Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Различные типы клеток сетчатки, включая эндотелиальные клетки, нейроны и глиальные клетки, экспрессируют переносчики глюкозы (GLUT), чтобы обеспечить поглощение глюкозы клетками. Используя ex vivo нервную сетчатку мыши и флуоресцентный аналог глюкозы 6-NBDG, мы описываем относительно быстрый и недорогой метод измерения поглощения глюкозы всей сетчаткой мыши.
Сетчатка представляет собой высокометаболическую ткань с несколькими типами клеток, требующих глюкозы и ее производных для производства энергии в форме АТФ. Клетки сетчатки, включая эндотелиальные клетки, нейроны, фоторецепторы и глиальные клетки, экспрессируют транспортеры глюкозы (GLUTs; например, GLUT1-4), чтобы обеспечить поглощение глюкозы для производства энергии. GLUT1 является наиболее обильно экспрессируемым транспортером глюкозы в сетчатке. Этот протокол позволяет исследователям измерять поглощение глюкозы в нервной сетчатке мыши в условиях ex vivo с использованием флуоресцентного аналога глюкозы 6-(N-(7-Nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)amino)-6-дезоксиглюкозы (6-NBDG). После диссекции сетчатки общий уровень 6-NBDG в сетчатке может быть легко определен с помощью измерения конечной точки флуоресценции с помощью планшетного ридера. Для консистенции мы рекомендуем нормализовать результаты до уровня общего белка. Несмотря на то, что 6-NBDG обладает высокой специфичностью для GLUT1, поглощение этого аналога обнаруживается в присутствии ингибитора GLUT1 BAY-876. Таким образом, этот анализ обеспечивает относительно быстрый и недорогой метод измерения поглощения глюкозы ex vivo в нервной сетчатке всей мыши, которая частично опосредована GLUT1.
Глюкоза является важным метаболитом для нервной сетчатки, где она используется для обеспечения высоких скоростей гликолиза и митохондриального дыхания для производства энергии в форме аденозинтрифосфата (АТФ)1. Поскольку глюкоза является предпочтительным энергетическим субстратом, многие клетки сетчатки экспрессируют транспортеры глюкозы (GLUT), чтобы облегчить поглощение глюкозы из сосудистой сети и окружающих тканей2. GLUT включают в себя семейство внутренних мембранных гликопротеинов, которые отвечают за транспорт глюкозыв клетки млекопитающих. GLUT transporter-1 (GLUT1) является основным транспортером глюкозы в сетчатке, экспрессируемым вовсех слоях сетчатки 4 и капиллярными эндотелиальными клетками, составляющими гемато-ретинальный барьер (BRB)5. Интересно, что при нейродегенеративных заболеваниях центральной нервной системы (ЦНС), включая болезнь Альцгеймера, снижение уровня белка GLUT1 и поглощения глюкозы предшествует атрофии мозга и нейрональной дисфункции у человека 6,7. В модели глазной гипертензии на крысах более низкие уровни GLUT1 также наблюдались в капиллярах8. Сниженный транспорт глюкозы во внешнюю сетчатку участвует в потере фоторецепторов у животных моделей пигментного ретинита человека, а также может играть роль в нейродегенерации сетчатки, например, при глаукоме. Таким образом, необходимо понимание транспорта глюкозы в нервной сетчатке, чтобы установить ее роль в нейродегенерации сетчатки.
В данной статье мы описываем новый, недорогой и простой биохимический метод измерения поглощения 6-NBDG в нервной сетчатке мышей ex vivo , т.е. исключая пигментный эпителий сетчатки и сосудистую оболочку. По сравнению с другими флуоресцентными аналогами, такими как 2-NBDG, 6-NBDG состоит из глюкозной части, на которой флуоресцентная нитробензодиазоаминовая группа замещает гидроксильную группу на углероде 6, предотвращая фосфорилирование гексокиназой и дальнейшееметаболическое разрушение9. Несмотря на то, что 6-NBDG обладает высокой специфичностью к GLUT1 со сродством связывания в 300 раз выше, чем у глюкозы9, мы обнаруживаем поглощение этого аналога в присутствии ингибиторов GLUT110. Таким образом, этот анализ обеспечивает относительно быстрый и недорогой метод измерения поглощения глюкозы ex vivo во всей сетчатке мыши, которая частично опосредована GLUT1.
Измерение поглощения глюкозы тканями в режиме реального времени является сложной задачей, часто требующей радиоизотопного мечения или методов визуализации с высоким разрешением. В данном случае мы используем флуоресцентный биохимический анализ для быстрого определения поглощения 6-NBDG в нескольких образцах сетчатки в условиях ex vivo . Протокол предоставляет информацию об общем поглощении глюкозы сетчаткой; он не предоставляет информации об уровнях поглощения 6-NBDG клетками сетчатки.
Все описанные здесь методы были одобрены Комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) Медицинского центра Университета Вандербильта.
1. Подготовка к анализу
ПРИМЕЧАНИЕ: Подготовку следует проводить в день проведения анализа непосредственно перед проведением анализа. Это необходимо из-за чувствительности протокола ко времени.
2. Проведение анализа поглощения 6-NBDG
ПРИМЕЧАНИЕ: Пошаговый обзор приведен на рисунке 2 .
На рисунке 4 представлены репрезентативные измерения флуоресценции глюкозы из сетчатки мыши WT, инкубированной с 6-NBDG в течение различных периодов времени. После 30-минутной инкубации уровни 6-NBDG составляли в среднем 336 ± 27,91 а.е., тогда как через 60 минут ур...
Таким образом, описанный метод позволяет исследователям фундаментальных наук измерять поглощение флуоресцентного аналога глюкозы, 6-NBDG, в мышиной нервной сетчатке ex vivo . Глюкоза является важным метаболитом для нервной сетчатки, ее поглощение поддерживает высок?...
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа финансировалась из неограниченных ведомственных фондов, предоставленных Лорен К. Уэрхэм.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
# 5 forceps | Katena | K5-6550 | Used for retina dissection |
1.5 mL microcentrifuge tubes | Thermo Fisher Scientific | 05-408-129 | |
26 G x 5/8" needle | sol-M | 112658 | Used to puncture cornea during dissection |
5 mL tubes | MTC bio | c2540 | |
50 mL tubes | Avantor by VWR | 89039-656 | |
6-NBDG | Invitrogen | N23106 | Fluorescent gucose analog |
96 well plates black with clear bottom | Thermo Fisher Scientific | 265301 | |
Anesthetic Charcoal Filter Cannister | ReFresh | EZ-258 | Used in anesthesia set up |
BAY-876 | Millipore Sigma | SML1774 | For inhibition of GLUT1. |
Centrifuge at 4 °C | Eppendorf | EPP-5424 | |
Compressed gas (5% carbon dioxide, 95% oxygen) | Airgas | UN3156 | Used in anesthesia set up |
curved forceps | Roboz surgical instrument | RS-5137 | Used for retina dissection |
DDH2O | Elga LabWater | Elga PureLab Ultra | Used after ethanol to clean sonicator in between samples |
Dissecting microscope | Olympus | szX12 | Used for retina dissection |
Ethanol 200 proof | Decon laboratories | 2701 | To be used to clean sonicator in between samples |
Foam floating tube rack | Thermo Fisher Scientific | 36-099-2328 | For tubes during incubation in water bath steps |
General scissors | Roboz surgical instrument | RS-680 | Used for retina dissection |
Isoflurane 250 mL bottle | Piramal critical care | NDC 6679401725 | Anesthesia |
Isoflurane equipment | Vetequip sold by VWR | 89012-492 | Used to anesthetize prior to euthanasia |
Kim wipes | VWR | 82003-820 | |
Microplate reader | Molecular devices | SpectraMax M2 microplate reader | Used to read sample |
Neurobasal- A media | Gibco | 12349-015 | |
Nose cone (low profile anesthesia mask) | Kent Scientific | SOMNO-0801 | Used to deliver ansethesia |
Objective on dissecting microscope | Olympus | DF plapo 1x pf | Used for retina dissection |
Petri dish | VWR | 25384-088 | Used during retina dissection |
Pierce assay reagent | Thermo Fisher Scientific | 1861426 | |
Pipette tips P20 | Olympus Plastics | 26-404 | |
Pipette tips P200, P1000, P10 XL | VWR | 76322-150, 76322-154, 76322-132 | |
Pipetteman pipettes P200, P1000, P20, P10 | VWR | F144055M, F144056M, F144058M, F144059M | |
SoftMax Pro software on computer | Molecular devices | SoftMax Pro 7 software | Software used to read sample |
Sonic dismembrator | Thermo Fisher Scientific | FB50110 | Sonicate sample (retina) |
Transfer pipettes | Fisherbrand | 13-711-9AM | Used to transfer retina from one tube to another |
Vannas spring scissors | Katena | K4-5000 | Used for retina dissection |
Water bath set to 37 °C | N/A | N/A | Used for incubation |
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