Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Plazma zarının lipitleri ile eksojen lipitler arasındaki değişime aracılık etmek için siklodekstrin kullanmak için bir yöntem tarif ediyoruz. Bu teknik, lipid sal benzeri ortamlarda, sal benzeri olmayan ortamlarda olduğundan farklı davranan transmembran proteinleri inceleyen deneylerle eşleştirilebilir.
Lipid salları, genellikle zar protein kümelenmesi ve sinyalizasyonu sırasında oluşan plazma zarındaki dinamik, sıralı alanlardır. Dış broşürün lipit kimliği, zarın lipit salları oluşturma eğilimini yönlendirir. Lipid sallarının geçici doğası, canlı hücrelerde çalışmayı zorlaştırır. Bu nedenle, canlı hücrelerin dış broşürüne sal oluşturan lipitler ekleyen veya çıkaran yöntemler, salların zar proteinleri üzerindeki etkileri gibi özelliklerinin incelenmesini kolaylaştırır. Laboratuvarımızda geliştirilen lipid değişim deneyleri, plazma zarının lipid yapısını değiştirmek için eksojen fosfolipidleri çıkarmak ve eklemek için lipid yüklü siklodekstrinleri kullanır. Membranın bir sal veya sal oluşturmayan lipid ile değiştirilmesi, transmembran protein aktivitesi üzerindeki etkilerin incelenmesine yardımcı olabilir. Burada, lipid yüklü siklodekstrin kullanarak plazma zarının dış broşüründe lipit değişimi için bir yöntem tarif ediyoruz. Değişim ortamının hazırlanmasını ve daha sonra bağlı memeli hücrelerinin tedavisini gösteriyoruz. Ayrıca, HP-TLC kullanarak değişim verimliliğinin nasıl ölçüleceğini de gösteriyoruz. Bu protokol, hücresel canlılığı değiştirmeden dış broşürün eksojen lipitlerle neredeyse tamamen değiştirilmesini sağlar ve modifiye edilmiş sağlam plazma zarları üzerinde daha fazla deney yapılmasına izin verir.
Plazma zarı, transmembran reseptörleri ve iyon kanalları dahil olmak üzere çeşitli zar proteinleri ile zenginleştirilmiş bir lipit çift tabakasından oluşur. Membran içindeki lipid alanları, deterjana dirençli membran (DRM) fraksiyonlama deneylerinde tanımlanan deterjanda çözünen ve çözünmeyen bölgeler aracılığıyla aydınlatılmıştır1. Çözünmeyen fraksiyonlar, ağırlıklı olarak daha düşük erime sıcaklığı ve gevşek bir şekilde paketlenmiş doymamış fosfolipidlerden oluşan çözünür fraksiyonların aksine, daha yüksek erime noktaları sergileyen kolesterol, sıkıca paketlenmiş sfingomyelinler ve doymuş fosfolipidler açısından zenginleştirilmiş olmaları ile karakterize edildi. Sıkıca paketlenmiş bölgeler, sıvı sıralı (Lo) lipid alanları veya lipid salları olarak adlandırılırken, daha gevşek organize edilmiş sıvı düzensiz (Ld) lipid alanları, plazma zarınınsal olmayan bölgeleridir 2,3. Lipid sal bölgelerinin sinyalleşme süreçlerini kolaylaştırdığı bilinmektedir ve aktif insülin reseptörünün bu sallarla ilişkili olduğunu gösteren kanıtlarvardır 4,5. Bununla birlikte, hücre zarının dinamik doğası ve genellikle küçük alan boyutu nedeniyle, canlı hücrelerde salların varlığını doğrudan görselleştirmek önemli zorluklar sunar. Bu bağlamda, lipid değişim teknikleri ile lipid sallarının insülin reseptörü üzerindeki etkisini araştırmak için bir yöntem sunuyoruz.
Siklodekstrinler (CD'ler), merkezi bir boşluğa sahip halka benzeri bir yapı oluşturan bağlı glikoz monomerleri tarafından oluşturulur. Bu boşluğun boyutu, glikoz birimlerinin sayısı ile belirlenir: altı birim alfa-siklodekstrin (α-CD) oluştururken, yedi birim beta-siklodekstrinler (β-CD'ler) oluşturur. CD'ler, lipitleri boşlukları içinde kapsülleyebilen ve böylece hücre zarınataşınmalarını kolaylaştırabilen suda çözünür moleküllerdir 6. Beta-siklodekstrinler, membranlara7 lipit eklemek ve çıkarmak için yaygın olarak kullanılmıştır; Bununla birlikte, daha büyük boşluğu kolesterol veya fosfolipitler için özgüllükten yoksundur8. Buna karşılık, alfa-siklodekstrinler, daha küçük boşluklarıyla, lipit moleküllerinin steroller üzerinde bağlanmasında daha fazla seçicilik sergiler. Spesifik olarak, metil-α-siklodekstrin (metil-α-CD'ler) sterollerle etkileşime girmez ve hücre zarının kolesterol bileşimini değiştirmeden fosfolipidleri ve sfingomyelinleri değiştirmek için etkili bir şekilde kullanılmıştır 8,9.
Bu yazıda, hücre zarının dış broşüründeki lipitleri, lipid sal oluşumunu teşvik eden veya bozan özelliklere sahip eksojen lipitlerle değiştirmek için metil-α-CD'lerin (MαCD) kullanılması için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz. Bu değişim, lipid sallarının insülin reseptör aktivitesi üzerindeki etkisini araştırmak için kullanılır. Gösteri, Çin Hamster Yumurtalık (CHO) hücre hatlarının plazma zarında sıvı sıralı (Lo) alanların oluşumunu etkileyen ve insülin reseptörünü (IR) stabil bir şekilde aşırı eksprese eden bir fosfolipid ve sfingomyelinin eklenmesine odaklanacaktır.10. CHO IR hücrelerindeki lipid değişiminin derecesi, yüksek performanslı ince tabaka kromatografisi (HP-TLC) ile değerlendirilirken, insülin reseptör aktivitesindeki değişiklikler, lipid değişimi sonrası insülin stimülasyonunu takiben western blot analizi ile ölçülecektir.
1. Metil-α-CD çözeltisinin hazırlanması
2. Çok katmanlı veziküllerin (MLV'ler) hazırlanması
3. Lipid değişim ortamının hazırlanması
4. Hücrelerin lipid değişimi tedavisi
5. Hücre kültürü plakasında lipit ekstraksiyonu
6. HP-TLC ile değişim verimliliğini kontrol etme
7. Otofosforilasyon testi ve western blot ile reseptör aktivasyonunun kontrol edilmesi
Değişimden sonra hücresel lipid bileşimindeki gözlemlenebilir değişikliği göstermek için, beyin SM (bSM) ve 1,2-dioleoil-sn-glisero-3-fosfokolin (DOPC) değişimini takiben CHO IR hücreleri üzerinde HP-TLC gerçekleştirdik (Şekil 1). BSM gibi sfingomyelinlerin değişim için kullanıldığı durumlarda, tedavi edilmeyen kontrole göre PC bant yoğunluğunda bir azalma ile birlikte SM bant yoğunluğunda bir artış belirgindir. Tersine, DOPC g...
Hücre zarında lipid sallarının varlığının kavramsallaştırılmasından bu yana, bunları hücrelerde görselleştirmek ve lipid ve reseptör ilişkisini incelemek için çok sayıda girişimde bulunulmuştur. Hücrelerde mikroskopi11'i içeren deneyler, hücre12'deki sıralı lipid alanlarının lokalizasyonunu görsel olarak incelemek için, genellikle sallarla ilişkili olduğu bilinen proteinler ve lipitler olmak üzere floresan...
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir.
Finansman, NIH hibesi GM 122493 tarafından sağlandı. CHO IR hücreleri, Dr Jonathan Whittaker'ın (Case Western Reserve Üniversitesi) nazik bir hediyesiydi.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1,2-dilauroyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DLPC) | Avanti Polar Lipids | 850335 | |
1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC) | Avanti Polar Lipids | 850345 | |
1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) | Avanti Polar Lipids | 850375 | |
1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) | Avanti Polar Lipids | 850355 | |
1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC) | Avanti Polar Lipids | 850365 | |
1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycerol-3-phosphocholine (POPC) | Avanti Polar Lipids | 850457 | |
Anti-insulin receptor β antibody | Cell Signaling Technology | CST3025 | |
Anti-pYpY1162/1163 Insulin receptor antibody | R&D Systems Inc. | AF2507 | |
Anti-rabbit IgG, HRP-linked Antibody | Cell Signaling Technology | 7074 | |
Borosilicate glass test tubes (12 x 75 mm) | Thermo Fisher Scientific | 14-961-26 | |
Brain sphingomyelin (bSM) | Avanti Polar Lipids | 860062 | |
Egg sphingomyelin (eSM) | Avanti Polar Lipids | 860061 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Corning | 35-016-CV | |
G418 disulfate salt | Sigma Aldrich | A1720 | |
Gibco Antibiotic-antimycotic solution (100x) | Thermo Fisher Scientific | 15240062 | |
Gibco Dulbecco’s modified eagle medium (DMEM, 4.5 g/L glucose, L-glutamine, sodium pyruvate) | Thermo Fisher Scientific | 11965092 | |
Gibco ham’s F12 media | Thermo Fisher Scientific | 11765054 | |
Gibco L-glutamine | Thermo Fisher Scientific | 25030032 | |
Gibco MEM Non-Essential Amino Acids Solution (100X) | Thermo Fisher Scientific | 11140050 | |
Gibco phosphate buffered saline (PBS) without calcium and magnesium (0.144 g/L KH2PO4, 9 g/L NaCl, 0.795 g/L Na2- HPO4 (anhydrous)) | Thermo Fisher Scientific | 10010023 | |
Gibco Trypsin-EDTA (0.05%), phenol red | Thermo Fisher Scientific | 25300054 | |
High performance thin layer chromatography (HP-TLC) | Merck | HP-TLC Silica Gel 60 plates | |
Immobilon-P PVDF Membrane | Millipore | IPVH00010 | |
Methotrexate | Sigma Aldrich | 454126 | |
Methyl-α-cyclodextrin (MαCD) | AraChem | CDexA076/BR | |
Pierce ECL Western Blotting Substrate | Thermo Fisher Scientific | 32106 | |
Sodium orthovanadate, Activated | Sigma Aldrich | 5.08605 |
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