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 trabajo fue apoyado por becas de la Fundación Fritz Thyssen (10.11.2.153 a RK), el Consejo Alemán de Investigación (DFG, KR2119/3-2 y KR2119/8-1 a RK), el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF , NGFNplus; 01GS08134 a RK) y por una beca doctoral de la Fundación Hertie caridad [a LFB]. Damos las gracias a Carolin Obermaier y Westermeier Julia por su apoyo durante la filmación del video.

1. Biopsia de la Piel y el cultivo de fibroblastos humanos <ol><li> La biopsia de piel tiene que ser tomada por un médico experimentado. El procedimiento se lleva a cabo bajo condiciones estériles y se requiere anestesia local. Los sitios típicos para biopsia son el lado interior de la parte superior del brazo, hombro o espalda baja. </li><li> Usted puede tomar muestras diámetro 4x4mm 6x6mm o por biopsia por punción para obtener suficiente tejido para cultivo de fibroblastos humanos. </li><li> Cortar la biopsia d...

<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 de la piel del paciente como modelos ex vivo representan una herramienta importante para caracterizar la enfermedad asociada a defectos genéticos. Además, la piel derivados de fibroblastos son fácilmente accesibles y se pueden expandir en cultivo. Por lo tanto, las células primarios obtenidos de pacientes portadores de PD asociadas a mutaciones genéticas son preferibles a la utilización de líneas de células tumorales, ya que contienen no sólo el endógeno gen causante de enfermedad, pero t...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre de reactivo </td><td> Empresa </td><td> Catálogo no. </td></tr><tr><td> Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 </td><td> Invitrogen </td><td> 52400-025 </td></tr><tr><td> Medio RPMI 1640, sin rojo de fenol </td><td> Invitrogen </td><td> 11835-063 </td></tr><tr><td> Dulbecco salina tamponada con fosfato (DPBS) </td><td> Invitrogen </td><td> 14190-094 </td></tr><tr><td> Factor de crecimiento de fibroblastos 2 (FGF2) </td><td> PeproTech </td><td> 100-18B </td></tr><tr><td> AccuMax (solución desapego) </td><td> PAA </td><td> L11-008 </td></tr><tr><td> Lab-TekTMII de cámara cubres </td><td> Nalge Nunc Internacional </td><td> 115382 </td></tr><tr><td> Tetramethylrodamine etil éster (TMRE) </td><td> Invitrogen </td><td> T-669 </td></tr><tr><td> Mitotracker Green 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 NOM-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> Tabla 1. Reactivos y equipos específicos.

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

Enfermedad de Parkinson (EP) es el segundo trastorno del movimiento más común y afecta a 1% de las personas mayores de 60 1. Debido a que el envejecimiento es el factor de riesgo más importante, los casos de PD aumentará durante las próximas décadas 2. Al lado de plegamiento de proteínas patológicas y deteriorados vías de degradación de proteínas, alteraciones de la función mitocondrial y la morfología fueron señalados como sello distintivo adicional de la neurodegeneración en la EP 3-11. Después de años de investigación en células de cáncer murino y humano como en modelos in vitro para diseccionar las vías moleculares de parkinsonismo, el uso de fibroblastos humanos de pacientes y controles apropiados como modelos ex vivo se ha convertido en una valiosa herramienta de investigación, si se consideran posibles salvedades. Aparte de modelos celulares inmortalizadas, más bien artificiales, fibroblastos primarios de los pacientes portadores de enfermedades asociadas a mutaciones aparentemente reflejan importantes características patológicas of la enfermedad humana. Aquí delinear el procedimiento de toma de biopsias de piel, los fibroblastos humanos cultivo y el uso de protocolos detallados para esenciales técnicas microscópicas para definir los fenotipos mitocondriales. Estos fueron usados ​​para investigar las características diferentes asociados con la EP que son relevantes para la función mitocondrial y la dinámica. Ex vivo, las mitocondrias pueden ser analizadas en términos de su función, la morfología, la colocalización con lisosomas (los orgánulos degradantes mitocondrias disfuncionales) y la degradación a través de la vía lisosomal . Estos fenotipos son altamente relevantes para la identificación de los signos iniciales de la EP y puede preceder a los síntomas clínicos de motor en genes humanos portadores de enfermedades. Por lo tanto, los ensayos presentados aquí pueden ser utilizados como herramientas valiosas para identificar las características patológicas de la neurodegeneración y ayudar a definir nuevas estrategias terapéuticas en la EP.

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

Los fibroblastos de pacientes portadores de mutaciones causantes de la enfermedad en el Parkinson genes representan un fácil acceso<em&gt; Ex vivo</emModelo&gt; para estudiar las enfermedades asociadas a fenotipos. Imágenes de células vivas da la oportunidad de estudiar los parámetros morfológicos y funcionales en las células vivas. Aquí se describe la preparación de fibroblastos humanos y posterior seguimiento de fenotipos mitocondriales.

El uso de fibroblastos humanos primarios para la Supervisión de fenotipos mitocondriales en el campo de la enfermedad 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

Generación experimental de carcinoma asociada a los fibroblastos (CAF) a partir de fibroblastos humanos mamarios

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

Investigación

Medicina

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

Desarrollo de una manera unilateral-lesionado 6-OHDA modelo de ratón de la enfermedad 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

Imagen de Espectrometría de Masas MALDI de neuropéptidos en la enfermedad 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

Piel biopsia en sacabocados explante cultura para Derivación de fibroblastos humanos primarios

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

Aislamiento de oligómeros de PrP soluble e insoluble en el cerebro 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

El trasplante ortotópico aórtica en los ratones para el Estudio de la Enfermedad 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 Interacción Gen-Ambiente Para Desenmascarar Los Mecanismos De Susceptibilidad En La Enfermedad 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

El control de la enfermedad de Parkinson con Adaptive estimulación 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

El desarrollo de Neuroimagen fenotipos del modo de red por defecto en el TEPT: Integrando el estado de reposo, la memoria de trabajo, y la conectividad estructural

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

El uso de ultra-alta MRI Field en Modelos pequeño roedor de la enfermedad renal poliquística para<em&gt; En Vivo</em&gt; Fenotipificación de Drogas y Vigilancia

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