸素化にさらされた後細胞のミトコンドリア膜電位を評価するプロトコルを提案する.

要約

閉塞した冠動脈のタイムリーかつ効率的な再灌流は、ST セグメント患者における心筋梗塞サイズを減らすための最善の戦略は、心筋梗塞を高架です。ただし、さらに心筋細胞死、再灌流障害として知られている現象で発生することができます再灌流自体。ミトコンドリア膜電位の低下 (MMP)、またはミトコンドリア脱分極とミトコンドリア膜透過性遷移孔 (mPTP) の開口部は再灌流障害の最後のステップとして、広く認められてを担当ミトコンドリアと心筋細胞死。JC 1 は MMP の値によってミトコンドリアに蓄積される脂溶性カチオン染料です。MMP が高いより JC 1 はミトコンドリアに蓄積されます。緑からの蛍光発光シフトによるミトコンドリアの JC 1 の増加量を反映できる (~ 530 nm) 赤 (~ 590 nm)。したがって、赤/緑の蛍光強度比の低減は、ミトコンドリアの脱分極を示すことができます。ここでは、我々 は MMP を測定する JC 1 の利点やフローサイトメトリーによる検出に再酸素化低酸素後のヒトの心筋細胞における mPTP の開口部を取る。

概要

冠動脈心疾患は、死の世界の主要な原因です。治療の選択肢の虚血性損傷を減らすことと st 患者の梗塞サイズを制限する心筋梗塞を高架は via 初回経皮的冠動脈インターベンション (PCI)^{1、タイムリーかつ効果的な心筋再灌流 2}。ただし、再灌流は、最終梗塞サイズ³の 30% までを占めることができます追加の損傷を引き起こします。それは普遍的にミトコンドリア膜透過性遷移孔 (mPTP) がだけ虚血/再灌流時のミトコンドリアの損傷および細胞死の中心ではないことを認めたが (私/R)、心保護⁴信号の収束先ではまた^,5. mPTP 開口部は内部のミトコンドリア膜電位 (MMP)⁴の脱分極もたらす、我々 検出 5, 5 ', を用いた mPTP 開口 1 '6'-テトラクロロ-m--1、6、3、3 '-エチル-imidacarbocyanineiodide (JC 1) 試金。

JC 1 アッセイは、定性と定量は、cytofluorimetric メソッドと単一ミトコンドリア⁶のレベルで MMP を分析することによってさらに検証されています。オレンジ色発光 (590 ± 17.5 nm) マトリックスで通常 MMP; とミトコンドリアの赤を産する集計形式として存在する JC 1MMP の損失と JC 1 は 530 ± 15 nm の発光と蛍光グリーンを生成する単量体のフォームに変換されます。したがって、赤/緑の蛍光強度比の減少は、虚血/再灌流などの条件で MMP の削減可能性 (私/R)。

JC-1 に加え MMP もローダミン 123 と 3, 3 '-dihexyloxadicarbocyanine ヨウ化 [DiOC6(3)] など脂溶性陽イオン膜透過性と研究されています。しかし、これらの 2 つのプローブと比較して、JC 1 MMP の分析信頼性の高いものです。ローダミン 123 (特にモード^7、8を焼入) で比較的貧しい感度と貧しい人々 の特異性があります。ローダミン 123 のシフトは時々 観察検出する研究者または機器のハードが非常に小さいです。以外にも、単一のセルにローダミン 123 の異なるミトコンドリア結合部位がある、だからそれは、異なる蛍光排出量⁹を必要があります。DiOC6(3) は MMP を検出するためお勧めできませんのいずれかとして、それは血しょう膜¹⁰の脱分極に敏感に反応します。

したがって、ここで我々 は保護剤の有無を低酸素/再酸素化にさらされた後 HCMs MMP を評価するために JC 1 アッセイを使用します。

プロトコル

1. 試薬および解決の準備

1. ひと心筋細胞 (HCMs) 完全培地を準備するには、製造元の指示に従って細胞成長培地 500 mL に細胞成長培地補足ミックスの 25 mL を追加します。4 ° C で使用する前に 37 ° C に暖かい店。
2. Tongxinluo (TXL) ソリューションを準備 TXL 無血清/グルコースの超微粉体を溶解することによりダルベッコ改変イーグル培地 (DMEM) と DMEM (詳細についてを参照してください¹¹) を追加して TXL の 400 μ G/ml の濃度を調整します。4 ° C で使用する前に 37 ° C に暖かい店。
3. 暗闇の中で 15 mL 遠心管中のバッファー (5 x) を染色株式の 1 mL、4 mL の超純水水原液 (200 x) JC 1 25 μ L を追加することで JC 1 作業溶液 5 mL を準備します。数回上下混合物をピペット、37 ° C 使用する前に暖かい。
4. 24 mL の超純水水を 50 mL 遠心管中のバッファー (5 x) を染色株式 6 mL に追加することによって染色バッファーの作業の 30 mL を準備します。このソリューションの氷を使用します。

2. 低酸素/再酸素化モデルの確立

1. 6 ウェル プレートでホーチミン完全培地でよくごと板 1.0 x 10 の⁵セル。37 ° C で 5% CO₂と 95% 空気の入ったセルのインキュベーターで約 70% の confluency に到達する成長します。
2. リン酸バッファー生理食塩水 (PBS) で HCMs を洗ってください。さまざまな治療法を公開 (400 μ G/ml TXL か)/グルコース無血清 DMEM 37 ° C で 5% CO₂と 95% 空気の入ったセルのインキュベーターで低酸素の前に 30 分の 2 mL に
3. 遊離酸素を清掃し 18 時間 (図 1 a)、低酸素症と嫌気性中^11,12,の酸素分圧を測定する指標を誘導する、気密・低酸素瓶 (2.5 L) 触媒装備 HCMs を孵化させなさい¹³、37 ° C で 5% CO₂と 95% 空気の入ったセルのインキュベーターで
   注: それは瓶の中の遊離酸素を清掃する触媒の約 1.5 時間かかります。したがって、jar ファイルを開く前に、HCMs は 19.5 h の jar ファイルに保存されます。平地環境で水色から低酸素状態 (図 1 b) で白と淡いに嫌気性のインジケーターの色が変わります。
4. HCMs を 37 ° c 2 h 5% CO₂と 95% 空気を含む設定インキュベーターに 6 ウェル プレートを移動することによって reoxygenate します。

3 フローサイトメトリー用 HCMs の準備

1. 37 ° C に 0.25% トリプシン エチレンジアミン四 edta 溶液と PBS を温める
2. 各ウェルから培地を吸引、1 ml の PBS のセルを洗浄し、井戸の壁に沿って 0.25% トリプシンの 0.5 mL を追加します。
3. すべて HCMs がほとんど戸建 (約 1 分) までは、37 ° C で孵化させなさい。
4. トリプシンを中和するために井戸に DMEM 完全培地 (10% 牛胎児血清を DMEM 培地) の 1 つの mL を追加します。15 mL 遠心チューブに細胞懸濁液を転送して、室温で 3 分間 500 × g で遠心分離によって HCMs をペレットします。
5. 慎重にペレットを乱すことがなく、上清を吸引します。
6. 各管に 0.5 mL ホーチミン完全培地の JC 1 作業溶液 0.5 mL を加えます。上下にピペッティングによる、HCMs 再懸濁します。
7. 蛍光指示薬の漂白を防止するアルミ箔で全体の管をカバーし、分間インキュベート HCMs (5% CO₂と 95% の空気を含む 37 ° C) で通常の状態で 20。
8. 4 ° C で 3 分間 500 × g で遠心分離によってペレット HCMs
9. 2 mL の冷たい JC 1 染色バッファーで 2 回 HCMs を洗い流してください。
10. HCMs を 300 μ L のサンプル チューブ (12 mm × 75 mm) の冷たい染色バッファーの最終巻で再懸濁し、セルを使用して、30 分以内で分析。
    注: は、肯定的な制御のための 20 μ M の濃度で 1 時間 HCMs を処理するカルボニル シアン m-クロロフェニル ヒドラゾン (CCCP)、呼吸の電子伝達系の強力な阻害剤を使います。

4. 流れの Cytometer セットアップ

1. 流れの cytometer を起動し、ソフトウェアがそれに接続されていることを確認します。
2. 流体工学のスタートアップを実行、ストリームを開始し、打ち切りを設定します。
3. 流れの cytometry ソフトウェアで 2 つのドット プロット ウィンドウを開きます。
   1. 選択転送それぞれのサイズとその粒度の面で細胞の特徴を表す最初のドット プロットの Y 軸上の X 軸 (FSC) 光と側方散乱光 (SSC) に散在。
   2. JC 1 色素細胞内の蛍光強度を測定するために使用 2 番目のドット プロットに対数目盛を使用して X 軸 Y 軸の FITC (530 ± 30 nm) では、PE (575 ± 26 nm) 検出のチャネルを選択します。

5 フローサイトメトリー測定とデータ解析を流れ

1. チューブを arm をサポートし、空白(HCMs 染色されていない JC 1) 位置へのアンロードをクリックして管のサンプルします。ロードチューブ サポート アームを作業位置に戻りますをクリックします。
2. 空白のサンプル チューブの懸濁液から粒子を収集し、さらに最初のドット プロット (図 3) の分析細胞集団 (P1) をゲートのレコードをクリックします。
3. 他のサンプル チューブに HCMs を収集し、セルのドットが 2 番目のドット プロットの中心部にあることを確認への蛍光チャネルの電圧を調整することにより測定を最適化します。
4. 各サンプル チューブの統計情報を表示し、緑の蛍光強度の赤蛍光強度の比で割って各サンプルの Mmp を計算します。

結果

MMP の変化を評価する JC 1 アッセイを実行する前に、実験実施研究者によって設定条件を正常に確認するを強くお勧めします。低酸素/再酸素化 (H ・ R) が大幅 HCMs (アネキシン V +/PI±) のアポトーシスを誘導した流れ cytometry 結果 (図 2)、正常群と比較して示すように、私のセル ベースのモデルを確立した我々 を示す/R (45.00 ± 2.13% 対。11.50 正常群?...

ディスカッション

ここでは、JC 1 染料を使用して JC 1 アッセイによって H/r. 検出にさらされた後細胞の MMP を評価するプロトコルを提案する、セルの MMP はミトコンドリアのサイズ、形状、および単一成分蛍光に影響を及ぼすかもしれない密度などの要因から独立して¹⁴をを信号します。したがって、JC 1 アッセイの結果は比較的信頼性の高いです。その上、それは、便利で JC 1 分析を実行する...

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Mitochondrial membrane potential assay kit with JC-1	Beyodtime, China	C2006	In the kit there are JC-1 stock solution (200×), stock staining buffer (5×) and CCCP(10mM)
Tongxinluo ultrafine powder	Shijiazhuang Yiling Pharmaceutical Co., China	071201
Annexin V-FITC/PI Kit	Becton-Dickinson, USA	556547
DMEM	Life Technologies, Grand Island Biological Company, USA	11966-025
Human cardiac myocyte	Promocell, Germany	C-12810
Myocyte Growth Medium (SupplementMix)	Promocell, Germany	C-39275
Myocyte Growth Medium (Ready-to-use)	Promocell, Germany	C-22070	used with Myocyte Growth Medium SupplementMix
GENbox	BioMérieux, Marcy l’Etoile, France	96127	2.5L
Catalyst (AnaeroPack)	MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY, INC. , Japan	C-1
Anaerobic indicator	BioMérieux, Marcy l’Etoile, France	96118
Flow cytometer	Becton-Dickinson, USA	FACSAria 2
BD FACSDiva Software	Becton-Dickinson, USA		Version8.0.1
Sample tube	Corning science, USA	352054	12*75mm
PBS	Hyclone, USA	SH30256.01