Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы предлагаем систематизированный, доступный и воспроизводимый протокол для обнаружения клеточных активных форм кислорода (АФК) с использованием 2',7'-дихлорфлуоресцеина диацетатного зонда (DCFH-DA) в глиальных клетках Мюллера (MMC). Этот метод количественно оценивает общие клеточные уровни АФК с помощью проточного цитометра. Этот протокол очень прост в использовании, подходит и воспроизводим.
Окислительно-восстановительный баланс играет важную роль в поддержании клеточного гомеостаза. Увеличение генерации активных форм кислорода (АФК) способствует модификации белков, липидов и ДНК, что, в конечном итоге, может привести к изменению клеточной функции и гибели клеток. Поэтому клеткам полезно повышать свою антиоксидантную защиту в ответ на вредные оскорбления, либо активируя антиоксидантный путь, такой как Keap1 / Nrf2, либо улучшая окислительно-восстановительные поглотители (витамины A, C и E, β-каротин и полифенолы, среди прочих). Воспаление и окислительный стресс участвуют в патогенезе и прогрессировании ретинопатий, таких как диабетическая ретинопатия (ДР) и ретинопатия недоношенных (РН). Поскольку глиальные клетки Мюллера (MMC) играют ключевую роль в гомеостазе нервной ткани сетчатки, они считаются идеальной моделью для изучения этих клеточных защитных механизмов. В этом смысле количественная оценка уровней АФК с помощью воспроизводимого и простого метода имеет важное значение для оценки вклада путей или молекул, которые участвуют в механизме защиты антиоксидантных клеток. В этой статье мы приводим полное описание процедур, необходимых для измерения АФК с помощью зонда DCFH-DA и проточной цитометрии в МГК. Ключевые этапы обработки данных проточной цитометрии с помощью программного обеспечения приведены здесь, поэтому читатели смогут измерять уровни АФК (геометрические средства FITC) и анализировать флуоресцентные гистограммы. Эти инструменты очень полезны для оценки не только увеличения АФК после клеточного инсульта, но и для изучения антиоксидантного эффекта определенных молекул, которые могут обеспечить защитный эффект на клетки.
Нервная сетчатка представляет собой очень организованную ткань, которая представляет собой четко определенные нейронные слои. В них нейроны (ганглиозные, амакриновые, биполярные, горизонтальные и фоторецепторные клетки) взаимосвязаны друг с другом, а также с глиальными клетками Мюллера (MGC) и астроцитами, что приводит к адекватной фототрансдукции и обработке визуальной информации 1,2. Известно, что MMC играют важную роль в поддержании гомеостаза сетчатки, потому что они пересекают весь отдел сетчатки и, таким образом, могут взаимодействовать со всеми типами клеток, которые модулируют несколько защитных процессов. Сообщалось, что MMC имеют несколько важных функций для поддержания и выживания нейронов сетчатки, включая гликолиз для обеспечения энергией нейронов, удаление нейронных отходов, рециркуляцию нейротрансмиттеров и высвобождение нейротрофических факторов, среди прочих 3,4,5.
С другой стороны, воспаление, окислительный и нитрозативный стресс участвуют в патогенезе и прогрессировании многих заболеваний человека, включая ретинопатии 6,7,8,9,10,11. Окислительно-восстановительный баланс в клетках зависит от жесткой регуляции уровней АФК. АФК постоянно вырабатываются в физиологических условиях в результате в основном аэробного дыхания. Основные члены семейства АФК включают реакционноспособные свободные радикалы, такие как супероксидный анион (O2͘͘͘͘•-), гидроксильные радикалы (•OH), различные пероксиды (ROOR'), гидропероксиды (ROOH) и безрадикальный перекись водорода (H2O2)12,13. В последние годы стало очевидно, что АФК играет важную сигнальную роль в клетках, контролируя основные процессы. МГК обладают сильной антиоксидантной защитой за счет активации транскрипционного ядерного фактора эритроид-2, связанного с фактором 2 (Nrf2) и последующей экспрессии антиоксидантных белков для устранения избыточной продукции АФК при патологических состояниях 14,15,16. Когда клетки теряют свой окислительно-восстановительный баланс из-за преувеличенной выработки АФК или дефектной способности удалять АФК, накопление окислительного стресса способствует вредным модификациям в белках, липидах и ДНК, что приводит к клеточному стрессу или смерти. Увеличение системы антиоксидантной защиты сетчатки улучшает разрешение и профилактику ретинопатий, таких как РН и РД 17,18,19,20,21,22,23,24. Поэтому измерение производства АФК в режиме реального времени является мощным и полезным инструментом.
Существует несколько методов измерения продукции АФК или окислительного стресса в клетках. Среди них зонд 2',7'-дихлорфлуоресцеина диацетата (DCFH-DA) является одним из наиболее широко используемых методов прямой количественной оценки окислительно-восстановительного состояния клетки 25,26,27,28. Этот зонд является липофильным и нефлуоресцентным. Диффузия этого зонда через клеточную мембрану позволяет его расщепляться внутриклеточными эстеразами на двух эфирных связях, производя относительно полярный и непроницаемый клеточной мембраной продукт, 2',7'-дихлорфлуоресцеин (H2DCF). Эта нефлуоресцентная молекула накапливается внутриклеточным путем, и последующее окисление АФК дает высокофлуоресцентный продукт DCF. Окисление зонда является продуктом действия нескольких типов АФК (пероксинитрит, гидроксильные радикалы, оксид азота или пероксиды), которые могут быть обнаружены с помощью проточной цитометрии или конфокальной микроскопии (эмиссия при 530 нм и возбуждение при 485 нм). Ограничение этого метода заключается в том, что супероксид и перекись водорода не сильно реагируют с H2DCF25,29. В этой статье мы используем зонд DCFH-DA для измерения и количественной оценки АФК с помощью проточной цитометрии. По этой причине мы индуцируем производство АФК, стимулируя MMC индуктором АФК, А или В, перед загрузкой ячеек флуоресцентным зондом. Кроме того, мы используем антиоксидантное соединение. Наконец, мы показываем репрезентативные и достоверные данные, полученные с помощью этого протокола.
ПРИМЕЧАНИЕ: Буферные композиции см. в таблице 1.
1. Подготовка клеточной культуры
ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь описана культуральная подготовка клеток MIO-M1, спонтанно увековеченной глиальной клеточной линии Мюллера человека (Moorfield's/Institute of Ophthalmology- Müller 1). Всегда используйте правильную асептическую технику и работайте в ламинарной вытяжке.
2. Условия анализа и контроль
3. Выполнение анализа
ПРИМЕЧАНИЕ: Анализ проводится на 7 день. Всегда используйте правильную асептическую технику и работайте в ламинарной вытяжке, если не указано иное.
4. Подготовка клеток к проточной цитометрии
5. Сбор данных в проточном цитометре
6. Анализ полученных данных
Как описано в разделе протокола, мы показали репрезентативные и количественные данные, демонстрирующие обнаружение продуцирования АФК с помощью флуоресцентного зонда DCFH-DA из клеток MIO-M1, стимулируемых индуктором АФК, А или В. Как и ожидалось, мы наблюдали изменения флуоресценции FITC в н?...
Некоторые патологические состояния, такие как рак, воспалительные заболевания, ишемия / реперфузия, ишемическая болезнь сердца, диабет и ретинопатии, а также физиологические ситуации, такие как старение, приводят к перепроизводству АФК 6,7,8,9,10,11
У авторов нет конфликта интересов для раскрытия.
Авторы хотели бы поблагодарить Марию Пилар Креспо и Паулу Алехандру Абади из CIBICI (Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología, CONICET-UNC, Кордова, Аргентина) за помощь в проточной цитометрии и Габриэлу Фурлан и Ноэлию Мальдонадо за помощь в культивировании клеток. Мы также благодарим Виктора Диаса (просекретаря по институциональным коммуникациям FCQ) за производство и редактирование видео.
Эта статья финансировалась за счет грантов Секретариата по вопросам науки и технологии, Национального университета Кордовы (SECyT-UNC) Consolidar 2018-2021, Фонда научных исследований и технологий (FONCyT) и Проекта исследований в области науки и технологии (PICT) 2015 N° 1314 (все до M.C.S.).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2′,7′-DCFH-DA | Sigma | 35845-1G | |
4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES) | Gibco by life technologies | 15630-080 | |
BD FACSCanto II flow cytometer | BD Biosciences | FACSCanto | |
BD FACSDiva software | BD Biosciences | ||
Cell Culture Dishes 100x20 mm | Cell Star- Greiner Bio-One | 664 160 | |
Centrifuge | Thermo | Sorvall legend micro 17 R | |
Centrifuge Tubes (15 ml) | BIOFIL | CFT011150 | |
Centrifuge Tubes (50 ml) | BIOFIL | CFT011500 | |
Cryovial | CRYO.S - Greiner Bio-One | 126263 | |
Dimethyl Sulfoxide | Sigma-Aldrich | W387520-1KG | |
Disodium-hydrogen-phosphate heptahydrate | Merck | 106575 | |
DMEM without phenol red | Gibco by life technologies | 31053-028 | |
Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) | Gibco by life technologies | 11995065 | |
Ethylenediamine Tetraacetic Acid (EDTA), Disodium Salt, Dihydrate | Merck | 324503 | |
Fetal Bovine Serum | Internegocios | ||
FlowJo v10 Software | BD Biosciences | ||
Glucose | Merck | 108337 | |
hemocytometer, Neubauer chamber | BOECO,Germany | ||
Laminar flow hood | ESCO | AC2-6E8 | |
L-glutamine (GlutaMAX) | Gibco by life technologies | A12860-01 | |
MitoSOX Red | Invitrogen | M36008 | |
Penicillin/Streptomycin | Gibco by life technologies | 15140-122 | |
Potassium Chloride | Merck | 104936 | |
Potassium-dihydrogen phosphate | Merck | 4878 | |
Round polystyrene tubes 5 ml (flow cytometry tubes) | Falcon - Corning | BD-352008 | |
Sodium Azide | Merck | 822335 | |
Sodium Chloride | Merck | 106404 | |
Sodium Hydroxide | Merck | 106462 | |
SPINWIN Micro Centrifuge Tube 1.5 ml | Tarson | 500010-N | |
Tissue Culture Plate 6 well | BIOFIL | TCP011006 | |
Trypan Blue | Merck | 111732 | |
Trypsin-EDTA 0.5% 10X | Gibco by life technologies | 15400-054 | |
Vortex Mixer | Labnet International, Inc. |
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