Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Hücresel yaşlanma, hücre döngüsü tutuklama tersinmez durum, çeşitli hücresel stresler tarafından indüklenebilir. Burada, yaşlanmanın işaretlerini değerlendirmek için hücre yaşlanmasının ve yöntemleri ikna etmek protokolleri açıklar.
Hücresel stres veya hasara yanıt olarak, çoğalan hücrelerin hücresel yaşlanma olarak adlandırılan uzun süreli hücre siklüsü hapsi için bir durum başlatır belirli bir programı, neden olabilir. Yaşlanmış hücrelerin birikimi organizma yaşlanma ile ve in vitro olarak sürekli kültürleme yoluyla ortaya çıkar. Yaşlanan hücreler embriyonik gelişim, doku onarımı ve rejenerasyon, tümör bastırma ve yaşlanma gibi birçok biyolojik süreçleri, etkiler. yaşlanmış hücrelerin ayırt edici arasında, ancak, artan senesans ile ilişkili β-galaktosidaz aktivitesi (SA-β-gal) ile sınırlı değildir; p16 INK4a, p53 ve p21 seviyeleri; γ-H2AX dahil olmak üzere DNA hasarının daha yüksek seviyelerinin; Senesans ile ilişkili Heterokromatin odakları (SAHF) oluşması; ve bir senesans ile ilişkili Salgı fenotip (SASP), pro-enflamatuvar sitokinler ve sinyal molekülleri bir dizi salgılanması ile karakterize edilen bir fenomen kazanılması. Burada, hem replikatif için protokolleri tanımlamak veDNA, kültürlü hücrelerde yaşlanmayı hasar kaynaklı. Buna ek olarak, SA-β-gal, γ-H2AX ve SAHF boyama dahil olmak üzere birçok senesans ile ilişkili belirteçleri kullanarak yaşlanmış bir fenotipi izlemek, ve hücre döngüsü düzenleyicileri ve SASP faktörleri, protein ve mRNA seviyeleri ölçmek için teknikler vurgulamaktadır. Bu yöntemler, çeşitli model ve dokularında yaşlanmayı değerlendirilmesi için uygulanabilir.
Yarım Üzeri asır önce, Hayflick ve arkadaşları kültürde çoğalmaya nasıl uğramamış hücreleri anlatılan ama zamanla 1'in yalnızca sınırlı bir süre için. İnsan fibroblast uzun süreli kültürleme çoğalan durdurmak için hücrelerin neden olduğu; ancak, metabolik olarak aktif olduğunu ve bu hücresel yaşlanma olarak adlandırıldı. Yaşlılık tümör oluşumunu inhibe etmek için yararlı olabilir, ama yaşlanma 2, 3 oluşur rejeneratif kapasitesinin kaybına katkıda bulunduğu düşünülmektedir olarak aynı zamanda, zararlı olabilir. Yaşlanmış hücreler Gı'de durdukları yaş 4 insanların ve embriyonik gelişme, yara iyileşmesi, doku tamiri, ve yaşla ilgili enflamasyon 2 de dahil olmak üzere biyolojik süreçler, bir dizi implike edilmiştir gibi dokularda birikebilir gösterilmiştir.
kültürdeki hücrelerin sürekli pasajı bağlanmıştır replikatif senesansın, indükleryıpratma ve genomik istikrarsızlık telomer. DNA hasarı ve onkogenler de dahil olmak üzere çeşitli hücre gerilimleri, aynı zamanda yaşlanmayı 3 neden olabilir. Telomer yıpratma dışındaki faktörlerden kaynaklanan Yaşlılık genellikle stres kaynaklı veya vaktinden evvel yaşlanmaya denilen ve genel olarak p16 INK4a / Rb yolu 5 bağlıdır. Çoğalan birlikte, transforme olmamış hücreler tipik olarak şekil mili görünür yaşlanmış hücreleri, bazı özelliklere sahip bir düz, büyük bir morfoloji ve artan senesans ile ilişkili β-galaktosidaz aktivitesi (SA-β-gal) (Şekil 1 ve 2) dahil olmak üzere tespit edilebilir. Yaşlanmış hücreler de γ-H2AX (Şekil 3), 6, ve muhtemelen, senesans ile ilişkili heterokromatin odakları (SAHF) (Şekil 4) 7 de dahil olmak üzere, DNA hasarı belirteçler birikir. Yaşlanmış hücreler p dahil olmak üzere hücre döngü düzenleyicileri ile ilgili daha yüksek seviyelerde sahip 16 (p16 INK4a) ve / veya p21 ve p53 (Şekil 5) 8, 9. Ayrıca, son veriler yaşlanmış hücrelerin, pro-inflamatuar sitokin ve kemokin, bir dizi salgılayarak otonom olmayan etkileri olduğu senesans ile ilişkili salgı fenotipi (SASP) 10 olarak adlandırılan göstermiştir. Bu SASP olgu, hücre türünden hücre türüne göre değişebilir, ancak genel olarak, bu İnterlökin-6 (IL-6) aksine, IL-8, granülosit-makrofaj koloni uyarıcı faktör (GM-CSF), büyümeyi bir artış ile ortaya konmuştur düzenlenmiş onkogen α (GRO-α) ve GRO-β, diğerleri arasında (Şekil 6). Yaşlanmayı indükleyen, özellikle stres veya hasar da salgı fenotipi 11, 12, 13 etkileyebilir. SASP ELISA'lar veya sitokin / protein dizileri kullanılarak salgılanan proteinlerin seviyelerini ölçerek tespit edilebilirs = "xref"> 10, 14. Transkripsiyon sonrası mekanizmalar SASP protein seviyeleri 11, düzenler, ancak 15, 16, 17, mRNA seviyelerinde değişiklikler de birçok durumda tespit edilebilir. Bu değişiklikler genellikle daha duyarlı ve protein seviyesi ölçümlerine göre ölçmek daha kolaydır. Diğer yaşlanmış belirteçler kalıcı DNA hasarı nükleer odaklar, yaşlanmayı (DNA izler) 18 takviye edici kromatin değişiklikler ile adlandırılan DNA bölümlerinin, ve çeşitli diğer belirteçler 3, 19, 20 dahil olmak üzere, saptanabilir.
Burada, SA-β-Gal, γ-H2AX, SAHF da dahil olmak üzere yaşlanma ait birçok belirteç, ölçülmesi için kültürdeki hücreler yaşlanmayı uyarılması ve ortak teknikleri tarif eder ve yaşlanmaya protein ve mRNAmoleküller nce ilişkili.
1. Endükleyici Replikatif Senesens
2. DNA hasar kaynaklı Senesens
3. Boyama CelSenesans ile ilişkili β-galaktosidaz için mi
γ-H2AX 4. Boyama hücreler
SAHF markerleri 5. Boyama hücreler
NOT: İnsan Yaşlanmış hücreler genellikle yoğunlaştırılmış DNA / kromatin nükleer bölgelere sahip olacaktır. Yaşlanmış hücrelerde, bu heterokromatik bölgeler iseBöyle E2F aile üyeleri olarak çoğalması teşvik genlerin ekspresyonunu inhibe etmek için düşünülmektedir. SAHF DAPI yeniden örgütlenmesi ile görselleştirilebilir; Histon H3 (H3K9Me2 ve H3K9Me3) üzerinde Lys9 di- ve tri-metilasyon içeren heterokromatin ilişkili histon işaretleri, varlığıyla; ve HP1 heterokromatin protein 1 (HP1) de dahil olmak üzere kromatin tekrar organize proteinler ile, HIRA (histon represör A) ve ASF1a (anti-susması işlevi-1a) 30 kromatin için. SAHF OIS modellerinde 30 daha belirgin olduğu gibi biz bir onkogen kaynaklı yaşlanmasının modeli (OIS) kullanmayı tercih etti. IDH4 hücreleri nedeniyle SV40 büyük T antijeninin varlığı deksametazon varlığında prolifere ancak orta 31 deksametazon çıkarılmasından sonra yaşlanmış hale gelir. SAHF DAPI lekelemesi ve yukarıda listelenmiş olan spesifik belirteçleri karşı antikorlarla boyama ile saptanabilir. Burada, visualizat DAPI ve H3K9Me2 lekelenmeye açıklamakhücreler 28 SAHF iyon.
6. immünoblotlama ile senesans ile ilişkili proteinlerin analiz
NOT: Yaşlanmış fenotip, p16 INK4a, p21 ve p53 dahil olmak üzere hücre döngüsü düzenleyicileri, yukarı regülasyonu ile karakterize edilir. Bu protokol hücre lizatlarında bu proteinlerin seviyelerinin ölçümü anlatacağız. Bu teknikler çeşitli kullanılarak indüklenen yaşlanmayı değerlendirmek için kullanılabiliryöntemler 21, 28, 29.
7. Yaşlılık İşaretlerinin mRNA seviyelerini analiz
Not: RNA izole ederken, çalışma yüzeyleri RNaz kaldırma çözeltiler veya bir eşdeğeri ile temizlenir sağlamak ve malzeme tüm RNaz içermeyen olduğu.
8. ükler SASP Protein Düzeyleri
, 6 SA-β-gal ile boyama temsil edici sonuçlar göstermektedir - 2 Şekil γ-H2AX ve SAHF için boyama; p16 INK4a, p21 ve p53 protein seviyelerinin değerlendirilmesi; ve mRNA ve yaşlanmış ilişkili moleküllerin protein seviyeleri. Artan SA-β-gal boyaması replikatif ve DNA hasarı ile indüklenen yaşlanma ile ortaya çıkar. Ayrıca, yaşlanma ile ortaya morfolojik değişikliklerini izleyin. Hücreler, çoğalan fibroblastların mil g...
Burada, insan diploid fibroblastlarının kullanılarak replikatif ve DNA hasarına neden olduğu yaşlanma için yöntemler tarif etmişlerdir. Buna ek olarak, protein ve çeşitli senesans ile ilişkili proteinlerin mRNA seviyelerini ölçmek için teknikler, aynı zamanda boyama SA-β-gal ve DNA hasarına işaret γ-H2AX için edilmektedir. Birçok nokta vivo 20 yaşlanmayı karakterize etmek için mevcut olmakla beraber bu protokoller yaygın in vitro ve in vivo...
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri İntramural Araştırma Programı, Ulusal Yaşlanma Enstitüsü tarafından desteklenmiştir. Yazarlar ayrıca eleştirel el yazması okumak için yaşlanma ve kotb Abdelmohsen ilgili birçok yararlı tartışmalar için Myriam Gorospe ve kotb Abdelmohsen teşekkür etmek istiyorum. Biz de eleştirel el yazması okumak için, özellikle Douglas Dluzen bizim laboratuvar üyelerine teşekkür.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
16% Tris-glycine gels | Invitrogen | XP00160BOX | |
Acid-Phenol ChCl3 | Ambion | AM9720 | |
Alexa-Fluor 568 goat anti-mouse antibody | Invitrogen | A11031 | 1:300 dilution |
Cell lifters | Corning Inc. | 3008 | Cell scraper |
ECL anti-mouse HRP linked antibody | Amersham | NA931V | |
ECL Plus Western Blotting Substrate | Pierce | 32132 | ECL |
DAPI | Molecular Probes | MP01306 | stock 5 mg/mL in dH2O |
GAPDH antibody | Santa Cruz | sc-32233 | 1:1,000 - 5,000 dilution |
GlycoBlue | Ambion | AM9515 | |
Histone H3 dimethyl K9 monoclonal antibody | Abcam | 1220 | 1:500 dilution |
Human IL-6 Quantikine ELISA assay | R&D systems | D6050 | |
Human IL-8 Quantikine ELISA assay | R&D systems | D8000C | |
Human GROa Quantikine ELISA assay | R&D systems | DRG00 | |
N-N-dimethylformamide | Sigma | D4551 | DMF |
p16 monoclonal antibody | BD Biosciences | 51-1325gr | 1:500 dilution |
p21 monoclonal antibody | Millipore | 05-345 | 1:750 dilution |
p53 monoclonal antibody | Santa Cruz | sc-126 | 1:500 dilution clone DO-1 |
phospho-H2AX (Ser139) FITC conjugate antibody | Cell Signaling | 9719 | 1:2,000 dilution |
POWER SYBR-green PCR master mix | Applied Biosystems | 4367659 | |
Pre-stained molecular weight markers | Biorad | 161-0374 | |
ProLong Gold Antifade | Invitrogen | P36930 | |
PVDF membrane | Thermo Scientific | 88518 | |
Senescence β-Galactosidase Staining Kit | Cell Signaling | 9860 | |
TRIzol | Ambion/Life Tech | 10296028 |
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