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

Este trabalho foi financiado por doações do Fritz Thyssen Foundation (10.11.2.153 a RK), o alemão Conselho de Pesquisa (DFG, KR2119/3-2 e KR2119/8-1 a RK), o Ministério Federal da Educação e Pesquisa (BMBF , NGFNplus; 01GS08134 a RK) e por uma bolsa de doutoramento da Fundação de caridade Hertie [para LFB]. Agradecemos Carolin Obermaier e Julia Westermeier por seu apoio durante a filmagem do vídeo.

1. A biópsia de pele e cultura de fibroblastos humanos <ol><li> A biópsia de pele tem de ser tomada por um médico experiente. O procedimento é realizado sob condições estéreis e requer anestesia local. Sítios típicos usados ​​para a biópsia é o lado interno da parte superior do braço, ombro ou costas. </li><li> Você pode tirar amostras de diâmetro 4x4mm ou 6x6mm por biópsia para obter tecido suficiente para fibroblastos humanos cultura. </li><li> Cortar a biópsia da pele em pequenos pedaços iguais...

<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>

Fibroblastos da pele do paciente como modelos ex vivo representam uma ferramenta importante para caracterizar a doença associadas defeitos genéticos. Além disso, a pele derivados de fibroblastos são facilmente acessíveis e podem ser expandidos a cultura. Portanto, as células primárias obtidas a partir de pacientes portadores de PD-associadas mutações genéticas são preferíveis durante a utilização de linhas de células de tumor uma vez que contêm não só o gene causador de doença endógena, mas ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Companhia </td><td> Não Catálogo. </td></tr><tr><td> Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 </td><td> Invitrogen </td><td> 52400-025 </td></tr><tr><td> Meio RPMI 1640, sem vermelho de fenol </td><td> Invitrogen </td><td> 11835-063 </td></tr><tr><td> Dulbecco tamponada com fosfato (DPBS) </td><td> Invitrogen </td><td> 14190-094 </td></tr><tr><td> Fator de crescimento de fibroblastos 2 (FGF2) </td><td> PeproTech </td><td> 100-18B </td></tr><tr><td> ACCUMAX (solução desapego) </td><td> PAA </td><td> L11-008 </td></tr><tr><td> Lab-TekTMII esfregaços chambered </td><td> Nalge Nunc International </td><td> 115382 </td></tr><tr><td> Tetramethylrodamine éster etílico (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> Tabela 1. Reagentes específicos e de equipamento.

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

A doença de Parkinson (DP) é o distúrbio de movimento segundo mais comum e afeta 1% das pessoas com idade superior a 60 1. Porque o envelhecimento é o fator de risco mais importante, os casos de PD irá aumentar durante as próximas décadas 2. Ao lado de dobramento de proteínas patológica e vias de degradação de proteínas com deficiência, alterações da função mitocondrial e morfologia foram apontados como característica adicional de neurodegeneração na DP 3-11. Depois de anos de pesquisa em células de cancro de murídeo e humanos como em modelos in vitro, para dissecar vias moleculares do parkinsonismo, a utilização de fibroblastos humanos a partir de doentes e os controlos adequados como modelos ex vivo tornou-se uma ferramenta de investigação valiosa, se ressalvas potenciais são considerados. Outros que imortalizaram, modelos de células bastante artificial, fibroblastos primários de pacientes portadores de doença mutações associadas aparentemente refletem importantes características patológicas of a doença humana. Aqui nós delinear o processo de realização das biópsias da pele, f ibroblastos humanos de cultura e meio de protocolos detalhados para técnicas microscópicas essenciais para definir fenótipos mitocondriais. Estas foram utilizadas para investigar as diferentes características associadas à DP que são relevantes para a função mitocondrial e dinâmica. Ex vivo, as mitocôndrias podem ser analisados ​​em termos da sua função, morfologia, colocalização com lisossomas (os organelos degradante mitocôndrias disfuncionais) e através da via de degradação lisossómica . Estes fenótipos são muito relevantes para a identificação de sinais precoces de PD e pode preceder os sintomas motores da doença clínica em humanos do gene-transportadoras. Assim, os ensaios aqui apresentados podem ser utilizados como ferramentas valiosas para identificar as características patológicas da neurodegeneração e ajudar a definir novas estratégias terapêuticas na doença de Parkinson.

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

Fibroblastos de pacientes portadores de mutações no causadores de doenças de Parkinson genes representam um facilmente acessível<em&gt; Ex vivo</em&gt; Modelo para estudar doenças associadas fenótipos. Imagens de células vivas dá a oportunidade de estudar os parâmetros morfológicos e funcionais nas células vivas. Aqui, descrevemos a preparação de fibroblastos humanos e monitorização subsequente de fenótipos mitocondriais.

A utilização de recursos primários fibroblastos humanos de Monitoramento Fenótipos mitocondriais no Campo da Doença de 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

Geração Experimental de Carcinoma Associado fibroblastos (FAC) de Fibroblastos Humanos mamária

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

Medicina

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

Desenvolvimento de um Unilateralmente-lesionadas modelo de rato 6-OHDA da Doença de 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

Espectrometria de Massa MALDI imagem de neuropeptídeos na Doença de 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

Pele da biópsia Explant Cultura para Derivação de primárias fibroblastos humanos

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 de Oligómeros PrP solúveis e insolúveis no cérebro humano normal

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

Transplante ortotópico de aorta em camundongos para o Estudo da Doença Vascular

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

Modelos de interação gene-ambiente para desmasca mecanismos de suscetibilidade na doença de 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

Controlar a doença de Parkinson com Adaptive Estimulação Cerebral Profunda

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

Desenvolver Neuroimagem fenótipos da rede de modo padrão no TEPT: Integrando o estado de repouso, Memória de Trabalho e Conectividade Estrutural

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

Uso de ultra-alta MRI campo em pequeno roedor modelos de doença renal policística para<em&gt; In Vivo</em&gt; Fenotipagem 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 ...