Method Article
Biz mtDNA biyogenezi araştırmak için tek tek hücrelerin içinde yeni sentezlenmiş mitokondriyal DNA (mtDNA) etiket hassas bir teknik geliştirdi. Bu teknik, nöronların hücre içi bölmeleri içinde mtDNA çoğaltma görselleştirmek için bir tyramide sinyal amplifikasyon (TSA) protokolü ile birlikte, Edu ile birleşmesiyle birleştirir.
Mitokondri, hücresel enerji ve mitokondriyal biyogenezi temel düzenleyiciler 1-3 sağlıklı hücrelerde mitokondri sayıları düzenleyen önemli bir bileşenidir . Mitokondriyal biyogenezi izlenmesi için bir yaklaşım, mitokondriyal DNA (mtDNA) çoğaltma 4 hızını ölçmek için . Biz tek tek hücrelerin içinde yeni sentezlenmiş mtDNA mtDNA biyogenezi çalışmak üzere etiketlemek için hassas bir teknik geliştirdi. Tekniği, nöronların hücre içi bölmeleri içinde mtDNA çoğaltma tyramide görselleştirmek için bir sinyal amplifikasyon (TSA) 8 protokol ile 5-7, 5-ethynyl-2'-dezoksiuridin (EDU) ile birleşmesiyle bir araya getiriyor. 5-7 etiket Edu ilk tıklama reaksiyon BrdU epitopu sergilemek için gerekli olan, sert asit tedavileri veya enzim digests gerektirmez, çünkü Edu 5-bromo-2-dezoksiuridin (BrdU) gibi diğer timidin analogları, üstün . Edu, hafif etiketleme diğer hücre işaretleyicileri 9-10 kuruluşunun doğrudan karşılaştırma sağlar. MtDNA biyogenezi görselleştirmek ve sayısal yeteneği mitokondriyal biyogenezi düzenlemek ve ilaç zehirlenmesi, yaşlanma, kanser, nörodejeneratif hastalıklar ile ilişkili patogenezinde içgörü sağlayacak mekanizmaları araştırmak için gerekli bir araç sağlar. Bizim teknik duyumsal nöronları gibi diğer hücre türleri için geçerli. MtDNA biyogenezi ölçmek için bu tekniğin kullanımı, her ikisi de normal hücresel fizyoloji yanı sıra engelli hastalık durumlarında anlayışı sürdürmek önemli etkileri vardır.
1. Nöronların hazırlanması
-IT Edu Mikroplaka Testi Seti Hazırlanması
Click-iT Edu Mikroplaka Assay Kit bileşenleri gelen önceden yapılmış ve 4 saklanır ° C [tıklayın 2x-iT Reaksiyon Tamponu (10x Bileşen E), CuSO4 (100 mM, Bileşen F), Click-iT Edu fiksatif ( Bileşen D) ve Engelleme Buffer (2x Bileşen H)]. Zaman içinde sarı-kahverengi dönmesini önlemek için tıklayın-iT Edu Tampon Katkı (10x Bileşen G) -20 ° C'de saklanır. Bu bileşen, tekrarlanan donma-çözülme döngüleri göz yumuyor.
Oregon Yeşil 488 azid (B Bileşeni), küçük alikotları (10-20 mcL), donma-çözülme çevrimleri en aza indirmek için bölünmüş ve -20 ° C'de saklanan olmalıdır
Anti-Oregon Green HRP konjuge (Bileşen) stok solüsyonu hazırlamak için, flakon Milli Q dH 2 O 75 mcL ekleyin. Köpük önlemek ve 4 mağaza ° C'ye kadar nazik pipetleme veya tersine çevirerek karıştırın Girdap değil.
TSA Seti Hazırlanması HRP keçi anti-tavşan IgG ve Alexa Fluor 488 Tyramide Kiti ile # 12,
Tyramide stok solüsyonu hazırlamak için, DMSO (Komponent B) 150 mcL (Alexa Fluor 488 tyramide, Komponent A) katı madde çözülür. Flakonun tarafı çözmek için herhangi bir tyramide kaplama flakon birkaç kez ters çevirin. ≤ -20 küçük alikotları Mağaza stok solüsyonu (10-20 mcL) ° C, kurutulmuş ve ışıktan korunmalıdır.
2. Click-5-ethynyl-2-dezoksiuridin (EDU) Etiketleme
NOT: Tüm çözümler olmadan sıvı kaybetme hücreleri hafifçe kaldırmak için sonuna kadar yapıştırılmış 200 mcL ucu ile bir ampul transfer pipet yardımıyla kaldırılır. , Genellikle çok güçlü bir şekilde çözümler kaldırmak bir vakum hattı, kullanmaktan kaçının. Bir ampul pipet yavaşça önceki çözüm iyice yıkayın, yıkama çözümleri 200-300 mcL ile lamelleri sel kullanılır.
2 x Reaksiyon Kokteyl Bileşenler tıklayın iT Edu Mikroplaka Assay Kit | Yarım Cilt: 1280 mcL |
Milli Q dH 2 O | 1132,8 mcL |
2x tıklayın iT Reaksiyon Tamponu (10x Bileşen D) | 100,3 mcL |
Click-iT Edu Tampon Katkı (10x Bileşen G) | 25.6 mcL |
CuSO 4 (100 mM, Bileşen F) | 25.6 mcL |
Oregon Yeşil Azid (A Bileşeni) | 6.4 mcL |
Toplam | 1290,7 mcL |
3. Edu Sinyal Tyramide Sinyal Amplifikasyon (TSA)
4. Temsilcisi Sonuçlar: Mitokondrial DNA replikasyonu Görselleştirme Mitokondrial Biyogenez için Marker
Biz duyusal nöronları (Şekil 1) mitokondri sayısını düzenleyen nasıl ilgilendi. Bu protokol, yeni mitokondrinin ölçme bir yolu olarak floresan işaretleyici ile yeni sentezlenmiş mtDNA etiket. Oregon Yeşil-azid ve takip eden yeşil flüoresan bir sinyal (Şekil 2) ile mtDNA etiketleme Alexa Fluor 488 tyramide sonuçları ile amplifikasyon tıklayarak kimya takip sentetik nükleotid Edu dahil. Eğer doğru yapılırsa, güçlendirilmiş yeşil sinyal yeterince eşiğe (hücresel otofloresans veya HRP-TSA reaksiyonun bir yan etkisi olarak) daha yüksektir.
Bu teknik, nöron (Şekil 3) sar bölmeleri içinde mtDNA biyogenezi görselleştirmek ve ölçmek için yeni çoğaltılmış mtDNA etiketlemek için tasarlanmıştır. Edu etiketleme nörofilaman (Şekil 3 boyutlu) gibi diğer hücresel belirteçleri etiket sonraki floresan immünsitokimya sağlar.
TSA tepki Alexa Fluor 594-tyramide gibi diğer floresan Alexa Fluor tyramides ile de yapılabilir. Bu sonuçlar bir yeşil floresan nükleer sinyal çekirdeğinde Oregon Yeşil-azid tıklama tepki ama, önce TSA belirlenemeyen mtDNA, herhangi bir yeşil sinyal. Alexa Fluor 594-tyramide amplifikasyon nükleer etiket yoğunlaştırır ve bir kırmızı floresan sinyal (Şekil 4) ile mtDNA dahil Edu ortaya koymaktadır. Benzer bir büyütme işlemi, yeni sentezlenmiş mtDNA (Şekil 5) içine BrdU birleştirmek görselleştirmek için kullanılır, ancak, bu yöntem ek bir adım Edu için gerekli değildir ya da sert bir asit (HCl) veya enzim sindirimi, BrdU epitopu kurtarmak için gerekli etiketleme.
Şekil 1. Temsilcisi diferansiyel girişim kontrast (DIC) embriyonik bir görüntü (sol) ve yetişkin (sağda) genellikle analizi. Barlar = 10 mm için kullanılan dorsal kök gangliyon (DRG) nöronlar.
Şekil 2. Yeşil floresan sinyali ile mtDNA Edu etiketleme prosedürü temsil eden şematik diyagramı. Şematik bir yeşil floresan sinyali ile mtDNA Edu etiketlenmesi için üç adımlı bir protokol temsil eder . Mitotik F11 nöroblastoma hücreleri aktif bir pozitif kontrol olarak hizmet vermektedir ve nükleer ve mitokondriyal DNA kurulmuştur Edu etiketleme desen göstermektedir. Ilk adım (P1), Edu varlığı hücrelerin kuluçka, yeni sentezlenmiş mtDNA bir timidin analog dahil etmektir. İkinci adım (P2), Oregon Yeşil-azid dahil Edu etiketlemek için tıklayın kimya dayanmaktadır. Yeşil sinyal nükleer DNA çoğaltılan hücrelerin çekirdekleri görünür. Oregon Gr yükseltmek için son adım (P3)Oregon Yeşil karşı HRP-konjuge tavşan antikoru ile inkübe een azid sinyal Alexa Fluor mtDNA yeşil sinyal görselleştirmek için hidrojen peroksit varlığında 488 etiketli tyramide (H 2 O 2) ile inkübasyon izledi.
Şekil 3. Dorsal kök ganglion mtDNA Edu etiketleme (DRG) nöronlar. Nöronlar edu ile inkübe edilir ve sinyal daha sonra dahil Edu mtDNA olduğunu ortaya çıkarmak için yükseltilir . Amplifiye Edu (EDU-OG-TSA, yeşil), embriyonik (A) ve yetişkin (BD) DRG nöronlar hem yeni sentezlenmiş mtDNA içine yeşil noktalı sinyalleri gösteren iletilen ışık kaplamış Temsilcisi floresan görüntüler. Edu etiketleme prosedürü nörofilaman (D, αNF, kırmızı) gibi nöronal belirteçlerin sonraki immünofloresan boyama sağlar. Ölçek bar = 10 mm.
Şekil 4. Kırmızı floresan sinyali ile mtDNA Edu etiketleme prosedürü temsil eden şematik diyagramı. Şematik kırmızı floresan sinyali ile mtDNA Edu etiketlenmesi için üç adımlı bir protokol temsil eder . Mitotik F11 nöroblastoma hücreleri aktif bir pozitif kontrol olarak hizmet vermektedir ve nükleer ve mitokondriyal DNA kurulmuştur Edu etiketleme desen göstermektedir. Ilk adım (P1), Edu varlığı hücrelerin kuluçka, yeni sentezlenmiş mtDNA bir timidin analog dahil etmektir. İkinci adım (P2), Oregon Yeşil-azid dahil Edu etiketlemek için tıklayın kimya dayanmaktadır. Yeşil sinyal nükleer DNA çoğaltılan hücrelerin çekirdekleri görünür. Oregon Yeşil karşı HRP-konjuge tavşan antikoru ile inkübe Oregon Yeşil-azid sinyali yükseltmek için son adım (P3) Alexa Fluor görselleştirmek için hidrojen peroksit varlığında 594 etiketli tyramide (H 2 O 2) ile kuluçka mtDNA kırmızı sinyal.
Şekil 5. BrdU etiketleme ve mtDNA yeşil veya kırmızı floresan sinyal tyramide sinyal amplifikasyon. Şematik diyagramı ya da yeşil ya da kırmızı floresan sinyali ile yeni sentezlenmiş mtDNA BrdU etiketleme prosedürü temsil eder. Edu etiketleme için gerekli değildir ya da asit (HCl) veya enzim sindirimi, BrdU epitopu kurtarmak için bir ilk adım gereklidir. Bir sonraki adım, bir fare primer anti-BrdU antikor ile inkübe. Bu horseradish peroksidaz (HRP)-konjuge keçi anti-fare antikor ile inkübe tarafından takip edilmektedir. Son olarak, sinyal mtDNA sinyal görselleştirmek için hidrojen peroksit varlığında bir yeşil ya da kırmızı floresan etiketli tyramide (H 2 O 2) ile yükseltilir .
Biz duyarlı bir tahlil Edu bir tyramide sinyal amplifikasyon kullanarak tek tek hücreleri yeni sentezlenmiş mtDNA etiket geliştirdi. Bu protokolün optimizasyonu sırasında en büyük sorunlarından biri lamelleri arasındaki tutarsız sonuçlar oldu. Değişiklikler bireysel lamelleri küçük birimler karıştırma ve ana çözümleri tüm lamelleri için kullanılacak önlemek için Invitrogen kiti protokolleri yapılmıştır. 75-80 mcL her 12 mm yuvarlak cam lamel için kullanılan örnekleri arasında tutarlı sonuçlar vermek için yeterli bir çözüm sağlarken tamamen yüzey alanı kapsayacak şekilde ideal bir hacim. Kuluçka süreleri ve reaktif konsantrasyonları optimize edilmiştir, ancak gelişmeler onlara ayarlamaları ile görülebilir.
Protokol, her süreç bir kez çalıştırmak için tasarlanmıştır. Ancak, bazı adımları, ilk denemeden sonra başarısız örnekleri kurtarmak için yeni çözümler ile tekrar edilmiştir. Özellikle, Edu tıklama reaksiyon adımları (3.4-3.6) eşiğe önemli bir artış olmadan tekrar edilmiştir. Anti-Oregon Yeşil-HRP antikor inkübasyon (4,1-4,3) ve tyramide amplifikasyon (4,4-4,5) adımları tekrar, ama daha çok zayıf bir sinyal gürültü oranı nedeniyle artan eşiğe sonuçları. Edilmiştir
En hassas reaktifler tıklayın-iT Edu Mikroplaka Assay kiti tıklayın-iT Edu Tampon Katkı (Bileşen G) ve tavşan anti-Oregon Yeşil-HRP antikor (Bileşen). 4 ° C ve 6-12 ay arasında oldukça koyulaştırır saklandığında tıklayın-iT Edu Tampon Katkı zamanla sarıya döner. -20 ° Click-iT Edu Tampon Katkı Depolama C bu sorunu hafifletmek olacak. Etiketleme ve tyramide amplifikasyon adımları tavşan anti-Oregon Yeşil-HRP antikor MilliQ dH 2 O yeniden oluşturmak 4-6 ay içinde kullanıldığı zaman en iyi çalışmalarınızı
MtDNA içinde Edu hafif etiketleme ile doğrudan karşılaştırmalar için ek hücre işaretleyicileri 9-11 sağlar ve sert bir tedavi kurtarmak için gerekli 5-bromo-2-dezoksiuridin (BrdU), gibi diğer timidin analogları üzerinde bu tekniğin yardımcı artırır DNA'da epitop. Laboratuvarımız 11-12 ve diğerleri 13-15 mtDNA etiket BrdU başarıyla kullanmıştır. BrdU etiketleme tekniği, Edu için kullanılan bir benzer fakat bazı önemli farklılıklar vardır (Şekil 5). Yukarıda listelenen permeabilization adım (3,1-3,2) sonra, BrdU epitopu denatürasyon bir adım geri (37 30 dakika için 2 N HCl ° C 1X PBS içinde üç yıkar). BrdU sonra BrdU karşı primer antikor ile etiketlenir (Vektör Laboratuvarları TSA kiti% 1 engelleme çözüm 01:50 seyreltilmiş ve 4 ° C'de bir gece inkübe). İkincil antikor adım önce BrdU sinyali (keçi anti-fare IgG% 1 engelleme çözüm 1:100 sulandırılmış TSA kitleri # 2 ve # 5, HRP konjuge ve oda sıcaklığında 45 dakika inkübe) yükseltmek için gerekli olan TSA adımları (yukarıda 4,3-4,5). Iki timidin analogları, Edu ve BrdU, etiket mtDNA mtDNA sırayla darbe etiketleme paradigmalar 11 etiketli olabilir çift etiket deneyler için avantajlı.
Laboratuvarımız, diyabetik nöropati, diyabetin sık rastlanan bir komplikasyonudur bağlamında mitokondriyal biyotekvinin düzenlemeyi incelemek için Edu ve mtDNA BrdU etiketleme kullanıyor. Biz başarıyla bireysel nöronlar 11-12 mtDNA biyogenezi değişiklikleri ölçmek için sinyal amplifikasyonu kullandık. Bu teknik diğer deneylerde mtDNA çoğaltma ve ciro veya mtDNA sentezini inhibe eden ilaçların belirlenmesi için mekanizmalarını keşfetmek için tasarlanmış yararlı olacaktır. Buna ek olarak, yükseltme Edu ve BrdU sinyalleri temel ilkelerini diğer çalışmalar uygulanabilir önlem DNA replikasyonu veya onarım.
Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri Sağlık Grants NS-38.849 ve DK-076.160, Diyabet Komplikasyonları Çalışması Juvenil Diyabet Araştırma Vakfı Merkezi tarafından desteklenen, Nöroloji Araştırma ve Keşif ve The A. Alfred Taubman Tıp Araştırma Enstitüsü Programı Michigan Üniversitesi. Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri, Ulusal Diyabet ve Sindirim ve Böbrek Hastalıkları Enstitüsü Sağlık Hibe 5P60 DK-20.572 tarafından finanse edilen Michigan Diyabet Araştırma ve Eğitim Merkezi, Morfoloji ve Görüntü Analizi Core kullandı. Yazarlar onun değerli tavsiyeler Moleküler Problar / Invitrogen Scott T. Clarke teşekkür çeşitli tıklayın iT kitleri ve reaktiflerin cömert bağış Edu amplifikasyon tekniği ilk gelişimini desteklemek için etiketleme Edu.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
12 mm coverslips | Fisher Scientific | 12-545-82 | |
245 mm x 245 mm BioAssay Dish | Corning | 431111 | |
Parafilm M | Fisher Scientific | PM-996 | |
paraformaldehye | Sigma-Aldrich | P6148 | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T-8532 | |
Phosphate buffered saline 10X solution | Fisher Scientific | BP399 | |
Transfer Pipet | Fisher Scientific | 13-711-7M | |
Hydrogen peroxide, 30% in water | Fisher Scientific | BP2633 | |
Click-iT EdU Microplate Assay Kit | Invitrogen | C10214 | |
TSA Kit #12, with HRP—goat anti-rabbit IgG and Alexa Fluor 488 tyramide | Invitrogen | T20922 | |
TSA Kit #15, with HRP–goat anti-rabbit IgG and Alexa Fluor 594 tyramide | Invitrogen | T20925 | |
ProLong Gold antifade reagent with DAPI | Invitrogen | P-36931 | |
Polyclonal rabbit Neurofilament antibody | Chemicon International | AB1981 | |
Mouse monoclonal anti-BrdU antibody | Vector Laboratories | VP-B209 | |
TSA Kit #2, with HRP—goat anti-mouse IgG and Alexa Fluor 488 tyramide | Invitrogen | T20912 | |
TSA Kit #5, with HRP—goat anti-mouse IgG and Alexa Fluor 594 tyramide | Invitrogen | T20915 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır