Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Endotel hücreleri, nöronlar ve glial hücreler dahil olmak üzere retinadaki çoklu hücre tipleri, hücrelere glikoz alımını sağlamak için glikoz taşıyıcılarını (GLUT'lar) eksprese eder. Ex vivo fare nöral retinası ve floresan glukoz analogu 6-NBDG'yi kullanarak, tüm fare retinasındaki glukoz alımını ölçmek için nispeten hızlı ve ucuz bir yöntem tarif ediyoruz.
Retina, ATP şeklinde enerji üretmek için glikoz ve türevlerine ihtiyaç duyan çoklu hücre tiplerine sahip oldukça metabolik bir dokudur. Endotel hücreleri, nöronlar, fotoreseptörler ve glial hücreler dahil olmak üzere retina hücreleri, enerji üretimi için glikoz alımını sağlamak için glikoz taşıyıcılarını (GLUT'lar; örneğin, GLUT1-4) eksprese eder. GLUT1, retinada en bol miktarda eksprese edilen glikoz taşıyıcısıdır. Bu protokol, araştırmacıların, floresan glikoz analogu 6-(N-(7-Nitrobenz-2-oksa-1,3-diazol-4-il)amino)-6-Deoksiglukoz (6-NBDG) kullanarak ex vivo koşullarda nöral murin retinasındaki glikoz alımını ölçmelerini sağlar. Retina diseksiyonundan sonra, toplam retinal 6-NBDG seviyeleri, bir plaka okuyucu kullanılarak floresan son nokta ölçümü ile kolayca belirlenebilir. Tutarlılık için, sonuçların toplam protein seviyelerine normalleştirilmesini öneririz. 6-NBDG, GLUT1 için oldukça spesifik olmasına rağmen, bu analogun alımı GLUT1 inhibitörü BAY-876 varlığında tespit edilir. Bu nedenle, bu test, kısmen GLUT1'in aracılık ettiği tüm fare nöral retinasında ex vivo glikoz alımını ölçmek için nispeten hızlı ve ucuz bir yöntem sağlar.
Glikoz, adenozin trifosfat (ATP) formunda enerji üretmek için yüksek oranda glikoliz ve mitokondriyal solunumu beslemek için kullanıldığı nöral retina için önemli bir metabolittir.1. Glikoz tercih edilen enerji substratı olduğundan, birçok retina hücresi, vaskülatürden ve çevresindeki dokudan glikoz alımını kolaylaştırmak için glikoz taşıyıcılarını (GLUT'lar) eksprese eder2. GLUT'lar, memeli hücrelerine glikoz taşınmasından sorumlu olan bir intrinsik membran glikoprotein ailesini içerir3. GLUT taşıyıcı-1 (GLUT1), retina katmanları4 boyunca ve kan-retina bariyerini (BRB) 5 oluşturan kılcal endotel hücreleri tarafından eksprese edilen retinadaki birincil glikoz taşıyıcısıdır. İlginç bir şekilde, Alzheimer hastalığı da dahil olmak üzere merkezi sinir sisteminin (CNS) nörodejeneratif hastalıklarında, GLUT1 protein seviyelerinde ve glikoz alımında bir azalma, insanlarda beyin atrofisi ve nöronal disfonksiyondan önce gelir 6,7. Bir sıçan oküler hipertansiyon modelinde, kılcal damarlarda daha düşük GLUT1 seviyeleri de gözlenmiştir8. Glikozun dış retinaya daha az taşınması, insan retinitis pigmentosa'nın hayvan modellerinde fotoreseptör kaybında rol oynar ve ayrıca glokomda gözlenen gibi retinal nörodejenerasyonda da rol oynayabilir. Bu nedenle, retinal nörodejenerasyondaki rolünü belirlemek için nöral retinada glikoz taşınmasının anlaşılması gerekmektedir.
Burada, ex vivo murin nöral retinada, yani retina pigmentli epitel ve koroid hariç olmak üzere 6-NBDG tutulumunu ölçmek için yeni, ucuz ve basit bir biyokimyasal yöntem tanımlanmaktadır. 2-NBDG gibi diğer floresan analoglarla karşılaştırıldığında, 6-NBDG, üzerinde bir floresan nitrobenzoksidiazoamino grubunun karbon 6'daki hidroksil grubunun yerini aldığı, hekzokinaz ile fosforilasyonu ve daha fazla metabolik parçalanmayı önleyen bir glikoz parçasından oluşur9. 6-NBDG, glukoz9'dan 300 kat daha yüksek bir bağlanma afinitesi ile GLUT1 için yüksek özgüllüğe sahip olmasına rağmen, bu analogun GLUT1 inhibitörleri10 varlığında tutulumunu tespit ettik. Bu nedenle, bu tahlil, kısmen GLUT1 aracılı olan tüm fare retinasında ex vivo glikoz alımını ölçmek için nispeten hızlı ve ucuz bir yöntem sağlar.
Dokudaki glikoz alımının gerçek zamanlı olarak ölçülmesi zordur ve genellikle radyoizotop etiketleme veya yüksek çözünürlüklü görüntüleme yöntemleri gerektirir. Burada, ex vivo koşullarda birden fazla retina örneğinde 6-NBDG alımını hızlı bir şekilde belirlemek için bir floresan biyokimyasal test kullanıyoruz. Protokol, toplam retinal glukoz alımı hakkında bilgi sağlar; retina hücresine özgü 6-NBDG tutulum seviyeleri hakkında bilgi sağlamaz.
Burada açıklanan tüm yöntemler Vanderbilt Üniversitesi Tıp Merkezi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır.
1. Test için hazırlık
NOT: Hazırlık, tahlil çalıştırılmadan hemen önce tahlil gününde yapılmalıdır. Bu, protokolün zamana duyarlı doğası nedeniyle gereklidir.
2. 6-NBDG alım testinin çalıştırılması
NOT: Adım adım genel bakış için Şekil 2'ye bakın.
Şekil 4, farklı süreler boyunca 6-NBDG ile inkübe edilmiş WT fare retinasından temsili glikoz floresan ölçümlerini göstermektedir. 30 dakikalık inkübasyondan sonra, 6-NBDG seviyeleri ortalama 336 ± 27.91 AU iken, 60 dakika sonra 6-NBDG seviyeleri ortalama 616.3 ± 8.38 AU'ya yükseldi. 30 dakikalık başka bir inkübasyon, 6-NBDG (506.4 ± 5.3 AU) seviyesinin düşmesine neden oldu. 60 dakikada, sonuçlardaki değişkenlik minimumdu ve bu nedenl...
Özetle, açıklanan yöntem, temel bilim araştırmacılarının floresan glikoz analoğu olan 6-NBDG'nin in ex vivo murin nöral retina alımını ölçmelerini sağlar. Glikoz, nöral retina için önemli bir metabolittir, alımı, adenozin trifosfat (ATP) şeklinde enerji üretmek için gereken yüksek glikoliz ve mitokondriyal solunum oranlarını destekler1. Glikoz tercih edilen enerji substratı olduğundan, birçok retina hücresi, vaskülatürden...
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Bu çalışma, Lauren K. Wareham'a verilen sınırsız departman fonları ile finanse edildi.
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 |
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