Name: the use of primary human fibroblasts for monitoring mitochondrial phenotypes in the field of parkinson's disease
Uploaded: 2012-10-03T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson's Disease at JoVE.com

Questo lavoro è stato sostenuto da finanziamenti della Fondazione Fritz Thyssen (10.11.2.153 a RK), il tedesco Research Council (DFG, KR2119/3-2 e KR2119/8-1 a RK), il Ministero federale dell&#39;Istruzione e della ricerca (BMBF , NGFNplus; 01GS08134 a RK) e da una borsa di studio di dottorato dal caritatevole Fondazione Hertie [di LFB]. Ringraziamo Carolin Obermaier e Julia Westermeier per il loro supporto durante le riprese video.

1. Biopsia della pelle e la coltura di fibroblasti umani <ol><li> La biopsia della pelle deve essere presa da un medico esperto. La procedura si svolge in condizioni di sterilità e non richiede anestesia locale. Siti tipici utilizzati per biopsia sono il lato interno del braccio, alla spalla o inferiore della schiena. </li><li> Si può prendere campione diametro 4x4mm o 6x6mm da biopsia per ottenere tessuto sufficiente per la coltura fibroblasti umani. </li><li> Tagliare la biopsia cutanea in piccoli pezzi uguali in ...

<ol>
	<li>de Rijk, M. C., Launer, L. J., Berger, K., Breteler, M. M., Dartigues, J. F., Baldereschi, M., Fratiglioni, L., Lobo, A., Martinez-Lage, J., Trenkwalder, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+Parkinson's+disease+in+Europe:+A+collaborative+study+of+population-based+cohorts.">Prevalence of Parkinson's disease in Europe: A collaborative study of population-based cohorts.</a> Neurologic Diseases in the Elderly Research Group. Neurology. 54, 21-23 (2000).</li><li>Dorsey, E. R., Constantinescu, R., Thompson, J. P., Biglan, K. M., Holloway, R. G., Kieburtz, K., Marshall, F. J., Ravina, B. M., Schifitto, G., Siderowf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Projected+number+of+people+with+Parkinson+disease+in+the+most+populous+nations.">Projected number of people with Parkinson disease in the most populous nations.</a> Neurology. 68, 384-386 (2005).</li><li>Spillantini, M. G., Schmidt, M. L., Lee, V. M., Trojanowski, J. Q., Jakes, R., Goedert, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alpha-synuclein+in+Lewy+bodies.">Alpha-synuclein in Lewy bodies.</a> Nature. 388, 839-840 (1997).</li><li>Chung, K. K., Zhang, Y., Lim, K. L., Tanaka, Y., Huang, H., Gao, J., Ross, C. A., Dawson, V. L., Dawson, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parkin+ubiquitinates+the+alpha-synuclein-interacting+protein,+synphilin-1:+implications+for+Lewy-body+formation+in+Parkinson+disease.">Parkin ubiquitinates the alpha-synuclein-interacting protein, synphilin-1: implications for Lewy-body formation in Parkinson disease.</a> Nature. 7, 1144-1150 (2001).</li><li>Kruger, R., Eberhardt, O., Riess, O., Schulz, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parkinson's+disease:+one+biochemical+pathway+to+fit+all+genes.">Parkinson's disease: one biochemical pathway to fit all genes.</a> Trends Mol. Med. 8, 236-240 (2002).</li><li>Krebiehl, G., Ruckerbauer, S., Burbulla, L. F., Kieper, N., Maurer, B., Waak, J., Wolburg, H., Gizatullina, Z., Gellerich, F. N., Woitalla, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+basal+autophagy+and+impaired+mitochondrial+dynamics+due+to+loss+of+Parkinson's+disease-associated+protein+DJ-1.">Reduced basal autophagy and impaired mitochondrial dynamics due to loss of Parkinson's disease-associated protein DJ-1.</a> PLoS One. 5, e9367 (2010).</li><li>Exner, N., Treske, B., Paquet, D., Holmstrom, K., Schiesling, C., Gispert, S., Carballo-Carbajal, I., Berg, D., Hoepken, H. H., Gasser, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss-of-function+of+human+PINK1+results+in+mitochondrial+pathology+and+can+be+rescued+by+parkin.">Loss-of-function of human PINK1 results in mitochondrial pathology and can be rescued by parkin.</a> J. Neurosci. 27, 12413-12418 (2007).</li><li>Burbulla, L. F., Krebiehl, G., Kruger, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Balance+is+the+challenge--the+impact+of+mitochondrial+dynamics+in+Parkinson's+disease.">Balance is the challenge--the impact of mitochondrial dynamics in Parkinson's disease.</a> European journal of clinical investigation. 40, 1048-1060 (2010).</li><li>Strauss, K. M., Martins, L. M., Plun-Favreau, H., Marx, F. P., Kautzmann, S., Berg, D., Gasser, T., Wszolek, Z., Muller, T., Bornemann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss+of+function+mutations+in+the+gene+encoding+Omi/HtrA2+in+Parkinson's+disease.">Loss of function mutations in the gene encoding Omi/HtrA2 in Parkinson's disease.</a> Human molecular genetics. 14, 2099-2111 (2005).</li><li>Narendra, D., Tanaka, A., Suen, D. F., Youle, 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=Parkin+is+recruited+selectively+to+impaired+mitochondria+and+promotes+their+autophagy.">Parkin is recruited selectively to impaired mitochondria and promotes their autophagy.</a> The Journal of cell biology. 183, 795-803 (2008).</li><li>Dagda, R. K., Cherra, S. J., Kulich, S. M., Tandon, A., Park, D., Chu, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss+of+PINK1+function+promotes+mitophagy+through+effects+on+oxidative+stress+and+mitochondrial+fission.">Loss of PINK1 function promotes mitophagy through effects on oxidative stress and mitochondrial fission.</a> The Journal of biological chemistry. , 284-13843 (2009).</li><li>Kieper, N., Holmstrom, K. M., Ciceri, D., Fiesel, F. C., Wolburg, H., Ziviani, E., Whitworth, A. J., Martins, L. M., Kahle, P. J., Kruger, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+mitochondrial+function+and+morphology+by+interaction+of+Omi/HtrA2+with+the+mitochondrial+fusion+factor+OPA1.">Modulation of mitochondrial function and morphology by interaction of Omi/HtrA2 with the mitochondrial fusion factor OPA1.</a> Experimental cell research. 316, 1213-1224 (2010).</li><li>Burbulla, L. F., Schelling, C., Kato, H., Rapaport, D., Woitalla, D., Schiesling, C., Schulte, C., Sharma, M., Illig, T., Bauer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+the+role+of+the+mitochondrial+chaperone+mortalin+in+Parkinson's+disease:+functional+impact+of+disease-related+variants+on+mitochondrial+homeostasis.">Dissecting the role of the mitochondrial chaperone mortalin in Parkinson's disease: functional impact of disease-related variants on mitochondrial homeostasis.</a> Human molecular genetics. 19, 4437-4452 (2010).</li><li>Takahashi, K., Tanabe, K., Ohnuki, M., Narita, M., Ichisaka, T., Tomoda, K., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+adult+human+fibroblasts+by+defined+factors.">Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors.</a> Cell. 131, 861-872 (2007).</li><li>Nguyen, H. N., Byers, B., Cord, B., Shcheglovitov, A., Byrne, J., Gujar, P., Kee, K., Schule, B., Dolmetsch, R. E., Langston, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LRRK2+mutant+iPSC-derived+DA+neurons+demonstrate+increased+susceptibility+to+oxidative+stress.">LRRK2 mutant iPSC-derived DA neurons demonstrate increased susceptibility to oxidative stress.</a> Cell Stem Cell. 8, 267-280 (2011).</li><li>Seibler, P., Graziotto, J., Jeong, H., Simunovic, F., Klein, C., Krainc, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+Parkin+recruitment+is+impaired+in+neurons+derived+from+mutant+PINK1+induced+pluripotent+stem+cells.">Mitochondrial Parkin recruitment is impaired in neurons derived from mutant PINK1 induced pluripotent stem cells.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 31, 5970-5976 (2011).</li></ol>

Fibroblasti cutanei dei pazienti come modelli ex vivo rappresentano un importante strumento per caratterizzare difetti genetici associata a malattia. Inoltre, la pelle derivati ​​fibroblasti sono facilmente accessibili e possono essere estesa, coltura. Pertanto, cellule primarie ottenute da pazienti portatori PD-associata mutazioni genetiche sono preferibili l&#39;uso di linee cellulari tumorali in quanto contengono non solo la endogena causante malattia gene, ma l&#39;intero background genetico dell&#39;in...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente </td><td> Azienda </td><td> Catalogo n. </td></tr><tr><td> Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 </td><td> Invitrogen </td><td> 52400-025 </td></tr><tr><td> RPMI 1640, non rosso fenolo </td><td> Invitrogen </td><td> 11835-063 </td></tr><tr><td> Dulbecco tampone fosfato salino (DPBS) </td><td> Invitrogen </td><td> 14190-094 </td></tr><tr><td> Fattore di crescita dei fibroblasti 2 (FGF2) </td><td> Peprotech </td><td> 100-18B </td></tr><tr><td> ACCUMAX (soluzione distacco) </td><td> PAA </td><td> L11-008 </td></tr><tr><td> Lab-TekTMII chambered vetrini </td><td> Nalge Nunc internazionale </td><td> 115382 </td></tr><tr><td> Tetramethylrodamine etil estere (TMRE) </td><td> Invitrogen </td><td> T-669 </td></tr><tr><td> Mitotracker Verde FM </td><td> Invitrogen </td><td> M-7514 </td></tr><tr><td> Mitotracker CM-H2XRos </td><td> Invitrogen </td><td> M-7513 </td></tr><tr><td> Lyostracker Red DND-99 </td><td> Invitrogen </td><td> L-7528 </td></tr><tr><td> Hoechst 33342 </td><td> Invitrogen </td><td> H-3570 </td></tr></tbody></table> Tabella 1. Reagenti e attrezzature specifiche.

the use of primary human fibroblasts for monitoring mitochondrial phenotypes in the field of parkinson's disease

Morbo di Parkinson (PD) è il secondo disturbo movimento più comune e colpisce l&#39;1% delle persone di età superiore ai 60 1. Poiché l&#39;invecchiamento è il fattore di rischio più importante, i casi di PD aumenterà nei prossimi decenni 2. Accanto al ripiegamento delle proteine ​​patologiche e deteriorate vie di degradazione delle proteine, alterazioni della funzione mitocondriale e la morfologia sono stati additati come segno distintivo ulteriore della neurodegenerazione nella malattia di Parkinson 3-11. Dopo anni di ricerca in cellule tumorali murine ed umane come modelli in vitro per analizzare vie molecolari di parkinsonismo, l&#39;uso di fibroblasti umani da pazienti e controlli appropriati come modelli ex vivo è diventato un valido strumento di ricerca, se caveat potenziali sono considerati. Oltre immortalizzate, modelli cellulari piuttosto artificiali, fibroblasti primari di pazienti portatori di malattie associate a mutazioni apparentemente riflettere importanti caratteristiche patologiche of la malattia umana. Qui delineare la procedura di presa di biopsie cutanee, la coltura fibroblasti umani e l&#39;utilizzo di protocolli di modalità di tecniche microscopiche essenziali per definire fenotipi mitocondriali. Questi sono stati utilizzati per studiare diverse caratteristiche associate a PD che sono rilevanti per la funzione mitocondriale e la dinamica. Ex vivo, mitocondri può essere analizzato in termini di funzione, morfologia, colocalizzazione con i lisosomi (organelli mitocondri degradanti disfunzionale) e la degradazione attraverso la via lisosomiale . Questi fenotipi sono molto importanti per l&#39;identificazione di segni precoci di PD e possono precedere i sintomi motori clinici umani malattia gene-vettori. Quindi, i saggi qui presentati possono essere utilizzati come strumenti preziosi per identificare le caratteristiche patologiche di neurodegenerazione e contribuiscono a definire nuove strategie terapeutiche in PD.

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The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson's Disease

I fibroblasti di pazienti portatori di mutazioni nel Parkinson geni che causano malattie rappresentano un facile accesso<em&gt; Ex vivo</emModello&gt; per studiare le malattie associate a fenotipi. Imaging cellulare vivo dà la possibilità di studiare parametri morfologici e funzionali nelle cellule viventi. Qui si descrive la preparazione di fibroblasti umani e successivamente controllare fenotipi mitocondriali.

L&#39;uso di fibroblasti umani primari per il monitoraggio fenotipi mitocondriali nel campo della malattia di Parkinson

Parkinson's disease (PD) is the second most  common movement disorder and affects 1% of people over the age of 60 1. Because ageing is  the most important ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Experimental Generation of Carcinoma-Associated Fibroblasts (CAFs) from Human Mammary Fibroblasts

Experimental Generation of Carcinoma-Associated Fibroblasts CAFs from Human Mammary Fibroblasts

Generazione sperimentale di carcinoma-Associated fibroblasti (CAF) da fibroblasti umani mammari

Carcinomas are complex tissues comprised of neoplastic cells and a non-cancerous compartment referred to as the 'stroma'. The stroma consists of ...

Ricerca

Medicina

Development of a Unilaterally-lesioned 6-OHDA Mouse Model of Parkinson's Disease

Sviluppo di un unilateralmente lesionata 6-OHDA modello murino della malattia di Parkinson

The unilaterally lesioned 6-hyroxydopamine (6-OHDA)-lesioned rat model of Parkinson's disease (PD) has proved to be invaluable in advancing our ...

MALDI Imaging Mass Spectrometry of Neuropeptides in Parkinson's Disease

MALDI Imaging Mass Spectrometry dei neuropeptidi nella malattia di Parkinson

MALDI imaging mass spectrometry (IMS) is a powerful approach that facilitates the spatial analysis of molecular species in biological tissue samples2 ...

Skin Punch Biopsy Explant Culture for Derivation of Primary Human Fibroblasts

Pelle Punch Biopsia Espianto Cultura per la derivazione di fibroblasti umani primari

Tissues and cell lines derived from an individual with disease are ideal sources to study disease-related cellular phenotypes. Patient-derived fibroblasts ...

Isolation of Soluble and Insoluble PrP Oligomers in the Normal Human Brain

Isolamento di oligomeri PrP solubili e insolubili nel cervello umano normale

The central event in the pathogenesis of prion diseases involves a conversion of the host-encoded cellular prion protein PrPC into its pathogenic isoform ...

Orthotopic Aortic Transplantation in Mice for the Study of Vascular Disease

Aortica trapianto ortotopico in Mouse per lo studio della malattia vascolare

Vascular procedures involving anastomoses in the mouse are generally thought to be difficult and highly dependent on the skill of the individual surgeon. ...

Gene-environment Interaction Models to Unmask Susceptibility Mechanisms in Parkinson's Disease

Modelli di interazione gene-ambiente per smascherare i meccanismi di suscettibilità nel morbo di Parkinson

Lipoxygenase (LOX) activity has been implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer&#39;s disease, but its effects in Parkinson&#39;s disease ...

Controlling Parkinson's Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation

Controllo della Malattia di Parkinson con Adaptive stimolazione cerebrale profonda

Adaptive deep brain stimulation (aDBS) has the potential to improve the treatment of Parkinson&#39;s disease by optimizing stimulation in real time ...

Developing Neuroimaging Phenotypes of the Default Mode Network in PTSD: Integrating the Resting State, Working Memory, and Structural Connectivity

Lo sviluppo di Neuroimaging fenotipi della modalità di rete predefinita in PTSD: Integrazione stato di riposo, Working Memory, e connettività strutturale

Complementary structural and functional neuroimaging techniques used to examine the Default Mode Network (DMN) could potentially improve assessments of ...

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

L&#39;uso di ultra-alto campo MRI in piccolo roditore modelli di malattia del rene policistico per<em&gt; In Vivo</em&gt; Fenotipizzazione and Drug Monitoring

Several in vivo pre-clinical studies in Polycystic Kidney Disease (PKD) utilize orthologous rodent models to identify and study the genetic and molecular ...