Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
Здесь мы показываем , изолированные человеческие тромбоциты могут быть использованы в качестве доступной ех естественных условиях модель для изучения метаболических адаптации в ответ на комплекс I ингибитор ротенон. Этот подход использует изотопный отслеживанию и относительную количественную оценку с помощью жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии, и может быть применен к различным дизайнов исследований.
Perturbed mitochondrial metabolism has received renewed interest as playing a causative role in a range of diseases. Probing alterations to metabolic pathways requires a model in which external factors can be well controlled, allowing for reproducible and meaningful results. Many studies employ transformed cellular models for these purposes; however, metabolic reprogramming that occurs in many cancer cell lines may introduce confounding variables. For this reason primary cells are desirable, though attaining adequate biomass for metabolic studies can be challenging. Here we show that human platelets can be utilized as a platform to carry out metabolic studies in combination with liquid chromatography-tandem mass spectrometry analysis. This approach is amenable to relative quantification and isotopic labeling to probe the activity of specific metabolic pathways. Availability of platelets from individual donors or from blood banks makes this model system applicable to clinical studies and feasible to scale up. Here we utilize isolated platelets to confirm previously identified compensatory metabolic shifts in response to the complex I inhibitor rotenone. More specifically, a decrease in glycolysis is accompanied by an increase in fatty acid oxidation to maintain acetyl-CoA levels. Our results show that platelets can be used as an easily accessible and medically relevant model to probe the effects of xenobiotics on cellular metabolism.
Дисфункциональное митохондриальный метаболизм участвует в широком диапазоне заболеваний , в том числе нейродегенерации, рак и сердечно - сосудистые заболевания 30. Таким образом, большое усилие было помещено на характеризующие метаболические дефекты, которые вносят вклад в патогенез заболевания. Жидкостной хроматографии-тандемной масс - спектрометрии (LC-MS / MS) считается золотым стандартом для количественного определения аналитов из сложных биологических матриц и часто используется для метаболических исследований 8. Однако, как это часто бывает с медико-биологических исследований, достижения доступной и четко определенной модели, имеющей отношение к болезни человека является непростой задачей.
Во многих исследованиях на работу трансформировали клеточных моделей для исследования влияния ксенобиотиков или генетических аномалий на клеточный метаболизм 7,9. Метаболический перепрограммирование , что происходит в раковых клетках , можно ввести смешивающих факторов 21 и, следовательно , не идеальны. Эти вопросы могут быть circumvented с моделями первичных клеток, хотя получение достаточной биомассы для метаболических анализов может быть сложной задачей. Кроме того, воздействие высоких количеств антибиотиков , используемых в культуре был выделен как потенциально вмешивающихся митохондриальных исследований 16.
Тромбоциты человека получают возможность использовать модель первичной ячейки с достаточным содержанием митохондриальной для исследования метаболических 5,22,27,32. Во-первых, тромбоциты могут быть легко усваиваются, через кровь рисует от индивидуальных доноров, или в больших объемах из банков крови, и, следовательно, обеспечить модель, в которой внешние факторы, можно легко регулировать. Во- вторых, из - за их небольшого размера, тромбоциты могут быть легко изолированы от других компонентов крови с минимальной подготовительной работы в минимально даже оборудованных лабораториях 5. Следует отметить, что тромбоциты не содержат ядра и, следовательно, могут быть использованы для изучения изменений в обмене веществ независимо от транскрипционной регуляции. Здесь мы покажем, чтов дополнение к относительной квантификации ацил-коэнзим А (CoA) тиоэфиры, изолированная система тромбоцитов может быть использован для изучения метаболизма углерода. В частности, мы сообщили об использовании метаболического мечения с стабильного изотопа (нерадиоактивного) меченого [13 C 6] -глюкозы и [13] C 16 -пальмитат зонд инкорпорации [13 C] -label в важный метаболит ацетил- КоА с помощью гликолиза или окисления жирных кислот. Это обеспечивает мощный, обобщению и универсальную платформу в связи с широким вовлечением видов ацил-CoA в биохимических путей 13,24 и сговорчивости этой системы для тестирования других переменных, таких как ингибирование комплекса I с ротенону 3,33. В дополнение к информации , представленной ниже протокола, обширное описание методов , используемых для маркировки изотопов и для LC-MS на основе анализа можно найти в Басу и Блэр 4.
Этика Заявление: Все протоколы, касающиеся обращения образцов человека следовать рекомендациям Университета Пенсильвании комитета по этике человека.
1. Подготовка буферами и 100x маточные растворы
2. Изоляция тромбоцитами
Примечание: Этот метод поддается тромбоцитов, полученных из любой цельной крови или из тромбоцитов мешков. Примерные данные, содержащиеся в настоящем документе был подготовлениспользуя тромбоциты, полученные из мешков тромбоцитов. Пожалуйста , смотрите Басу и др. 5 для получения более подробной информации об использовании функции тромбоцитов , выделенных из цельной крови.
3. Выполнение эксперимента
4. Тушение и КоА Добыча
Настройка 5. ВЭЖХ
Установка 6. Масс-спектрометр
Чтобы продемонстрировать полезность этой методики мы воспроизвели обобщаемость ранее описанного компенсаторной метаболической адаптации в результате воздействия ротенону. Этот вывод был ранее идентифицирован в моделях клеточных культур, и это исследование было н...
Здесь мы показали полезность изолированных тромбоцитов в качестве платформы для изучения возмущенную митохондриальный метаболизм. В частности, мы охарактеризовали метаболические адаптации в ответ на комплексном I ингибирования ротенону.
Настоящее исследование прод?...
Авторы заявляют нет конкурирующих финансовых интересов.
Мы признаем поддержку NIH грантов P30ES013508 и T32ES019851.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reagent | |||
Sodium Chloride (NaCl) | Sigma-Aldrich | 746398 | |
Sodium Bicarbonate (NaHCO3) | Sigma-Aldrich | S5761 | |
Calcium Chloride Dihydrate (CaCl2 * H2O) | Sigma-Aldrich | 223506 | |
Potassium Chloride (KCl) | Sigma-Aldrich | P9541 | |
Magnesium Chloride (MgCl2) | Sigma-Aldrich | 208337 | |
Glucose | Sigma-Aldrich | G8270 | |
13C6-Glucose | Sigma-Aldrich | 389374 | |
Palmitic acid | Cayman | 10006627 | |
13C16-Palmitic Acid | Sigma-Aldrich | 605573 | |
Rotenone | Sigma-Aldrich | R8875 | |
Trichloro Acetic Acid | Sigma-Aldrich | T6399 | |
5-Sulfosalicylic Acid | Sigma-Aldrich | 390275 | |
Acetonitirle | Fischer Scientific | A996-4 | (optima) |
Water (H2O) | Fischer Scientific | W7-4 | (optima) |
Formic acid | Fischer Scientific | 85171 | (optima) |
Dimethyl Sulfoxide | Sigma-Aldrich | 472301 | |
Ethanol | Fischer Scientific | 04-355-222 | |
Methanol | Fischer Scientific | A454-4 | (optima) |
Ammonium Acetate | Fischer Scientific | A639-500 | |
2 ml Eppendorf Tubes | BioExpress | C-3229-1 | |
LC vials (plastic) | Waters | 186002640 | |
10 ml Glass Centrifuge Tubes | Kimble Chase | 73785-10 | |
Oasis Solid Phase Extraxtion (SPE) Columns | Waters | WAT094225 | |
Pastuer Pipets | Fischer Scientific | 13-678-200 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipment | |||
CO2 Water-Jacketed Incubator | Nuaire | AutoFlow NU-8500 | |
Triple Quadropole Mass Spectrometer | Thermo Scientific | Finnigan TSQ Quantum | |
HPLC | Thermo Scientific | Dionex Ultimate 3000 | |
Source | Thermo Scientific | HESI II | |
HPLC Column | Phenomenex | Luna C18 | 3 μm particle size, 200 mm x 2 mm |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены