Name: detecting anastasis in vivo by caspasetracker biosensor
Uploaded: 2018-02-01T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Detecting Anastasis In Vivo by CaspaseTracker Biosensor at JoVE.com

Wir danken Darren Obbard für Drosophila Bild in Abbildung 3 und video Manuskript; J. Marie Hardwick, Wade Gibson und Heather M. Lamb für wertvolle Diskussion dieser Handschrift. Diese Arbeit wurde unterstützt durch einen Sir Edward Youde Memorial Fellowship (H.L.T.), Dr. Walter Szeto Memorial Scholarship (H.L.T.), Fulbright gewähren 007-2009 (H.L.T.), Life Science Research Foundation Fellowship (H.L.T.) und NCI K22 gewähren CA204458 (H.L.T.). Ho Lam Tang war ein Shurl und Kay Curci Foundation Fellow der Life Sciences Research Foundation (2014-2017).

(1) Vorbereitung der CaspaseTracker Biosensor fliegen
<ol><li>Betäuben Sie fliegen mit CO2zu, und verwenden Sie einen Pinsel, 7-10 Caspase-Sensitive Gal4 (DQVD)19 jungfräulichen Weibchen und 7 bis 10 G-Spur53 Gal4 Reporter junge männliche fliegen (oder umgekehrt) in der gleichen Flasche mit fliegen Essen und frische Hefe Paste übertragen. Hinweis: Kreuz von Caspase-Sensitive (DQVD) Gal4 und G-Spur fliegen erzeugt CaspaseTracker Nachkomme...

Das CaspaseTracker dual Biosensor-System ist ein neuartiges und einzigartiges Werkzeug, das ermöglicht die Erkennung von den vergangenen oder laufenden Caspase-Aktivität und Verfolgung von Zellen, die Zelle Tod rückgängig gemacht haben verarbeiten und Überleben nach Caspase-Aktivität in Vivozu erleben. Während traditionell Caspase-Aktivität als ein Markenzeichen der Apoptose angenommen hat, zeigen wachsende Untersuchungen, dass-apoptotische Caspase-Aktivität mögliche Ro...

Programmierten Zelltod, z. B. Apoptose, spielt eine wesentliche Rolle in der embryonalen Entwicklung und normale Homöostase durch den Wegfall von unerwünschter, verletzter oder gefährliche Zellen in mehrzelligen Organismen1,2,3. Der Verlust des Gleichgewichts zwischen Zelle Tod und überleben kann zu fatalen Folgen wie Krebs, Herzversagen, Autoimmunität und Degeneration4,5,6,7,8führen. Aktivierung des Henkers, die Caspasen traditionell als der "Point Of No Return" Apoptose9,10,11, als es betrachtet löst schnelle und massive zellulären Abriss12, 13,14,15,16. Anspruchsvolle dieses allgemeinen Dogma, haben wir bewiesen, kultivierten sterbenden primäre Zellen und Krebszellen nicht nur nach Aktivierung der Caspase, sondern auch folgende wichtige Zelle Tod Kennzeichen einschließlich der Plasmamembran Blebbing, Schrumpfung der Zelle wiederherstellen zu können, mitochondriale Fragmentierung, Freisetzung von mitochondrialen Cytochrom c in das Zytosol, nukleare und Chromatin Kondensation, DNA-Schäden, nukleare Fragmentierung, Zelle Oberfläche Exposition von Phosphatidylserin (PS) und Bildung von apoptotischen Körper 17 , 18 , 19 , 20 , 21. schlagen wir die Anastasis ist eine innere Zelle Erholung Phänomen, wie sterbende Zellen nach Entfernung der Zelle Tod Reize17,18,19,20, erholen können 21. wir prägte den Begriff "Anastasis" (Αναστάσης)18, was bedeutet "steigt zum Leben" in griechischer Sprache, zu dieser unerwarteten Zelle Erholung Phänomen zu beschreiben. Unsere Beobachtung der Anastasis wird weiter unterstützt durch unabhängige Studien, die zeigen auch Erholung der Zellen nach Phosphatidylserin Externalisierung22,23,24, mitochondriale begrenzte äußeren Membran Permeabilisierung25, Aktivierung der gemischte Abstammung Kinase-wie (MLKL) und Zelle Schrumpfung26.
Charakterisierung der Mechanismen zur Regulierung der Anastasis wird Paradigma-Verschiebung physiologische, pathologische und therapeutische Konsequenzen haben. Anastasis könnte einen bisher unbekannten zellschützenden Mechanismus zu retten oder bewahren wichtige postmitotischen Zellen und Gewebe, die schwer zu ersetzen sind, und möglicherweise Konto für Herzinsuffizienz Umkehrung von ventrikulären entladen mit Links ventrikulären darstellen unterstützen Sie Geräte (LVAD)27,28, Wiederherstellung der Sehzellen nach vorübergehender Exposition von übermäßigen hellen29,30,31, oder Reparatur von Neuronen nach Gehirn Verletzungen32. Wenn ja, Förderung der Anastasis Zell- und Erholung verbessern könnte. Umgekehrt könnte Anastasis eine unerwartete Flucht Taktik zu Zelle Tod-induzierenden Therapie verursacht Krebs Wiederauftreten17,18Überleben von Krebszellen verwendet werden. Deshalb unterdrücken Anastasis im sterben Krebszellen während und nach Behandlung von Krebs könnte eine neuartige therapeutische Strategie, Krebs zu heilen, durch ihren Rückfall zu verhindern.
Während des Prozesses der Anastasis haben wir festgestellt, dass einige wiederhergestellten Zellen erworben dauerhafte genetische Veränderungen und unterzog sich onkogenen Transformation, wahrscheinlich aufgrund von DNA-Schäden entstehen während der Apoptose18,20,21 . Umkehrung des Prozesses der Tod von DNA-beschädigte Zellen könnte ein Mechanismus der Tumorgenese, potenziell zugrunde liegt die Beobachtung, die Gewebeverletzung wiederholt erhöht das Risiko von Krebs in einer Vielzahl von Geweben, wie z. B. chronische thermische Schädigung in der Speiseröhre induziert durch den Verzehr von sehr heißen Getränken33,34,35, Leberschäden durch Alkoholismus36,37, Tumor-Evolution nach genotoxische Krebs Therapie38, 39,40und die Entwicklung von Neuerkrankungen von normalen Zellen, die in den Pausen zwischen den Zyklen der Anti-Krebs-Therapie41,42,43,44 entstehen . Wenn "true", könnte targeting Anastasis verhaften Krebsentstehung und Progression oder verhindern. Wir haben festgestellt, dass Hunger-induzierte sterbenden Keimzellen Anastasis erneut zugeführt werden, Drosophila19unterziehen.  Wenn Anastasis in Keimzellen mit DNA-Schädigung auftritt, könnte es sein, entfallen die Beobachtung, die Umweltbelastungen verlängert Entwicklung genetischer Erkrankungen fördert. Z. B. zur Hungersnöte Entwicklung der transgenerationalen vererbbare Krankheiten wie Diabetes und koronare Herzkrankheiten45. Daher könnten Verständnis Anastasis Strategien zur Prävention von vererbbaren Krankheiten, die durch diesen möglichen Mechanismus zu entwickeln.
Um die Entdeckung der Anastasis zu nutzen und zu lenken, innovative Therapien zu entwickeln, ist es wichtig, die Ursache und Folge der Anastasis mit lebenden Tieren zu studieren. Jedoch ist es technisch schwierig zu identifizieren und verfolgen Anastatic Zellen in Vivo, da die Zellen, die Zelle Todesprozess erholt morphologisch nicht zu unterscheiden von normalen gesunden Zellen erscheinen, und es keine Biomarker der Anastasis gibt identifiziert noch17,18,21. Um diese Probleme anzugehen, haben wir vor kurzem entwickelt eine neue in-Vivo Caspase Biosensor bezeichnet "CaspaseTracker"19, zu identifizieren und verfolgen von Zellen, die Apoptose nach Caspase Aktivierung19,46, überleben die Markenzeichen der Apoptose10,14. Unterscheidet sie von der "Echtzeit" Caspase-Biosensoren wie SCAT12,47, Apoliner48, CA-GFP49, ApoAlert18,50, C3AIs51 und iCasper52 erkennen, dass andauernde Caspase-Aktivität, der CaspaseTracker-Biosensor zusätzlich bietet die Möglichkeit, dauerhaft Zellen diese ausdrückliche Caspase-Aktivität sogar vorübergehend beschriften. Der CaspaseTracker-Biosensor ermöglicht somit, langfristige Verfolgung von Anastasis nach Umkehr der Caspase-vermittelte Zelle Tod Prozess in Vivo.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1024">
	
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">CONSUMABLES AND REAGENTS</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td style="width:297px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Vectashield mounting medium</td>
			<td style="width:229px;">Vector Products</td>
			<td style="width:225px;">H-1000</td>
			<td>Antifade mounting medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vectashield mounting medium (with DAPI)</td>
			<td style="width:229px;">Vector Products</td>
			<td style="width:225px;">H-1200</td>
			<td>Antifade mounting medium with DAPI</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Forceps</td>
			<td style="width:229px;">Ted Pella</td>
			<td style="width:225px;">#505 (110mm, #5)</td>
			<td>Dumont tweezer biology grade, stainless steel</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hanging Drop Slides</td>
			<td style="width:229px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:225px;">12-565B</td>
			<td>Glass slides</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hoechst 33342</td>
			<td style="width:229px;">Molecular Probes</td>
			<td style="width:225px;">H1399</td>
			<td>DNA stain</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mitotracker Red CMXRos&#160;</td>
			<td style="width:229px;">Molecular Probes</td>
			<td style="width:225px;">M-7512</td>
			<td>Mitochondria stain</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Cleaved caspase-3 (Asp175) antibody</td>
			<td style="width:229px;">Cell Signaling Technology</td>
			<td style="width:225px;">#9661</td>
			<td>Stain for active fragment of caspase-3</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Bovine Serum Albumin (BAS)</td>
			<td style="width:229px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">A8806</td>
			<td>Blocking agent for immunostaining</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Phosphate Buffered Saline&#160;</td>
			<td style="width:229px;">VWR</td>
			<td style="width:225px;">114-056-101</td>
			<td>Medium for washing and immunostaining</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Triton&#8482; X-100</td>
			<td style="width:229px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">T8787</td>
			<td>Detergent for cell permeabilization</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Name</td>
			<td style="width:229px;">Company</td>
			<td style="width:225px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">EQUIPMENT</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">LSM780 confocal microscope</td>
			<td style="width:229px;">Carl Zeiss</td>
			<td style="width:225px;">N/A</td>
			<td>Imaging</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Carl Zeiss Stereomicroscope Stemi 2000&#160;</td>
			<td style="width:229px;">Carl Zeiss</td>
			<td style="width:225px;">N/A</td>
			<td>Drosophila dissection</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">AmScope Fiber Optic Dual Gooseneck Microscope Illuminator, 150W</td>
			<td style="width:229px;">AmScope</td>
			<td style="width:225px;">WBM99316&#160;</td>
			<td>Light source</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

detecting anastasis in vivo by caspasetracker biosensor

Anastasis (griechisch für "Rising zum Leben") ist ein vor kurzem entdeckten Zelle Erholung Phänomen, wobei Zellen sterben Tod Spätstadium Zellprozesse rückgängig machen kann, die in der Regel angenommen werden, per se nicht rückgängig gemacht werden. Förderung der Anastasis Körperverletzungen im Prinzip Rettungs- oder Konserve Zellen, die schwer zu ersetzen, wie Kardiomyozyten oder Nervenzellen, wodurch Gewebe Erholung sind. Umgekehrt kann unterdrücken Anastasis in Krebszellen die Apoptose nach Anti-Krebs-Therapien unterziehen Krebs Zelltod zu gewährleisten und reduzieren die Wahrscheinlichkeit eines erneuten Auftretens. Allerdings haben diese Studien behindert wurde, durch den Mangel an Tools für die Verfolgung des Schicksals der Zellen, die Anastasis mit lebenden Tieren zu unterziehen. Die Herausforderung ist es, die Zellen zu identifizieren, die die Zelle Tod trotz ihrer morphologisch normale Erscheinung nach der Wiederherstellung rückgängig gemacht haben. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, haben wir entwickelt, Drosophila und Säugetieren CaspaseTracker-Biosensor-Systeme, die erkennen und dauerhaft zu verfolgen, die Anastatic Zellen in Vitro oder in Vivo. Hier präsentieren wir Ihnen in-Vivo -Protokolle für die Erzeugung und Nutzung von das CaspaseTracker dual Biosensor-System zu erkennen und verfolgen Anastasis in Drosophila Melanogaster nach vorübergehenden Aussetzung zu Zelle Tod Reize. Während konventionelle Biosensoren und Protokolle Zellen aktiv durchmachenden apoptotischen Zelltod beschriften können, der CaspaseTracker-Biosensor kann dauerhaft beschriften, Zellen, die nach der Aktivierung der Caspase - ein Markenzeichen der Spätphase Apoptose, erholt haben und gleichzeitig aktive apoptotische Prozesse zu identifizieren. Dieser Biosensor kann auch die Erholung der Zellen aufspüren, die andere Formen des Zelltods versucht, die direkt oder indirekt Caspase-Aktivität beteiligt. Daher ist dieses Protokoll ermöglicht es uns, kontinuierlich verfolgen das Schicksal dieser Zellen und deren Nachkommen, die Erleichterung der Zukunftsforschung der biologischen Funktionen, molekulare Mechanismen, physiologischen und pathologischen folgen und therapeutische Implikationen der Anastasis. Wir diskutieren auch die entsprechenden Steuerelemente, um Zellen zu unterscheiden, die Anastasis von denen zu unterziehen, die nicht-apoptotische Caspase-Aktivität in Vivoanzeigen.

Time-Lapse live Zelle Mikroskopie eine zuverlässige Methode, um Trakt Anastasis in kultivierten Zellen20ist, ist es schwierig zu identifizieren welche Zellen Anastasis bei Tieren, unterzogen wurden, da die wiederhergestellten Zellen morphologisch nicht zu unterscheiden scheinen aus normalen gesunden Zellen, die nicht Zelltod versucht haben. Z. B. anzeigen menschliche Gebärmutterhalskrebs HeLa-Zellen morphologische Kennzeichen der Apoptose1,2</...

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Detecting Anastasis In Vivo by CaspaseTracker Biosensor

Anastasis ist technisch anspruchsvoll, um in Vivo zu erkennen, da die Zellen, die der Zelle Todesprozess umgekehrt haben morphologisch nicht zu unterscheiden von normalen gesunden Zellen sein können. Hier beschreiben wir Protokolle für die Erkennung und Verfolgung von Zellen, die Anastasis mit lebenden Tieren zu unterziehen, durch den Einsatz unserer neu entwickelten in Vivo -CaspaseTracker-Biosensor-System.

Erkennung von Anastasis In Vivo durch CaspaseTracker Biosensor

Anastasis (Greek for &#8220;rising to life&#8221;) is a recently discovered cell recovery phenomenon whereby dying cells can reverse late-stage cell death ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Detecting Anastasis In Vivo by CaspaseTracker Biosensor

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