Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Эта работа описывает надежный и простой метод для обнаружения и количественной оценки эндоканнабиноидов 2-arachidonoylglycerol (2-AG) в C. elegans. Аналитический деутерированный стандарт, который мы подготовили и использовали для количественной оценки 2-AG с помощью изотопного разбавления и жидкой хроматографии-электроспрей ионизации-тандемной масс-спектрометрии (LC-ESI-MS/MS).
Эта работа представляет собой метод подготовки аналитического стандарта для качественного и количественного анализа 2-арачидоилглицерола (2-AG) с помощью жидкой хроматографии-электроспрепи ионизации-тандемной масс-спектрометрии (LC-ESI-MS/MS). Эндоканнабиноиды являются консервированными липидными посредниками, которые регулируют несколько биологических процессов в различных организмах. В C. elegans, 2-AG было установлено, обладают различными ролями, в том числе модуляция dauer формирования и метаболизмхолестерина. В настоящем докладе описывается метод преодоления трудностей, связанных с затратами и стабильностью дейтерированных стандартов, необходимых для количественной оценки 2-АГ. Процедура синтеза стандарта проста и может быть выполнена в любой лаборатории, без необходимости проведения экспертизы органического синтеза или специального оборудования. Кроме того, описана модификация метода Фолч для извлечения пониженного стандарта из культуры C. elegans. Наконец, описан количественный и аналитический метод обнаружения 2-AG с использованием стабильного изотопно помеченного аналога 1-AG-d5, который обеспечивает надежные результаты в быстрохроматографическом беге. Процедура полезна для изучения нескольких ролей 2-AG в C. elegans, а также применима к другим исследованиям метаболитов в различных организмах.
Эндоканнабиноиды регулируют несколько биологических процессов в различных организмах и сохраняют липидных посредников1. Первыми обнаруженными и наиболее хорошо характерными эндоканнабиноидами являются анандамид (арачидонайлетоламид, АЕА) и 2-арачидойный глицерол (2-AG). Эндоканнабиноиды играют много важных ролей, в том числе тех, кто участвует в системах вознаграждения мозга, а также наркомании, памяти, настроения и метаболических процессов2. AEA и 2-AG синтезируются только тогда, когда это необходимо и имеют короткий срок службы, и они деградируют через перенастройку транспортного белка и гидролиз3.
Использование животных моделей, как Caenorhabditis elegans (C. elegans) стало важным для изучения большого разнообразия биологических процессов, включая апоптоз, сигнализация клеток, клеточный цикл, клеточная полярность, регуляция генов, метаболизм, старение, и определение пола4,5. Кроме того, C. elegans является отличной моделью для изучения физиологической роли полиненасыщенных жирных кислот (ПУФА). AEA был выявлен в C. elegans и уменьшается в соответствии с диетическим ограничением6. Этот дефицит продлевает срок службы нематод через механизм диетического ограничения, которые могут быть подавлены добавками с эндоканнабиноидом. Недавно было обнаружено, что 2-AG и AEA играют основополагающую роль в регулировании торговли холестерином в C. elegans7. Что еще более важно, было установлено, что добавки с экзогенными 2-AG может спасти dauer арест, который вызван нарушениями торговли холестерином в Niemann-Pick типа C1 C. elegans мутантов.
Чтобы лучше понять связь 2-AG с торговлей холестерином и другими биологическими процессами в нематоде (т.е. моноаминерской сигнализации, ноцицепции и передвижения), крайне важно изучить этот эндогенный метаболит и как это пострадавших при определенных экологических и диетических условиях8,9,10,11,12,13. Поэтому крайне важно разработать и оптимизировать метод обнаружения и количественной оценки эндогенных 2-AG в C. elegans, который прост в использовании для ученых различных областей, особенно тех, кто изучает поведение нематод в связи с этим эндоканнабиноид.
В 2008 году Летхонен и его коллеги с помощью аналитических методов LC-MS удалось выявить 2-AG и AEA в C. elegans с помощью аналитических методов LC-MS14. В 2011 году им удалось расширить эту технику на другие эндоканнабиноиды15. Более поздние работы показали другие аналитические методы, которые были успешными в обнаружении и количественной оценке эндоканнабиноидов в C. elegans, в том числе масс-спектрометрии и GC-MS16,17,18, и он также сообщалось, что аналогичные аналитические методы могут быть расширены на другие модели19.
Ранее сообщалось аналитических методов, используемых для количественной оценки 2-AG в биологических образцов, как правило, включают в себя использование deuterated стандартов, которые приобретаются на коммерческой основе и требуют наличия для покупки20,21. Многие аналитические стандарты для LC-MS/MS количественной оценки эндоканнабиноидов коммерчески доступны у различных поставщиков. Тем не менее, они дорогие, чувствительны, и окисляются с течением времени, из-за наличия нескольких двойных облигаций. Наиболее распространенные версии этих стандартов основаны на окта-деютированной арахидоновой кислоты и подходят для количественной оценки с помощью изотопного разбавления LC-MS/MS14,22. Кроме того, большинство из этих стандартов заменяются в положении 2 глицерола, что делает их нестабильными в большинстве условий, поскольку они склонны к ацил-миграции19,23.
Для преодоления трудностей, связанных с затратами и стабильностью этих дейтерированных стандартов, представлен удобный и простой метод подготовки аналитического стандарта на основеглицерола-d 5. Последовательность для подготовки пента-деутерированный стандарт требует трехступенчатой процедуры, что приводит к стандартной 1-AG-D5, которая является стабильной и не подвергается ацил миграции (основной вопрос при направлении синтеза 2-monoacylglycerols).
Основная цель здесь заключается в том, чтобы показать простой и воспроизводимый метод для изучения 2-AG в C. elegans, в том числе синтез аналитического deuterated стандарта, подготовка и извлечение образцов нематод, и анализ LC-MS/MS (Рисунок 1 ). Эта синтетическая процедура достижима без сложных знаний органического синтеза или специального оборудования, что делает ее подходящей для ученых из разных областей, которые изучают поведение C. elegans под влиянием эндоканнабиноидов. Этот метод также может быть расширен по другим исследовательским моделям, что делает его полезным для различных целей. Стандарт, подготовленный, как сообщалось здесь, был применен для успешного разработки быстрого и надежного хроматографического метода, который позволяет эффективно обнаруживать и количественно 2-AG воспроизводимым образом.
1. 1-AG-d5 подготовка
ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения 1-AG-D5 в качестве deuterated внутреннего стандарта для количественного анализов, следуйте протоколу, как описано ниже.
2. Подготовка стандартных складских и измерительных растворов
3. Рост и содержание C. elegans
ПРИМЕЧАНИЕ: Семя нематод среднего роста (NGM) агар пластины с E. coli OP50 и размножаться червей на этих пластинах.
4. Метод отбеливания для синхронизации культур C elegans
5. Подготовка образца червя
6. Добыча липидов
7. Эндоканнабиноидный анализ HPLC-MS/MS
8. Кваннабиноидная количественная оценка у червей
Изотопно помеченный аналог был успешно синтезированиз коммерчески доступных d 8-глицерол и арахидоновая кислота с помощью 3-ступенчатого синтетического метода(Рисунок 2, Рисунок 3). Эти шаги являются простыми и не требуют сложного ...
Эндоканнабиноиды являются классом липидов, которые были вовлечены в регулирование формирования dauer в C. elegans7. В частности, синтез полиненасыщенных жирных кислот (ПУФА) имеет важное значение для торговли холестерином и репродуктивного развития червей. Здесь показано, ч...
Авторы не заявляют о конфликте интересов.
Эта работа была поддержана исследовательским грантом Национального агенсии Промсвязьбанка Кьентифика и Текнологика (ANPCyT, PICT 2014-3693). J.F.d.L., G.P. и B.H.C. являются стипендиатами CONICET. D.d.M. и G.R.L. являются членами исследовательской карьеры CONICET. Мы благодарны Гонсало Ламберто (INMET) за анализ LC-MS/MS и полезное обсуждение. Видеосъемка и редактирование было сделано Рамиро Ортега и Мария Соледад Касасола из Direccion де Comunicacion де ла Сьенсия, Факультет Сиенсия Политика у Relaciones Internacionales, Университет Национальный Росарио в Росарио, Аргентина.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
4-dimethylaminopyridine | Sigma-Aldrich | 107700 | reagent grade, 99% |
antioxidant BHT | Sigma-Aldrich | W21805 | |
Arachidonic acid | Sigma-Aldrich | 10931 | |
Glycerol-d8 | Sigma-Aldrich | 447498 | |
Mass detector Triple Quadrupole | Thermo Scientific | TSQ Quantum Access Max | |
N,N’-diisopropylcarbodiimide | Sigma-Aldrich | D125407 | |
NMR spectrometer | Bruker | Avance II 300 MHz | |
reversed-phase HPLC column | Thermo Fisher | 25003-052130 | C18 Hypersil-GOLD (50 x 2.1 mm) |
tert-Butyldimethylsilyl chloride | Sigma-Aldrich | 190500 | reagent grade, 97% |
tetrabutylammonium fluoride | Sigma-Aldrich | 216143 | 1.0M in THF |
UHPLC System | Thermo Scientific | Ultimate 3000 RSLC Dionex | |
worm strain N2 Bristol | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) |
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