Name: mitoception: transferring isolated human msc mitochondria to glioblastoma stem cells
Uploaded: 2017-02-22T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about MitoCeption: Transferring Isolated Human MSC Mitochondria to Glioblastoma Stem Cells at JoVE.com

Wir danken Andrea Parmeggiani (L2C und DIMNP, Montpellier), Benoit Charlot (IES, Montpellier) sowie Mitglieder des Labors für hilfreiche Diskussionen, Christophe Duperray für die Hilfe bei der FACS-Analyse, die Montpellier RIO Imaging Facility (MRT) für die Bereitstellung von eine angemessene Umgebung für FACS und konfokale Mikroskopie. BNM wurde durch ein Graduiertenstipendium von der LABEX Numev (convention ANR-10-LABX-20) unterstützt. AB von einem Bachelor-Stipendium der Universität Warschau und der Europäischen Union unterstützt wurde (n POKL.04.01.02-00-221 / 12 °). MLV ist ein wissenschaftlicher Mitarbeiter vom Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS).

Tag 1 1. Markieren des mesenchymalen Stammzelle (MSC) Mitochondria (Optional) <ol><li> Zwei Tage vor der Mitochondrien Präparation, Samen humane MSCs in einer 100 mm Kulturschale in 10 ml &amp; agr; MEM / 10% FBS, um bis 4 haben x 10 5 MSCs in Kultur am Tag 1. </li><li> Spülen Sie MSCs mit PBS (4 ml) und 4 ml &amp; agr; MEM / FBS 1% (vorgewärmt auf 37 ° C). </li><li> Fügen Sie die erforderliche Menge an Mitochondrien Vitalfarbstoff und inkubieren Zellen für 30 Minuten im 37 ?...

<ol>
	<li>Vafai, S. B., Mootha, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+disorders+as+windows+into+an+ancient+organelle.">Mitochondrial disorders as windows into an ancient organelle.</a> Nature. 491 (7424), 374-383 (2012).</li><li>Nunnari, J., Suomalainen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondria:+in+sickness+and+in+health.">Mitochondria: in sickness and in health.</a> Cell. 148 (6), 1145-1159 (2012).</li><li>Chandel, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondria+as+signaling+organelles.">Mitochondria as signaling organelles.</a> BMC Biol. 12 (1), 34 (2014).</li><li>Schulze, A., Harris, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+cancer+metabolism+is+tuned+for+proliferation+and+vulnerable+to+disruption.">How cancer metabolism is tuned for proliferation and vulnerable to disruption.</a> Nature. 491 (7424), 364-373 (2012).</li><li>Peiris-Pages, M., Martinez-Outschoorn, U. E., Pestell, R. G., Sotgia, F., Lisanti, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+stem+cell+metabolism.">Cancer stem cell metabolism.</a> Breast Cancer Res. 18 (1), 55 (2016).</li><li>LeBleu, V. S., 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=PGC-1alpha+mediates+mitochondrial+biogenesis+and+oxidative+phosphorylation+in+cancer+cells+to+promote+metastasis.">PGC-1alpha mediates mitochondrial biogenesis and oxidative phosphorylation in cancer cells to promote metastasis.</a> Nat Cell Biol. 16 (10), 992-1003 (2014).</li><li>Liu, S., Feng, M., Guan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+DNA+sensing+by+STING+signaling+participates+in+inflammation,+cancer+and+beyond.">Mitochondrial DNA sensing by STING signaling participates in inflammation, cancer and beyond.</a> Int J Cancer. 139 (4), 736-741 (2016).</li><li>Islam, M. N., 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=Mitochondrial+transfer+from+bone-marrow-derived+stromal+cells+to+pulmonary+alveoli+protects+against+acute+lung+injury.">Mitochondrial transfer from bone-marrow-derived stromal cells to pulmonary alveoli protects against acute lung injury.</a> Nat Med. 18 (5), 759-765 (2012).</li><li>Pasquier, 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=Preferential+transfer+of+mitochondria+from+endothelial+to+cancer+cells+through+tunneling+nanotubes+modulates+chemoresistance.">Preferential transfer of mitochondria from endothelial to cancer cells through tunneling nanotubes modulates chemoresistance.</a> J Transl Med. 11, 94 (2013).</li><li>Plotnikov, E. Y., Khryapenkova, T. G., Galkina, S. I., Sukhikh, G. T., Zorov, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytoplasm+and+organelle+transfer+between+mesenchymal+multipotent+stromal+cells+and+renal+tubular+cells+in+co-culture.">Cytoplasm and organelle transfer between mesenchymal multipotent stromal cells and renal tubular cells in co-culture.</a> Exp Cell Res. 316 (15), 2447-2455 (2010).</li><li>Spees, J. L., Olson, S. D., Whitney, M. J., Prockop, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+transfer+between+cells+can+rescue+aerobic+respiration.">Mitochondrial transfer between cells can rescue aerobic respiration.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 103 (5), 1283-1288 (2006).</li><li>Liu, K., 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=Mesenchymal+stem+cells+rescue+injured+endothelial+cells+in+an+in+vitro+ischemia-reperfusion+model+via+tunneling+nanotube+like+structure-mediated+mitochondrial+transfer.">Mesenchymal stem cells rescue injured endothelial cells in an in vitro ischemia-reperfusion model via tunneling nanotube like structure-mediated mitochondrial transfer.</a> Microvasc Res. 92, 10-18 (2014).</li><li>Bukoreshtliev, N. V., 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=Selective+block+of+tunneling+nanotube+(TNT)+formation+inhibits+intercellular+organelle+transfer+between+PC12+cells.">Selective block of tunneling nanotube (TNT) formation inhibits intercellular organelle transfer between PC12 cells.</a> FEBS Lett. 583 (9), 1481-1488 (2009).</li><li>Gurke, S., 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=Tunneling+nanotube+(TNT)-like+structures+facilitate+a+constitutive,+actomyosin-dependent+exchange+of+endocytic+organelles+between+normal+rat+kidney+cells.">Tunneling nanotube (TNT)-like structures facilitate a constitutive, actomyosin-dependent exchange of endocytic organelles between normal rat kidney cells.</a> Exp Cell Res. 314 (20), 3669-3683 (2008).</li><li>Vallabhaneni, K. C., Haller, H., Dumler, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+smooth+muscle+cells+initiate+proliferation+of+mesenchymal+stem+cells+by+mitochondrial+transfer+via+tunneling+nanotubes.">Vascular smooth muscle cells initiate proliferation of mesenchymal stem cells by mitochondrial transfer via tunneling nanotubes.</a> Stem Cells Dev. 21 (17), 3104-3113 (2012).</li><li>Wang, X., Gerdes, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transfer+of+mitochondria+via+tunneling+nanotubes+rescues+apoptotic+PC12+cells.">Transfer of mitochondria via tunneling nanotubes rescues apoptotic PC12 cells.</a> Cell Death Differ. 22 (7), 1181-1191 (2015).</li><li>Plotnikov, E. Y., 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=Cell-to-cell+cross-talk+between+mesenchymal+stem+cells+and+cardiomyocytes+in+co-culture.">Cell-to-cell cross-talk between mesenchymal stem cells and cardiomyocytes in co-culture.</a> J Cell Mol Med. 12 (5A), 1622-1631 (2008).</li><li>Acquistapace, 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=Human+mesenchymal+stem+cells+reprogram+adult+cardiomyocytes+toward+a+progenitor-like+state+through+partial+cell+fusion+and+mitochondria+transfer.">Human mesenchymal stem cells reprogram adult cardiomyocytes toward a progenitor-like state through partial cell fusion and mitochondria transfer.</a> Stem Cells. 29 (5), 812-824 (2011).</li><li>Hase, K., 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=M-Sec+promotes+membrane+nanotube+formation+by+interacting+with+Ral+and+the+exocyst+complex.">M-Sec promotes membrane nanotube formation by interacting with Ral and the exocyst complex.</a> Nat Cell Biol. 11 (12), 1427-1432 (2009).</li><li>Phinney, D. G., 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=Mesenchymal+stem+cells+use+extracellular+vesicles+to+outsource+mitophagy+and+shuttle+microRNAs.">Mesenchymal stem cells use extracellular vesicles to outsource mitophagy and shuttle microRNAs.</a> Nat Commun. 6, 8472 (2015).</li><li>Ahmad, T., 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=Miro1+regulates+intercellular+mitochondrial+transport+&amp;+enhances+mesenchymal+stem+cell+rescue+efficacy.">Miro1 regulates intercellular mitochondrial transport &amp; enhances mesenchymal stem cell rescue efficacy.</a> Embo J. 33 (9), 994-1010 (2014).</li><li>Zhang, Y., 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=iPSC-MSCs+with+High+Intrinsic+MIRO1+and+Sensitivity+to+TNF-a+Yield+Efficacious+Mitochondrial+Transfer+to+Rescue+Anthracycline-Induced+Cardiomyopathy.">iPSC-MSCs with High Intrinsic MIRO1 and Sensitivity to TNF-a Yield Efficacious Mitochondrial Transfer to Rescue Anthracycline-Induced Cardiomyopathy.</a> Stem Cell Reports. 7 (4), 749-763 (2016).</li><li>Takeda, K., 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=Influence+of+intergeneric/interspecies+mitochondrial+injection;+parthenogenetic+development+of+bovine+oocytes+after+injection+of+mitochondria+derived+from+somatic+cells.">Influence of intergeneric/interspecies mitochondrial injection; parthenogenetic development of bovine oocytes after injection of mitochondria derived from somatic cells.</a> J Reprod Dev. 58 (3), 323-329 (2012).</li><li>Takeda, K., 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=Microinjection+of+cytoplasm+or+mitochondria+derived+from+somatic+cells+affects+parthenogenetic+development+of+murine+oocytes.">Microinjection of cytoplasm or mitochondria derived from somatic cells affects parthenogenetic development of murine oocytes.</a> Biol Reprod. 72 (6), 1397-1404 (2005).</li><li>Van Blerkom, J., Sinclair, J., Davis, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+transfer+between+oocytes:+potential+applications+of+mitochondrial+donation+and+the+issue+of+heteroplasmy.">Mitochondrial transfer between oocytes: potential applications of mitochondrial donation and the issue of heteroplasmy.</a> Hum Reprod. 13 (10), 2857-2868 (1998).</li><li>Ishikawa, K., 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=ROS-generating+mitochondrial+DNA+mutations+can+regulate+tumor+cell+metastasis.">ROS-generating mitochondrial DNA mutations can regulate tumor cell metastasis.</a> Science. 320 (5876), 661-664 (2008).</li><li>Kaipparettu, B. A., Ma, Y., Wong, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+effects+of+cancer+mitochondria+on+energy+metabolism+and+tumorigenesis:+utility+of+transmitochondrial+cybrids.">Functional effects of cancer mitochondria on energy metabolism and tumorigenesis: utility of transmitochondrial cybrids.</a> Ann N Y Acad Sci. 1201, 137-146 (2010).</li><li>Wu, T. H., 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=Mitochondrial+Transfer+by+Photothermal+Nanoblade+Restores+Metabolite+Profile+in+Mammalian+Cells.">Mitochondrial Transfer by Photothermal Nanoblade Restores Metabolite Profile in Mammalian Cells.</a> Cell Metab. 23 (5), 921-929 (2016).</li><li>Masuzawa, 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=Transplantation+of+autologously+derived+mitochondria+protects+the+heart+from+ischemia-reperfusion+injury.">Transplantation of autologously derived mitochondria protects the heart from ischemia-reperfusion injury.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 304 (7), H966-H982 (2013).</li><li>Kitani, T., 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=Direct+human+mitochondrial+transfer:+a+novel+concept+based+on+the+endosymbiotic+theory.">Direct human mitochondrial transfer: a novel concept based on the endosymbiotic theory.</a> Transplant Proc. 46 (4), 1233-1236 (2014).</li><li>Caicedo, 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=MitoCeption+as+a+new+tool+to+assess+the+effects+of+mesenchymal+stem/stromal+cell+mitochondria+on+cancer+cell+metabolism+and+function.">MitoCeption as a new tool to assess the effects of mesenchymal stem/stromal cell mitochondria on cancer cell metabolism and function.</a> Sci Rep. 5, 9073 (2015).</li><li>Kesner, E. E., Saada-Reich, A., Lorberboum-Galski, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+Mitochondrial+Transformation+into+Human+Cells.">Characteristics of Mitochondrial Transformation into Human Cells.</a> Sci Rep. 6, 26057 (2016).</li><li>Lathia, J. D., Mack, S. C., Mulkearns-Hubert, E. E., Valentim, C. L., Rich, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+stem+cells+in+glioblastoma.">Cancer stem cells in glioblastoma.</a> Genes Dev. 29 (12), 1203-1217 (2015).</li><li>Osswald, M., 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=Brain+tumour+cells+interconnect+to+a+functional+and+resistant+network.">Brain tumour cells interconnect to a functional and resistant network.</a> Nature. 528 (7580), 93-98 (2015).</li><li>Shinojima, N., 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=TGF-beta+mediates+homing+of+bone+marrow-derived+human+mesenchymal+stem+cells+to+glioma+stem+cells.">TGF-beta mediates homing of bone marrow-derived human mesenchymal stem cells to glioma stem cells.</a> Cancer Res. 73 (7), 2333-2344 (2013).</li><li>Velpula, K. K., Dasari, V. R., Rao, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+homing+of+human+cord+blood+stem+cells+to+sites+of+inflammation:+unfolding+mysteries+of+a+novel+therapeutic+paradigm+for+glioblastoma+multiforme.">The homing of human cord blood stem cells to sites of inflammation: unfolding mysteries of a novel therapeutic paradigm for glioblastoma multiforme.</a> Cell Cycle. 11 (12), 2303-2313 (2012).</li><li>Guichet, P. O., 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=Cell+death+and+neuronal+differentiation+of+glioblastoma+stem-like+cells+induced+by+neurogenic+transcription+factors.">Cell death and neuronal differentiation of glioblastoma stem-like cells induced by neurogenic transcription factors.</a> Glia. 61 (2), 225-239 (2013).</li><li>Lyons, E. A., Scheible, M. K., Sturk-Andreaggi, K., Irwin, J. A., Just, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high-throughput+Sanger+strategy+for+human+mitochondrial+genome+sequencing.">A high-throughput Sanger strategy for human mitochondrial genome sequencing.</a> BMC Genomics. 14, 881 (2013).</li></ol>

Eine wachsende Zahl von Studien zeigen, dass Zellen, die Mitochondrien austauschen können, und dass diese Mitochondrien haben tiefgreifende Auswirkungen auf die Zielzellstoffwechsel und Funktionen. Daher ist es wichtig, die Werkzeuge, zu beherrschen, um quantitativ die Mitochondrien aus den Spenderzellen zu diesen Zielzellen übertragen, um eine genaue Untersuchung ihrer biologischen Wirkungen zu ermöglichen. Das hier beschriebene Protokoll wurde ursprünglich Mitochondrien zu übertragen ...

Mitochondrien sind Organellen in eukaryotischen Zellen zu finden, wo sie eine zentrale Rolle bei der Nährstoffaufnahme sowie in der Energie- und Stoffproduktion spielen. Diese Organellen enthalten Kreis mitochondriale DNA (mtDNA), 16,6 kb lang, die Proteine der Elektronentransportkette Komplexe, tRNAs und rRNAs 1 kodiert. Die Funktionalität dieser Organellen ist entscheidend für die Homöostase Zelle und mehreren Pathologien haben mit Mitochondrien - Dysfunktion 1, 2, 3 verbunden. Die Mitochondrien - Status hat , beispielsweise auf eine Entzündung, Infektionskrankheiten und Krebs in Verbindung gebracht worden, in diesem letzteren Fall mit Folgen für Metastasierung und Therapieresistenz 4, 5, 6, 7. Mitochondria zeigen die bemerkenswerte Fähigkeit von<html> Immer zwischen &quot;Spender&quot; und &quot;Ziel&quot; Zellen übertragen. Dies führt zu Änderungen im Energiestoffwechsel der Zielzellen sowie in andere funktionelle Modifikationen wie die Reparatur von Gewebe und Beständigkeit gegenüber chemotherapeutischen Mitteln, wie kürzlich von verschiedenen Laboratorien 8 gezeigt, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 , 16. Die humanen mesenchymalen Stammzellen (MSCs) zeigen diese Fähigkeit Mitochondrien zu einer Vielzahl von Zielzellen zu übertragen, einschließlich Kardiomyozyten, Endothelzellen, Lungen alveolaren Epithelzellen, renale tubuläre Zellen und Krebszellen, Änderungen der funktionellen Eigenschaften dieser Zellen führt 8,&gt; 9, 10, 12, 17, 18. Mitochondria Austausch erscheint nun als weit verbreiteter Mechanismus, der eine Reihe von verschiedenen Zelltypen ermöglicht, miteinander und ändern ihre biologischen Eigenschaften zu kommunizieren. Diese Mitochondrien Austausch kann Tunneling - Nanoröhrchen (TNT) Bildung kommen durch, an denen Connexin 43 enthaltenden gap junctions 8 oder M-Sec / TNFaip2 und die Exocyst Komplex 19. Alternativ wurde die Mitochondrien Übertragung auch durch Arrestin domain-containing protein 1-vermittelten Mikrovesikel (ARMMs) 20 vermittelt gezeigt werden. Interessanterweise wurde die Wirksamkeit der Mitochondrien Übertragung auf die Expressionsrate des Rho - GTPase 1 Miro1 21 verbunden ist , ein Schlüsselfaktor zur Erklärung der Unterschiede in den Mitochondrien Transfer Wirksamkeiten zwischen iPSC-MSCs und Erwachsenen BM-MSCs 22. Trotz dieser Vielzahl von Daten über Zell-zu-Zell-Mitochondrien Austausch wird relativ wenig über die metabolischen und biologischen Ergebnisse dieser Mitochondrien Übertragung bekannt. Daher voll es garantiert, dass die entsprechenden Tools einrichten, um vollständig die biologischen Wirkungen dieser Übertragung beurteilen. Im Laufe der Jahre auf mehrere technische Ansätze Mitochondrien von Spender zu Akzeptor-Zellen übertragen wurden vorgeschlagen. Dazu gehören die direkte Injektion von Mitochondrien in Oozyten 23, 24, 25, Zellfusion transmitochondrial cybrids 26, 27 zu erzeugen , und in jüngster Zeit , die Übertragung von isolierten Mitochondrien Lichtwärmeumsetzmaterial Verwendung nanoblades 28. Wir und andere haben bereits gezeigt, die Fähigkeit von isolierten mitochondria durch lebende Zellen internalisiert zu werden, sowohl in vitro als auch in vivo als beobachtet 29, 30, 31, durch Mechanismen vorgeschlagen Makropinozytose 32 einzubeziehen. Wir entwickelten außerdem ein Verfahren, genannt MitoCeption, quantitativ zu isolierten Mitochondrien übertragen (von MSCs) an die Zielzellen, wie mit dem (adhärenten) beispielhaft MDA-MB-231 Brustkrebszelllinie 31. Dieses Protokoll wurde hier für die Übertragung von isolierten humanen MSC Mitochondrien Glioblastom Stammzellen (GSCs) angepasst ist. Glioblastome sind aggressive bösartige Tumoren des Gehirns, die sich schnell auf die Behandlung resistent werden, vor allem wegen Glioblastom Stammzellen (GSC) , die innerhalb des Tumors 33. Diese GSCs wachsen als Neurosphären in vitro und erzeugen Tumoren in Xenotransplantatmodellen. Krebszellen innerhalb Glioblastom haben dieKapazitäts Zell-zu-Zell Verbindungen herzustellen, wie kürzlich für Astrozyten Gehirntumorzellen gezeigt , die Zwischenverbindung über erweiterte Mikroröhrchen, durch die Mitochondrien (sowie Calcium und Zellkerne) wandern kann, was zu einer Strahlentherapie festen Astrozytom Netzwerke 34. Glioblastom können viele verschiedene Zellen innerhalb der Tumor - Mikroumgebung rekrutieren, darunter MSCs 35, 36. Wir haben gezeigt, dass MSCs können Zell-Zell-Verbindungen mit GSCs in Co-Kultur machen und übertragen ihre Mitochondrien (Daten nicht gezeigt), die voraussichtlich GSC funktionelle Eigenschaften zu modifizieren. Das vorliegende Protokoll beschreibt, wie die MitoCeption Technik Mitochondrien, isoliert vorher aus menschlichen MSCs, die menschliche GSCs mit dem Zweck zu übertragen verwendet werden können, deren funktionelle biologische Ergebnis zu bestimmen. Die multi- und hoch tumorigenen Gb4 GSC Linie 37 wurde in dieser Studie verwendet.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Mitochondria Isolation Kit for Tissue&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>10579663</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-2 Supplement (100X)</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>11520536</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27 Supplement W/O VIT A (50X)</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>11500446</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS w/o Ca2+ w/o Mg2+</td>
			<td>&#160;Sigma</td>
			<td>H4385</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>poly Heme&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>P3932</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>aMEM w/o glutamine</td>
			<td>Ozyme</td>
			<td>BE12-169F</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM/F-12 without glutamine,&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>11540566</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine&#160;</td>
			<td>Invitrogen&#160;</td>
			<td>25030-024&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>G7021</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insuline&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>I 1882&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;Human&#160;bFGF&#160;</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>233-FB-025</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human EGF&#160;</td>
			<td>Peprotech&#160;</td>
			<td>AF-100-15&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H3149&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>MERCK</td>
			<td>2382</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsine Inhibitor&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>T9003</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNase I</td>
			<td>SIGMA&#160;</td>
			<td>10104159001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsine 0.25% /EDTA 1 mM</td>
			<td>Invitrogen&#160;</td>
			<td>25200056</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>Gibco&#160;</td>
			<td>15090-046</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease inhibitors EDTA free</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>4693159001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ciprofloxacine&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>17850-5G-F</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fungine&#160;</td>
			<td>Invivogen</td>
			<td>ant-fn-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fungizone&#160;</td>
			<td>Thermofisher</td>
			<td>15290018</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gentamycin</td>
			<td>Euromedex</td>
			<td>EU0410</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;MitoTracker Green FM</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>M7514</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;MitoTracker Red CMXRos</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>&#160;M7512</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MitoTracker Deep Red FM</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>&#160;M22426&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;CellTracker Green CMFDA</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>C7025</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;CellTracker Blue CMF2HC</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>C12881</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RIPA</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>sc-24948</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FluoroDish Sterile Culture Dish</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>FD35-100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemacytometer</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>267110</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FACS tubes</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>2,523,749</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FACS apparatus</td>
			<td>Gallios&#160;</td>
			<td>&#160;3L 10C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LC FAST START DNA MASTER PLUS&#160;</td>
			<td>Roche</td>
			<td>3515885001</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mitoception: transferring isolated human msc mitochondria to glioblastoma stem cells

Mitochondrien spielen eine zentrale Rolle für den Zellstoffwechsel, Energieerzeugung und Kontrolle der Apoptose. Eine unzureichende Funktion der Mitochondrien ist verantwortlich für die verschiedensten Krankheiten gefunden, von neurologischen Krankheiten bis hin zum Krebs. Interessanterweise haben Mitochondrien kürzlich die Fähigkeit zur Anzeige übertragen werden zwischen Zelltypen, insbesondere von humanen mesenchymalen Stammzellen (MSC), um Krebszellen in Kokultur Bedingungen mit metabolischen und funktionellen Konsequenzen für den Mitochondrien Empfängerzellen gezeigt worden, das weiterhin den aktuellen Interesse zu verstärken für die biologischen Eigenschaften dieser Organellen. Evaluierung der Effekte der übertragenen MSC Mitochondrien in den Zielzellen ist von vorrangiger Bedeutung, die biologische Ergebnis solcher Zell-Zell-Wechselwirkungen zu verstehen. Das MitoCeption hier beschriebene Protokoll ermöglicht die Übertragung der zuvor aus der Spenderzellen zu den Zielzellen isolierten Mitochondrien, MSC Mitochondrien unter Verwendungund Glioblastom Stammzellen (GSC) als Modellsystem. Dieses Protokoll ist zuvor verwendet worden, Mitochondrien, isoliert von MSCs zu übertragen, MDA-MB-231 Krebszellen haftend. Diese Mitochondrien - Transfer - Protokoll wird hier für GSCs angepasst, die die spezifische Besonderheit der wachsenden als Neurosphären in vitro präsentieren. Die Übertragung der isolierten Mitochondrien kann durch fluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS) und konfokaler Bildgebung Mitochondrien Vitalfarbstoffen verfolgt werden. Die Verwendung von Mitochondrien Donor- und Zielzellen mit unterschiedlichen Haplotypen (SNPs) ermöglicht auch Detektion der übertragenen basierend Mitochondrien von der Konzentration ihrer Kreis mitochondriale DNA (mtDNA) in den Zielzellen. Sobald das Protokoll mit diesen Kriterien überprüft wurde, können die Zellen, die übertragenen Mitochondrien beherbergen die Wirkungen der exogenen Mitochondrien auf biologische Eigenschaften zu bestimmen, untersucht werden, wie beispielsweise Zellstoffwechsels, Plastizität, Proliferation und Ansprechen auf die Therapie.

Die Verfahrensschritte die Isolierung von Mitochondrien aus mesenchymalen Stammzellen (MSC) und deren Übertragung auf die gezielte Glioblastom Stammzellen (GSC) durch MitoCeption skizziert sind in Abbildung 1 dargestellt. GSCs sind Krebsstammzellen als Neurosphären gewachsen ihre Stammzelleigenschaften zu erhalten. Für das Protokoll werden GSCs ausgesät als einzelne Zellen ein paar Stunden vor der Übertragung der Mitochondrien (Schritt 3) zu höheren Mitochondrien ?...

Watch this Scientific Journal Video about MitoCeption: Transferring Isolated Human MSC Mitochondria to Glioblastoma Stem Cells at JoVE.com

MitoCeption: Transferring Isolated Human MSC Mitochondria to Glioblastoma Stem Cells

Hier wird ein Protokoll (MitoCeption) dargestellt Mitochondrien zu übertragen, isoliert aus humanen mesenchymalen Stammzellen (MSC), zu Glioblastom Stammzellen (GSC), mit dem Ziel, ihre biologischen Wirkungen auf Stoffwechsel und GSC Funktionen studieren. kann ein ähnliches Protokoll Mitochondrien zwischen anderen Zelltypen zu übertragen, angepasst werden.

MitoCeption: Übertragen von isolierten humanen MSC Mitochondrien an Glioblastom Stammzellen

Mitochondria play a central role for cell metabolism, energy production and control of apoptosis. Inadequate mitochondrial function has been found ...

Research

JoVE Journal

Biology

Propagation of Human Embryonic Stem (ES) Cells

Propagation of Human Embryonic Stem ES Cells

Vermehrung von humanen embryonalen Stammzellen (ES-Zellen)

Forschung

Biologie

Counting Human Neural Stem Cells

Counting Nervenstammzellen

Knowledge of the exact number of viable cells in a given volume of a cell suspension is required for many routine tissue culture manipulations, such as ...

Passaging Human Neural Stem Cells

Passagierung humaner neuraler Stammzellen

The ability to manipulate human neural stem/precursor cells (hNSPCs) in vitro provides a means to investigate their utility as cell transplants for ...

Immunocytochemistry: Human Neural Stem Cells

Immunzytochemie: Human Neural Stem Cells

Immunocytochemistry is a very powerful and fairly straightforward method for determining the presence, subcellular localization, and relative abundance of ...

Chromatin Immunoprecipitation from Human Embryonic Stem Cells

Chromatin Immunopräzipitation von humanen embryonalen Stammzellen

The functional and structural complexity of the myriad of cells in metazoan organisms arises from a small number of stem cells. Stem cells are ...

Purification of Mitochondria from Yeast Cells

Reinigung von Mitochondrien aus Hefezellen

Mitochondria are the main site of ATP production during aerobic metabolism in eukaryotic non-photosynthetic cells1. These complex organelles also play ...

Freezing and Thawing Human Embryonic Stem Cells

Einfrieren und Auftauen humanen embryonalen Stammzellen

Since James Thomson et al developed a technique in 1998 to isolate and grow hES in culture, freezing cells for later use and thawing and expanding cells ...

Differentiation of Embryonic Stem Cells into Oligodendrocyte Precursors

Differenzierung von embryonalen Stammzellen in Oligodendrozyten Precursors

Oligodendrocytes are the myelinating cells of the central nervous system. For regenerative cell therapy in demyelinating diseases, there is significant ...

Transfecting and Nucleofecting Human Induced Pluripotent Stem Cells

Transfektion und Nucleofecting menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen

Genetic modification is continuing to be an essential tool in studying stem cell biology and in setting forth potential clinical applications of human ...

Multi-parameter Measurement of the Permeability Transition Pore Opening in Isolated Mouse Heart Mitochondria

Multi-Parameter-Messung der Durchlässigkeit Transition Pore Opening in isolierten Maus-Mitochondrien

The mitochondrial permeability transition pore (mtPTP) is a non specific channel that forms in the inner mitochondrial membrane to transport solutes with ...