Name: mapping metabolism: monitoring lactate dehydrogenase activity directly in tissue
Uploaded: 2018-06-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 18 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Mapping Metabolism: Monitoring Lactate Dehydrogenase Activity Directly in Tissue at JoVE.com

HAC Milton E. Cassel bilgin Rita Allen Vakfı (http://www.ritaallenfoundation.org) yapıldı. Bu eser HAC için Ulusal Enstitüsü, genel tıbbi Bilimler R01 GM081686, R01 AR070245, Ulusal Enstitüsü () genel tıbbi Bilimler R01 GM0866465, Eli ve Edythe rejeneratif tıp geniş merkezi ve kök hücre araştırma hibe tarafından finanse edildi Rose Hills ve Hal Gaba Ödülleri), Iris Cantor kadın Sağlık Merkezi/UCLA CTSI NIH Grant UL1TR000124, lösemi lenfoma Derneği etkisi Jonsson kapsamlı kanser Merkezi'nden ödül WEL ve HAC için. Bu yayında bildirilen araştırma Ulusal Sağlık Enstitüleri Ödülü numarası P50CA092131 altında Ulusal Kanser Enstitüsü tarafından desteklenmiştir. Fon çalışma tasarım, veri toplama ve analizi, yayımlamaya karar veya el yazması hazırlanması herhangi bir rolü yoktu. HAC Eli & Edythe rejeneratif tıp geniş merkezi & kök hücre araştırmaları, UCLA Moleküler Biyoloji Enstitüsü ve UCLA Biyoinformatik bölümler arası Programı üyesidir.

Açıklanan tüm deneylerin hayvan bakımı Komitesi Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles tarafından kabul edildi.
1. dondurulmuş fare deri slaytlar oluşturmak
<ol><li>Fareler kurum politikası doğrultusunda ötenazi. Not: koruyucu giysiler için kurumsal ilke uygulayın. Tüm iletişim kuralları hayvanları içeren kurumsal hayvan bakımı Komitesi tarafından onaylanmış olması gerekir.</li>
	<li>Fare ile bir hayvan kılı düzeltici tüylerden.</li>
	<li>İnsizyon deri makas kullanarak olun. Forseps kullanarak, uzak fare cilt kaldırın. Makas kullanarak, cilt Bölüm Kes gitsin.</li>
	<li>Cryomold reaktif bileşik dondurma ile doldurun ( Tablo malzemelerigörmek).</li>
	<li>Cilt iğne burunlu bölümlere dolu cryomolds kullanarak forseps yerleştirin. Cilt dokusu dilimlerin bir kesit derinin epidermis dermis, hypodermis ve kas (Şekil 2) oluşturur gelecek şekilde yönlendirin. Not: Eğer mümkünse, deneysel bağlayabilir ve böylece aynı slayt kesitli ve birlikte işlenen fareler birlikte aynı cryomold kontrol. Kabarcıklar oluşturmak değil için dikkat ediniz.</li>
	<li>Cryomold bir buz kovası Kuru buz kalıbı düz yüzeye yerleştirin ve dondurma izin. Cilt yönünü izlemeye devam edin. Gerekirse ayarlayın. Not: Kuru buz işlerken kriyojenik eldiven giymek.</li>
	<li>Cryomolds-80 ° C dondurucu depolama içine aktarın. Örnekleri dondurucuda yaklaşık 3 ay enzimatik aktivite, önemli kaybı olmadan sürdürülebilir. Donmuş bölümleri kurumasına izin vermeyin.</li>
	<li>-20 ° c, 7-10 µm en iyi cilt morfoloji21için kalın bölümler oluşturmak için dilim doku bir cryostat kullanarak.</li>
</ol>2. slayt boyama için hazırlanması
<ol><li>Test edilmesi için slaytlar kümesi oluşturun. Bir denetim slayt üzerinde NAD tevkif içerir ve başka bir denetime slayt üzerinde belgili tanımlık substrate, laktat, tevkif edilecektir. Daha önce soruşturma bir donmuş doku blok olumlu denetim slayttan içerir.</li>
	<li>Kısaca 5 min için % 4 formalin ile cilt bölümü içeren slaytlar ya pipetting 1 mL % 4 formalin bir slayda veya birden çok slayt, slayt %4 formalin içeren bir konteyner içine daldırma tarafından işlenmesi sırasında düzelt. Not: Cilt slaytlardan aşağıdaki yordamlar ve korunağı cilt morfoloji sırasında soyulmak değil fiksasyonun sağlayacaktır. Dikkat: Formalin kanserojen ve tehlikeli olduğunu; eldiven giymek, senin cilde temas ve kimyasal duman mahallede bu adımı gerçekleştirin izin vermeyin.</li>
	<li>En az 1 mL fosfat ile yıkama slaytlar arabelleğe alınmış serum, pH 7.4, slayt pipetting veya daldırma.</li>
</ol>3. çözüm boyama hazırlanması
<ol><li>Laktat dehidrogenaz aktivitesi boyama için girdap birlikte reaktifler (50 mM Tris pH 7.4, 750 µM NADP, 80 µM phenazine methosulfate (PMS), 600 µM nitrotetrazolium mavi klorür ve 30 mM laktat) boyama miktarına bağlı olarak uygun ölçekli bir tüp Çözüm gerekli. Not: 1 mL tamamen bir slayt karşılamak için yeterli olur.</li>
	<li>Tüm reaktifler NAD dışında mevcut olan ikinci bir çözüm hazırlamak. Tüm reaktifler laktat dışında mevcut olan üçüncü bir çözüm hazırlamak.</li>
</ol>4. kuluçkaya slaytlar çözüm boyama
<ol><li>Yavaşça damlalıklı boyama çözüm veya bölümün tamamını kapsayan hazırlanan slaytlar üzerine kontrol çözümleri (1 mL bir slayt için yeterli). Birden çok slayt birlikte işlenen eğer boyama çözüm tüm slaytlara aynı anda daldırma (kapsayıcı tamamen doku bölümü karşılamak için yeterli bir çözüm olduğundan emin olun).</li>
	<li>Karanlıkta 37 ° C'de oksijen bir ortamda slaytlar kuluçkaya. Çözüm boyama slayt üstünde ise, slayt buharlaşma önlemek için oksijen bir ortamda yerleştirin.</li>
</ol>5. monitör slaytları
<ol><li>Boyama çözüm dönüşümden görsel denetim tarafından mavi için Sil izlemek. Örnekleri mavilik istenen seviyeye ulaşmış, reaksiyon boyama çözüm kaldırarak durdurur. Not: cilt için 10 dakika yeterlidir. Zaman organ ve enzimatik aktivite bağlı olacaktır.</li>
	<li>Pipetting tarafından slaytlar fosfat tamponlu tuz ile yıkayın (1 mL her slayt için yeterli) veya daldırma. Not: birbirine Karşılaştırılacak herhangi bir örnekleri boyama çözümde aynı süre için muhafaza edilmelidir.</li>
</ol>6. counterstain ve mount
<ol><li>Damlalıklı slayta slaytları mavilik uygun düzeyine ulaştığında counterstain. Not: çekirdeklerin açmak kırmızı veya yeşil Counterstains formazan tarafından precipitant oluşturulan mavi ile iyi kontrast sağlar.</li>
	<li>Sulu ya da sulu olmayan orta22montaj ile bağlayın. 1-3 damla (40-50 µL) montaj orta kapak notu boyutuna bağlı olarak yeterli.</li>
</ol>7. resim slayt ve ölçmek
<ol><li>Resim slaytları ışık mikroskop altında. Deneysel fotoğraflarını ve kontrol örnekleri ve 10 X, 20 X ve 40 X büyütme, tüm negatif kontrolleri al.</li>
	<li>Mavi leke görüntü analiz yazılımı ile farklı bölgelerdeki yoğunluğunu belirlemek.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Boonacker, E., Van Noorden, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme+cytochemical+techniques+for+metabolic+mapping+in+living+cells,+with+special+reference+to+proteolysis.">Enzyme cytochemical techniques for metabolic mapping in living cells, with special reference to proteolysis.</a> J Histochem Cytochem. 49, 1473-1486 (2001).</li><li>Seidler, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+tetrazolium-formazan+system:+Design+and+histochemistry.">The tetrazolium-formazan system: Design and histochemistry.</a> Prog Histochem Cytochem. 24, 1-86 (1991).</li><li>Van Noorden, C. J. F., Frederiks, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Enzyme Histochemistry: A Laboratory Manual of Current Methods. , (1992).</li><li>Winzer, K., Van Noorden, C. J., Kohler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+cytochemical+analysis+of+glucose-6-phosphate+dehydrogenase+activity+in+living+isolated+hepatocytes+of+European+flounder+for+rapid+analysis+of+xenobiotic+effects.">Quantitative cytochemical analysis of glucose-6-phosphate dehydrogenase activity in living isolated hepatocytes of European flounder for rapid analysis of xenobiotic effects.</a> J Histochem Cytochem. 49, 1025-1032 (2001).</li><li>Negi, D. S., Stephens, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+method+for+the+histochemical+localization+of+glucose-6-phoshate+dehydrogenase+in+animal+and+plant+tissues.">An improved method for the histochemical localization of glucose-6-phoshate dehydrogenase in animal and plant tissues.</a> J Histochem Cytochem. 25, 149-154 (1977).</li><li>Boren, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+localization+of+transketolase+activity+in+epithelial+cells+of+different+rat+tissues+and+subcellularly+in+liver+parenchymal+cells.">In situ localization of transketolase activity in epithelial cells of different rat tissues and subcellularly in liver parenchymal cells.</a> J Histochem Cytochem. 54, 191-199 (2006).</li><li>Miller, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+metabolic+configurations+of+single+cells+within+complex+tissue+microenvironments.">Exploring metabolic configurations of single cells within complex tissue microenvironments.</a> Cell Metab. , (2017).</li><li>Shen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+value+of+serum+lactate+dehydrogenase+in+renal+cell+carcinoma:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Prognostic value of serum lactate dehydrogenase in renal cell carcinoma: a systematic review and meta-analysis.</a> PLoS One. 11, e0166482 (2016).</li><li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+significance+of+serum+LDH+in+small+cell+lung+cancer:+A+systematic+review+with+meta-analysis.">Prognostic significance of serum LDH in small cell lung cancer: A systematic review with meta-analysis.</a> Cancer Biomark. 16, 415-423 (2016).</li><li>Petrelli, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+role+of+lactate+dehydrogenase+in+solid+tumors:+a+systematic+review+and+meta-analysis+of+76+studies.">Prognostic role of lactate dehydrogenase in solid tumors: a systematic review and meta-analysis of 76 studies.</a> Acta Oncol. 54, 961-970 (2015).</li><li>Valvona, C. J., Fillmore, H. L., Nunn, P. B., Pilkington, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+regulation+and+function+of+lactate+dehydrogenase+A:+Therapeutic+potential+in+brain+tumor.">The regulation and function of lactate dehydrogenase A: Therapeutic potential in brain tumor.</a> Brain Pathol. 26, 3-17 (2016).</li><li>Markert, C. L., Shaklee, J. B., Whitt, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+a+gene:+Multiple+genes+for+LDH+isozymes+provide+a+model+of+the+evolution+of+gene+structure,+function+and+regulation.">Evolution of a gene: Multiple genes for LDH isozymes provide a model of the evolution of gene structure, function and regulation.</a> Science. 189, 102-114 (1975).</li><li>Read, J. A., Winter, V. J., Eszes, C. M., Sessions, R. B., Brady, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+basis+for+altered+activity+of+M-+and+H-isozyme+forms+of+human+lactate+dehydrogenase.">Structural basis for altered activity of M- and H-isozyme forms of human lactate dehydrogenase.</a> Proteins. 43, 175-185 (2001).</li><li>Holness, M. J., Sugden, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+pyruvate+dehydrogenase+complex+activity+by+reversible+phosphorylation.">Regulation of pyruvate dehydrogenase complex activity by reversible phosphorylation.</a> Biochem Soc Trans. 31, 1143-1151 (2003).</li><li>Yi, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphofructokinase+1+glycosylation+regulates+cell+growth+and+metabolism.">Phosphofructokinase 1 glycosylation regulates cell growth and metabolism.</a> Science. 337, 975-980 (2012).</li><li>Fan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tyrosine+phosphorylation+of+lactate+dehydrogenase+A+is+important+for+NADH/NAD(+)+redox+homeostasis+in+cancer+cells.">Tyrosine phosphorylation of lactate dehydrogenase A is important for NADH/NAD(+) redox homeostasis in cancer cells.</a> Mol Cell Biol. 31, 4938-4950 (2011).</li><li>Zhao, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lysine-5+acetylation+negatively+regulates+lactate+dehydrogenase+A+and+is+decreased+in+pancreatic+cancer.">Lysine-5 acetylation negatively regulates lactate dehydrogenase A and is decreased in pancreatic cancer.</a> Cancer Cell. 23, 464-476 (2013).</li><li>Vanderlinde, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+total+lactate+dehydrogenase+activity.">Measurement of total lactate dehydrogenase activity.</a> Ann Clin Lab Sci. 15, 13-31 (1985).</li><li>Nelson, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+imaging+of+patients+with+prostate+cancer+using+hyperpolarized+[1-(1)(3)C]pyruvate.">Metabolic imaging of patients with prostate cancer using hyperpolarized [1-(1)(3)C]pyruvate.</a> Sci Transl Med. 5, 198ra108 (2013).</li><li>Flores, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lactate+dehydrogenase+activity+drives+hair+follicle+stem+cell+activation.">Lactate dehydrogenase activity drives hair follicle stem cell activation.</a> Nat Cell Biol. , (2017).</li><li>Fischer, A. H., Jacobson, K. A., Rose, J., Zeller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryosectioning+tissues.">Cryosectioning tissues.</a> CSH Protoc. 2008, (2008).</li><li>Espada, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-aqueous+permanent+mounting+for+immunofluorescence+microscopy.">Non-aqueous permanent mounting for immunofluorescence microscopy.</a> Histochem Cell Biol. 123, 329-334 (2005).</li><li>Hisada, R., Yagi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=1-Methoxy-5-methylphenazinium+methyl+sulfate.+A+photochemically+stable+electron+mediator+between+NADH+and+various+electron+acceptors.">1-Methoxy-5-methylphenazinium methyl sulfate. A photochemically stable electron mediator between NADH and various electron acceptors.</a> J Biochem. 82, 1469-1473 (1977).</li></ol>

Yazarlar ifşa etmek rakip hiçbir ilgi alanlarına sahip.

Burada anlatılan yöntem laktat dehidrogenaz veya NADH ya da NADPH, farklı hücre tipleri bir doku veya bir doku zaman içinde farklı bölümlerini içinde oluşturmak diğer metabolik enzimler etkinliğini izlemek için kullanılabilir. Laktat dehidrogenaz kök hücreler ve tümör biyolojisi anlamak için önemli bir enzimdir ve tek tek hücreler laktat dehidrogenaz etkinliğini izlemek için yeteneği önemli anlayışlar bu enzim fonksiyonu sağlamak olasıdır.
Bir önemli avantaj bu p...

Mekanlar enzimleri yüksek veya düşük aktivite olan dokularda anlamak anlayış geliştirme ve Fizyoloji için esastır. Transkript veya protein düzeyleri kez enzimatik aktivite için vekilleri olarak kullanılır. Bu tür çalışmalar bilgilendirici olabilir, onlar translasyonel modifikasyon, protein kompleksleri veya enzim hücre altı yerelleştirme varlığı gibi bir enzim aktivite belirlemek için kritik olabilir bilgi vermeyin. Enzimatik etkinliğini doğrudan ölçülen zaman, artık bir doku içinde yüksek veya düşük aktivite ile karışım veya kayma dağıtım hücrelerin içindeki tek tek hücreler hakkında bilgi içeren homojenize protein lysates içinde sık sık izlenir.
Biz burada bir doku örneği içinde enzimatik aktivite kayma dağılımını eşlemek için detaylı bir protokol sağlar. Metodoloji önceki çalışmalar tetrazolium tuzları dehydrogenases, redüktaz ve oxidases dondurulmuş doku1aktivite yerelleştirmek için kullanılabileceğini gösteren temel alır. Proton bir tetrazolium tuz2,3' e transfer edildiğinde bu yöntemler ile bir su çözünmez formazan oluşur. Glukoz-6-fosfat dehidrogenaz NADPH ve bir proton oluşturur ve tetrazolium aktivite ile tespit edilmiştir. Glukoz-6-fosfat dehidrogenaz içinde Avrupa dere pisisi tetkikine4, alveoler tip 2 hücrelerinde5 akciğer ve böbrek5ın takip. Tetrazolium tuzları da donmuş doku6transketolase etkinliğini izlemek için kullanılmaktadır. Benzer bir yaklaşım son zamanlarda bitişik slayt7aynı doku içinde birden çok dehydrogenases etkinliğini izlemek için kullanıldı.
Biz burada tetrazolium tuzları laktat dehidrogenaz aktivitesi (Şekil 1) kayma dağılımını izlemek için kullanılacak bir yöntem açıklanmaktadır. Laktat dehidrogenaz glikoliz laktat ve ters tepki tarafından oluşturulan pyruvate dönüştürebilirsiniz. Laktat dehidrogenaz sonuç olarak pyruvate'nın giriş tricarboxylic asit çevrimi laktat onun salgısı karşı önemli bir belirleyici bir faaliyettir. Kan laktat seviyeleri kez hastalıklar, hastalık veya yaralanma hücreler zarar vermişse ve enzim piyasaya sinyal çünkü kanser8,9,10, dahil olmak üzere bir dizi teşhis etmek için kullanılır.
Dört laktat dehidrogenaz genler vardır: LDHA, LDHB, LDHC ve LDHD11. LDHA ve LDHB bir erken LDHA gen12tekrarını ortaya çıktığı düşünülmektedir. Karaciğer bir tetramer etkindir ve LDHA ve LDHB homotetramers ve heterotetramers birbirleri ile oluşabilir. LDHA LDHB daha yüksek laktat benzeşim ve tercihen laktat pyruvate13için dönüştürmek için rapor ederken pyruvate için daha yüksek ilgi var bildirilmektedir. LDHA organizatörü bağlayıcı siteleri HIF1α, cMYC ve FOXM1 transkripsiyon faktörleri11içerir. Buna ek olarak, birçok diğer glycolytic enzimler14,15gibi karaciğer post-translational modifications tarafından değiştirilebilir. Fibroblast büyüme faktörü reseptörü 1 LDHA tetramer oluşumu teşvik, Y10 veya NADH substrat bağlama16teşvik Y83 fazdan. LDHA-ebilmek da var olmak acetylated17. Bu nedenlerden dolayı sadece karaciğer protein düzeyleri, ama enzim aktivitesi de izleme karaciğer etkinlik tam bir anlayış gerektirir.
Burada mevcut yöntemi yanı sıra diğer yaklaşımlar laktat dehidrogenaz etkinliğini izlemek için kullanılmaktadır. Laktat dehidrogenaz aktivitesi spectrophotometrically homojenize protein lysate izlenebilir. Gibi laktat pyruvate için dönüştürülür NADH nesil 340 absorbans temel alarak ölçülebilir nm, süre gibi pyruvate laktat18için dönüştürülür NADH kaybolması izlenebilir. Laktat dehidrogenaz aktivitesi manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ile de izlenir. 13 C-pyruvate idare ve laktat pyruvate dönüşüm oranı olarak izlenebilir [1 -13C] laktat / [1 -13C] pyruvate. Yüksek oranları [1 -13C] laktat / [1 -13C] pyruvate kanser dokusu19' gözlemlenmiştir. MRI tabanlı yaklaşımlar laktat dehidrogenaz aktivitesi normal ve hastalık doku üzerinde bilgi sağlayabilir iken, metodolojiler belirli hücrelerdeki faaliyet düzeyi belirlemek için gereken çözünürlük var mı. Burada sağlanan metodoloji laktat dehidrogenaz aktivitesi tek hücre doku alanları ve hatta ilgili bilgi sağlar.
Situ etkinlik testleri kullanarak, laktat dehidrogenaz aktivitesinin fare cilt20saç kökü kök hücrelerde yüksek olduğunu fark ettik. Biz de laktat dehidrogenaz kültürlü embriyonik kök hücre içinde etkinliğini izlemek ve faaliyetin besleyici katman kök hücre içinde daha yüksek olması kurmak için kullanılan yöntem. Son olarak, taze fare aort laktat dehidrogenaz aktivitesinin izlenmeli ve düz kas hücrelerinde boyama görülmektedir. Biz burada donmuş fare cilt laktat dehidrogenaz etkinliğini izleme için detaylı bir protokol tanımlamak.

<table><tbody><tr><td>Surgical instruments</td><td></td><td></td><td>For collecting skin from euthanized mice</td></tr><tr><td>Tissue-tek cryomold 25 mm x 20 mm x 5 mm</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9511236</td><td>For freezing mouse skin</td></tr><tr><td>Tissue-Tek O.C.T. compound</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9638938</td><td>For mounting cryomolds</td></tr><tr><td>Ice bucket</td><td>Fisher Scientific</td><td>07-210-106</td><td></td></tr><tr><td>Dry Ice</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polysine Adhesion Slide</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-545-78</td><td></td></tr><tr><td>4% formalin</td><td>Fisher Scientific</td><td>23-245-684</td><td>Dilluted in water</td></tr><tr><td>phosphate buffered saline, pH 7.4</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>vortex</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tris base</td><td>Fisher Scientific</td><td>23-245-684</td><td></td></tr><tr><td>NAD</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N7004</td><td></td></tr><tr><td>Phenazine methosulfate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9625</td><td></td></tr><tr><td>Nitrotetrazolium blue chloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N6876</td><td></td></tr><tr><td>Lithium L-lactate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L2250</td><td>Substrate</td></tr><tr><td>37&amp;deg;C incubator (or tissue culture incubator)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Braziliant! Counter stain</td><td>Anatech</td><td>861</td><td>Counter stain</td></tr><tr><td>Mounting medium</td><td>Vector Laboratories</td><td>H-5000&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Cover slips for slides</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-544D</td><td></td></tr><tr><td>Light microscope</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

mapping metabolism: monitoring lactate dehydrogenase activity directly in tissue

Uzay ve zamanın enzimatik aktivite haritalama normal doku ve hastalık hücre davranışı moleküler temeli anlamak için önemlidir. Situ metabolik aktivite deneyleri bir doku içinde metabolik aktivite kayma dağıtımı hakkında bilgi sağlar. Biz burada enzim laktat dehidrogenaz doku örnekleri içinde doğrudan etkinliğini izlemeye yönelik detaylı bir protokol sağlar. Laktat dehidrogenaz olup tüketilen glikoz enerji aerobik veya anaerobik glikoliz yoluyla dönüştürülür önemli bir belirleyici olduğunu. Laktat ve NAD içeren bir çözüm bir donmuş doku bölümüne sağlanır. Nikotinamid adenin dinükleotit (NAD) NADH ve tespit edilebilir bir proton azaltılmasına dayanan sağlanan aynı anda dönüştürme sırasında hücreleri yüksek laktat dehidrogenaz aktivitesi pyruvate için sağlanan laktat dönüştürme nitrotetrazolium mavi formazan, mavi bir çökelti görüntülenir. Biz fare cilt laktat dehidrogenaz etkinliğini izleme için detaylı bir protokol tanımlamak. Bu iletişim kuralı uygulamak, laktat dehidrogenaz aktivitesi yüksek deneniyor saç kökü kök hücreleri cilt içinde olduğunu fark ettik. Protokol kültür fare embriyonik kök hücre için uygulama daha yüksek kültürlü embriyonik kök hücre boyama fare embriyonik fibroblastlar ortaya koydu. Çözümleme taze izole fare aort düz kas hücrelerinde aort için dikey boyama ortaya. Sağlanan metodoloji dağınık şekilde bir proton dondurulmuş ya da taze doku oluşturmak enzim aktivitesinin eşlemek için kullanılabilir.

Biz daha önce fare cilt20 in situ faaliyet deneyleri için sonuçlar bildirdin. Şekil 3' te gösterildiği gibi saç kökü kök hücre yukarıdaki yordamları tarif ederken Folliküler temelini laktat dehidrogenaz aktivitesinin yüksek seviyeleri takip edildi gözlenen. Bu bulgular deri saç kökü kök hücre için sıralama ve yüksek laktat dehidrogenaz aktivitesi kök hücre yerde sıralanmış hücreleri üzerinde etki...

Watch this Scientific Journal Video about Mapping Metabolism: Monitoring Lactate Dehydrogenase Activity Directly in Tissue at JoVE.com

Mapping Metabolism: Monitoring Lactate Dehydrogenase Activity Directly in Tissue

Eşleme metabolizma: doğrudan dokusunda laktat dehidrogenaz etkinliğini izleme

Biz nicotinatmide adenin dinükleotit fosfat (NAD(P)H) + H + doğrudan doku örnekleri '. oluşturmak enzimler için enzimatik aktivite kayma dağıtım eşleştirmek için bir protokol tarif

Mapping enzymatic activity in space and time is critical for understanding the molecular basis of cell behavior in normal tissue and disease. In situ ...

mapping-metabolism-monitoring-lactate-dehydrogenase-activity-directly

Research

JoVE Journal

Biochemistry

11.4K Görüntüleme.  UCLA. Biz nicotinatmide adenin dinükleotit fosfat (NAD(P)H) + H + doğrudan doku örnekleri '. oluşturmak enzimler için enzimatik aktivite kayma dağıtım eşleştirmek için bir protokol tarif

Video: Mapping Metabolism: Monitoring Lactate Dehydrogenase Activity Directly in Tissue

Hyperpolarized 13C Metabolic Magnetic Resonance Spectroscopy and Imaging

In the past decades, new methods for tumor staging, restaging, treatment response monitoring, and recurrence detection of a variety of cancers have emerged in conjunction with the state-of-the-art positron emission tomography with 18F-fluorodeoxyglucose ([18F]-FDG PET). 13C magnetic resonance spectroscopic imaging (13CMRSI) is a minimally invasive imaging method that enables the monitoring of metabolism in vivo and in real time. As with any other method based on 13C nuclear magnetic resonance (NMR), it faces the challenge of low thermal polarization and a subsequent low signal-to-noise ratio due to the relatively low gyromagnetic ratio of 13C and its low natural abundance in biological samples. By overcoming these limitations, dynamic nuclear polarization (DNP) with subsequent sample dissolution has recently enabled commonly used NMR and magnetic resonance imaging (MRI) systems to measure, study, and image key metabolic pathways in various biological systems. A particularly interesting and promising molecule used in 13CMRSI is [1-13C]pyruvate, which, in the last ten years, has been widely used for in vitro, preclinical, and, more recently, clinical studies to investigate the cellular energy metabolism in cancer and other diseases. In this article, we outline the technique of dissolution DNP using a 3.35 T preclinical DNP hyperpolarizer and demonstrate its usage in in vitro studies. A similar protocol for hyperpolarization may be applied for the most part in in vivo studies as well. To do so, we used lactate dehydrogenase (LDH) and catalyzed the metabolic reaction of [1-13C]pyruvate to [1-13C]lactate in a prostate carcinoma cell line, PC3, in vitro using 13CMRSI.

Hyperpolarized 13C Metabolic Magnetic Resonance Spectroscopy and Imaging

Dynamic nuclear polarization with subsequent sample dissolution has enabled real-time studies of metabolism in biological systems. Hyperpolarized [1-13C]pyruvate was used to study lactate dehydrogenase activity in a prostate carcinoma cell line in vitro.

hyperpolarized<sup&gt; 13</sup&gt; C Metabolik Manyetik Rezonans Spektroskopisi ve Görüntüleme

In the past decades, new methods for tumor staging, restaging, treatment response monitoring, and recurrence detection of a variety of cancers have ...

Kanser Araştırmaları

An Optimized Protocol to Analyze Glycolysis and Mitochondrial Respiration in Lymphocytes

Lymphocytes respond to a variety of stimuli by activating intracellular signaling pathways, which in turn leads to rapid cellular proliferation, migration and differentiation, and cytokine production. All of these events are tightly linked to the energy status of the cell, and therefore studying the energy-producing pathways may give clues about the overall functionality of these cells. The extracellular flux analyzer is a commonly used device for evaluating the performance of glycolysis and mitochondrial respiration in many cell types. This system has been used to study immune cells in a few published reports, yet a comprehensive protocol optimized particularly for lymphocytes is lacking. Lymphocytes are fragile cells that survive poorly in ex vivo conditions. Oftentimes lymphocyte subsets are rare, and working with low cell numbers is inevitable. Thus, an experimental strategy that addresses these difficulties is required. Here, we provide a protocol that allows for rapid isolation of viable lymphocytes from lymphoid tissues, and for the analysis of their metabolic states in the extracellular flux analyzer. Furthermore, we provide results of experiments in which the metabolic activities of several lymphocyte subtypes at different cell densities were compared. These observations suggest that our protocol can be used to achieve consistent, well-standardized results even at low cell concentrations, and thus it may have broad applications in future studies focusing on the characterization of metabolic events in immune cells.

The study of metabolism is becoming increasingly relevant to immunological research. Here, we present an optimized method for measuring glycolysis and mitochondrial respiration in mouse splenocytes, and T and B lymphocytes.

Bir Optimize Protokol Lenfositlerindeki Glikoliz ve Mitokondriyal Solunum Analiz

Lymphocytes respond to a variety of stimuli by activating intracellular signaling pathways, which in turn leads to rapid cellular proliferation, migration ...

İmmünoloji ve Enfeksiyon

Metabolic Mapping: Quantitative Enzyme Cytochemistry and Histochemistry to Determine the Activity of Dehydrogenases in Cells and Tissues

Altered cellular metabolism is a hallmark of many diseases, including cancer, cardiovascular diseases and infection. The metabolic motor units of cells are enzymes and their activity is heavily regulated at many levels, including the transcriptional, mRNA stability, translational, post-translational and functional level. This complex regulation means that conventional quantitative or imaging assays, such as quantitative mRNA experiments, Western Blots and immunohistochemistry, yield incomplete information regarding the ultimate activity of enzymes, their function and/or their subcellular localization. Quantitative enzyme cytochemistry and histochemistry (i.e., metabolic mapping) show in-depth information on in situ enzymatic activity and its kinetics, function and subcellular localization in an almost true-to-nature situation.
We describe a protocol to detect the activity of dehydrogenases, which are enzymes that perform redox reactions to reduce cofactors such as NAD(P)+ and FAD. Cells and tissue sections are incubated in a medium that is specific for the enzymatic activity of one dehydrogenase. Subsequently, the dehydrogenase that is the subject of investigation performs its enzymatic activity in its subcellular site. In a chemical reaction with the reaction medium, this ultimately generates blue-colored formazan at the site of the dehydrogenase&#39;s activity. The formazan&#39;s absorbance is therefore a direct measure of the dehydrogenase&#39;s activity and can be quantified using monochromatic light microscopy and image analysis. The quantitative aspect of this protocol enables researchers to draw statistical conclusions from these assays.
Besides observational studies, this technique can be used for inhibition studies of specific enzymes. In this context, studies benefit from the true-to-nature advantages of metabolic mapping, giving in situ results that may be physiologically more relevant than in vitro enzyme inhibition studies. In all, metabolic mapping is an indispensable technique to study metabolism at the cellular or tissue level. The technique is easy to adopt, provides in-depth, comprehensive and integrated metabolic information and enables rapid quantitative analysis.

Here, we present a protocol that can be used to microscopically visualize and quantify activity of dehydrogenases in cells and tissues and its kinetics, function and subcellular localization.

Metabolik eşleme: Nicel enzim Cytochemistry ve Histochemistry Dehydrogenases hücre ve dokulara etkinliğini belirlemek için

Altered cellular metabolism is a hallmark of many diseases, including cancer, cardiovascular diseases and infection. The metabolic motor units of cells ...

Metabolic Analysis of Drosophila melanogaster Larval and Adult Brains

This protocol describes a method for measuring the metabolism in Drosophila melanogaster larval and adult brains. Quantifying metabolism in whole organs provides a tissue-level understanding of energy utilization that cannot be captured when analyzing primary cells and cell lines. While this analysis is ex vivo, it allows for the measurement from a number of specialized cells working together to perform a function in one tissue and more closely models the in vivo organ. Metabolic reprogramming has been observed in many neurological diseases, including neoplasia, and neurodegenerative diseases. This protocol was developed to assist the D. melanogaster community&#39;s investigation of metabolism in neurological disease models using a commercially available metabolic analyzer. Measuring metabolism of whole brains in the metabolic analyzer is challenging due to the geometry of the brain. This analyzer requires samples to remain at the bottom of a 96-well plate. Cell samples and tissue punches can adhere to the surface of the cell plate or utilize spheroid plates, respectively. However, the spherical, three-dimensional shape of D. melanogaster brains prevents the tissue from adhering to the plate. This protocol requires a specially designed and manufactured micro-tissue restraint that circumvents this problem by preventing any movement of the brain while still allowing metabolic measurements from the analyzer&#39;s two solid-state sensor probes. Oxygen consumption and extracellular acidification rates are reproducible and sensitive to a treatment with metabolic inhibitors. With a minor optimization, this protocol can be adapted for use with any whole tissue and/or model system, provided that the sample size does not exceed the chamber generated by the restraint. While basal metabolic measurements and an analysis after a treatment with mitochondrial inhibitors are described within this protocol, countless experimental conditions, such as energy source preference and rearing environment, could be interrogated.

Metabolic Analysis of Drosophila melanogaster Larval and Adult Brains

We present a protocol for measuring oxygen consumption and extracellular acidification in Drosophila melanogaster larval and adult brains. A metabolic analyzer is utilized with an adapted and optimized protocol. Micro-tissue restraints are a critical component of this protocol and were designed and created specifically for their use in this analysis.

Drosophila melanogaster Larval ve yetişkin beyin metabolik Analizi

This protocol describes a method for measuring the metabolism in Drosophila melanogaster larval and adult brains. Quantifying metabolism in whole organs ...

Nörobilim

Analyzing Ex Vivo Metabolic Flux in Splenic and Cardiac Macrophages and Bone Marrow Monocytes

Metabolic reprogramming is a hallmark of monocyte/macrophage activation and polarization between pro- and anti-inflammatory states. For example, pro-inflammatory (i.e., M1-like) monocytes/macrophages display more reliance on anaerobic glycolysis and less reliance on mitochondrial oxidative phosphorylation, whereas anti-inflammatory (M2-like) macrophages display more reliance on glucose and fatty acid oxidation in the mitochondria. Here, we describe in-depth protocols for extracting macrophages from the two major monocyte/macrophage reservoirs in the body, the spleen and bone marrow, as well as injured tissues such as the heart following myocardial infarction.
Macrophages or monocytes are extracted by immunomagnetic sorting by using antibody-tagged microbeads, which easily bind to cells without compromising their phenotypes. The extracted cells are then cultured in 96-well plates, followed by extracellular flux analysis using a metabolic flux analyzer. Both glycolysis and mitochondrial oxidative phosphorylation can be measured simultaneously in small numbers of cells (as little as 2-3 &#215; 105 cells). This method can easily be performed in 1 day and produces reliable and repeatable results. Ultimately, these methods help to enhance our understanding of metabolic changes during immune and inflammatory responses to injury and disease, which could lead to the development of novel therapeutic targets for immunometabolic pathways.

Here, we describe in detail methods for extracting macrophages from the bone marrow, spleen, and infarcted heart, and subsequently assessing metabolic flux in live cells.

Dalak ve Kardiyak Makrofajlarda ve Kemik İliği Monositlerinde Ex Vivo Metabolik Akının Analizi

Metabolic reprogramming is a hallmark of monocyte/macrophage activation and polarization between pro- and anti-inflammatory states. For example, ...

Measurement and Analysis of Extracellular Acid Production to Determine Glycolytic Rate

Extracellular measurement of oxygen consumption and acid production is a simple and powerful way to monitor rates of respiration and glycolysis1. Both mitochondrial (respiration) and non-mitochondrial (other redox) reactions consume oxygen, but these reactions can be easily distinguished by chemical inhibition of mitochondrial respiration. However, while mitochondrial oxygen consumption is an unambiguous and direct measurement of respiration rate2, the same is not true for extracellular acid production and its relationship to glycolytic rate 3-6. Extracellular acid produced by cells is derived from both lactate, produced by anaerobic glycolysis, and CO2, produced in the citric acid cycle during respiration. For glycolysis, the conversion of glucose to lactate- + H+ and the export of products into the assay medium is the source of glycolytic acidification. For respiration, the export of CO2, hydration to H2CO3 and dissociation to HCO3- + H+ is the source of respiratory acidification. The proportions of glycolytic and respiratory acidification depend on the experimental conditions, including cell type and substrate(s) provided, and can range from nearly 100% glycolytic acidification to nearly 100% respiratory acidification 6. Here, we demonstrate the data collection and calculation methods needed to determine respiratory and glycolytic contributions to total extracellular acidification by whole cells in culture using C2C12 myoblast cells as a model.

Glycolysis is a defining metabolic marker in multiple biological systems. Monitoring glycolysis by measuring the extracellular flux of H+ is common, but requires correction to be quantitative and unambiguous. Here, we demonstrate how to gather and correct extracellular flux data to distinguish between respiratory and glycolytic sources of extracellular acidification.

Ekstraselüler Asit Üretim Ölçüm ve Analiz Glikolitik Hızı belirleme

Extracellular measurement of oxygen consumption and acid production is a simple and powerful way to monitor rates of respiration and glycolysis1. Both ...

Biyoloji

FRET Sensörlerini Kullanarak Drosophila'da Beyin Metabolit Taşınmasının İzlenmesi

Visualizing Monocarboxylates and Other Relevant Metabolites in the Ex Vivo Drosophila Larval Brain Using Genetically Encoded Sensors

The high energy requirements of brains due to electrical activity are one of their most distinguishing features. These requirements are met by the production of ATP from glucose and its metabolites, such as the monocarboxylates lactate and pyruvate. It is still unclear how this process is regulated or who the key players are, particularly in Drosophila.
Using genetically encoded F&#246;rster resonance energy transfer-based sensors, we present a simple method for measuring the transport of monocarboxylates and glucose in glial cells and neurons in an ex-vivo Drosophila larval brain preparation. The protocol describes how to dissect and adhere a larval brain expressing one of the sensors to a glass coverslip. 
We present the results of an entire experiment in which lactate transport was measured in larval brains by knocking down previously identified monocarboxylate transporters in glial cells. Furthermore, we demonstrate how to rapidly increase neuronal activity and track metabolite changes in the active brain. The described method, which provides all necessary information, can be used to analyze other Drosophila living tissues.

Yazar Spotlight: Drosophila Modelini Kullanarak Beyin Enerjisi Metabolizması Araştırmalarındaki Gelişmeler

Here we present a protocol to visualize the transport of monocarboxylates, glucose, and ATP in glial cells and neurons using genetically encoded F&#246;rster resonance energy transfer-based sensors in an ex-vivo Drosophila larval brain preparation.

Ex vivo Drosophila larva beynindeki monokarboksilatların ve diğer ilgili metabolitlerin genetik olarak kodlanmış sensörler kullanılarak görselleştirilmesi

The high energy requirements of brains due to electrical activity are one of their most distinguishing features. These requirements are met by the ...

The Lactate Dehydrogenase Sequestration Assay &#8212; A Simple and Reliable Method to Determine Bulk Autophagic Sequestration Activity in Mammalian Cells

Bulk autophagy is characterized by the sequestration of large portions of cytoplasm into double/multi-membrane structures termed autophagosomes. Here a simple protocol to monitor this process is described. Moreover, typical results and experimental validation of the method under autophagy-inducing conditions in various types of cultured mammalian cells are provided. During bulk autophagy, autophagosomes sequester cytosol, and thereby also soluble cytosolic proteins, alongside other autophagic cargo. LDH is a stable and highly abundant, soluble cytosolic enzyme that is non-selectively sequestered into autophagosomes. The amount of LDH sequestration therefore reflects the amount of bulk autophagic sequestration. To efficiently and accurately determine LDH sequestration in cells, we employ an electrodisruption-based fractionation protocol that effectively separates sedimentable from cytosolic LDH, followed by measurement of enzymatic activity in sedimentable fractions versus whole-cell samples. Autophagic sequestration is determined by subtracting the proportion of sedimentable LDH in untreated cells from that in treated cells. The advantage of the LDH sequestration assay is that it gives a quantitative measure of the autophagic sequestration of endogenous cargo, as opposed to other methods that either involve ectopic expression of sequestration probes or semi-quantitative protease protection analyses of autophagy markers or receptors.

Here a simple and well-validated protocol for measuring bulk autophagic sequestration activity in mammalian cells is described. The method is based on quantifying the proportion of lactate dehydrogenase (LDH) in sedimentable cell fractions compared to total cellular LDH levels.

Laktat dehidrogenaz haciz tahlil — Toplu Autophagic haciz etkinliğini memeli hücreleri belirlemek için basit ve güvenilir Yöntem

Bulk autophagy is characterized by the sequestration of large portions of cytoplasm into double/multi-membrane structures termed autophagosomes. Here a ...

Eşleme metabolizma: doğrudan dokusunda laktat dehidrogenaz etkinliğini izleme

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

hyperpolarized

Bir Optimize Protokol Lenfositlerindeki Glikoliz ve Mitokondriyal Solunum Analiz

Metabolik eşleme: Nicel enzim Cytochemistry ve Histochemistry Dehydrogenases hücre ve dokulara etkinliğini belirlemek için

Drosophila melanogaster Larval ve yetişkin beyin metabolik Analizi

Dalak ve Kardiyak Makrofajlarda ve Kemik İliği Monositlerinde Ex Vivo Metabolik Akının Analizi

Ekstraselüler Asit Üretim Ölçüm ve Analiz Glikolitik Hızı belirleme

Ex vivo Drosophila larva beynindeki monokarboksilatların ve diğer ilgili metabolitlerin genetik olarak kodlanmış sensörler kullanılarak görselleştirilmesi

Ex vivo Drosophila larva beynindeki monokarboksilatların ve diğer ilgili metabolitlerin genetik olarak kodlanmış sensörler kullanılarak görselleştirilmesi

Ex vivo Drosophila larva beynindeki monokarboksilatların ve diğer ilgili metabolitlerin genetik olarak kodlanmış sensörler kullanılarak görselleştirilmesi

Laktat dehidrogenaz haciz tahlil — Toplu Autophagic haciz etkinliğini memeli hücreleri belirlemek için basit ve güvenilir Yöntem