Name: quantification of hypopigmentation activity in vitro
Uploaded: 2019-03-06T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantification of Hypopigmentation Activity In Vitro at JoVE.com

هذا العمل كان يدعمها معهد كوريا لتخطيط وتقييم التكنولوجيا في مجال الأغذية والزراعة، والحراجة (إيبيت) من خلال "برنامج تطوير التكنولوجيا" الزراعية-الصناعة البيولوجية، تموله وزارة الزراعة والأغذية، والشؤون الريفية (مافرا ) (116159-02-2-WT011) ومدرسة علوم الحياة والتكنولوجيا الحيوية ل BK21 بالإضافة إلى ذلك، جامعة كوريا.

1-إعداد المتوسطة والمركبات والمواد الكاشفة
<ol><li>إعداد B16F10 المتوسطة كاملة النمو. تعديل الملحق دولبيكو المتوسطة النسر (دميم) مع 10% مصل بقرى الجنين (FBS) و 1% البنسلين/ستربتوميسين (مكافحة الآفات).<ol>
<li>لجعل 500 مل متوسطة كاملة، مزيج مل 445 من المتوسطة تعديل النسر دولبيكو (دميم) مع 50 مل من FBS و 5 مل من ال?...

<ol>
	<li>Bonaventure, J., Domingues, M. J., Larue, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+and+molecular+mechanisms+controlling+the+migration+of+melanocytes+and+melanoma+cells.">Cellular and molecular mechanisms controlling the migration of melanocytes and melanoma cells.</a> Pigment Cell &amp; Melanoma Research. 26 (3), 316-325 (2013).</li><li>Brenner, M., Hearing, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+protective+role+of+melanin+against+UV+damage+in+human+skin.">The protective role of melanin against UV damage in human skin.</a> Photochemistry and Photobiology. 84 (3), 539-549 (2008).</li><li>Galvan, I., Solano, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Melanin+chemistry+and+the+ecology+of+stress.">Melanin chemistry and the ecology of stress.</a> Physiological and Biochemical Zoology. 88 (3), 352-355 (2015).</li><li>Burger, P., Landreau, A., Azoulay, S., Michel, T., Fernandez, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin+whitening+cosmetics:+Feedback+and+challenges+in+the+development+of+natural+skin+lighteners.">Skin whitening cosmetics: Feedback and challenges in the development of natural skin lighteners.</a> Cosmetics. 3 (4), 36 (2016).</li><li>Cooksey, C. 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=Evidence+of+the+indirect+formation+of+the+catecholic+intermediate+substrate+responsible+for+the+autoactivation+kinetics+of+tyrosinase.">Evidence of the indirect formation of the catecholic intermediate substrate responsible for the autoactivation kinetics of tyrosinase.</a> Journal of Biological Chemistry. 272 (42), 26226-26235 (1997).</li><li>Ando, H., Kondoh, H., Ichihashi, M., Hearing, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Approaches+to+identify+inhibitors+of+melanin+biosynthesis+via+the+quality+control+of+tyrosinase.">Approaches to identify inhibitors of melanin biosynthesis via the quality control of tyrosinase.</a> Journal of Investigative Dermatology. 127 (4), 751-761 (2007).</li><li>Gillbro, J. M., Olsson, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+melanogenesis+and+mechanisms+of+skin-lightening+agents+-+existing+and+new+approaches.">The melanogenesis and mechanisms of skin-lightening agents - existing and new approaches.</a> International Journal of Cosmetic Science. 33 (3), 210-221 (2011).</li><li>Passeron, T., Coelho, S. G., Miyamura, Y., Takahashi, K., Hearing, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunohistochemistry+and+in+situ+hybridization+in+the+study+of+human+skin+melanocytes.">Immunohistochemistry and in situ hybridization in the study of human skin melanocytes.</a> Experimental Dermatology. 16 (3), 162-170 (2007).</li><li>Lee, J. 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=Momilactione+B+inhibits+protein+kinase+A+signaling+and+reduces+tyrosinase-related+proteins+1+and+2+expression+in+melanocytes.">Momilactione B inhibits protein kinase A signaling and reduces tyrosinase-related proteins 1 and 2 expression in melanocytes.</a> Biotechnology Letters. 34 (5), 805-812 (2012).</li><li>Jun, H. 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=Dual+inhibitions+of+lemon+balm+(Melissa+officinalis)+ethanolic+extract+on+melanogenesis+in+B16-F1+murine+melanocytes:+inhibition+of+tyrosinase+activity+and+its+gene+expression.">Dual inhibitions of lemon balm (Melissa officinalis) ethanolic extract on melanogenesis in B16-F1 murine melanocytes: inhibition of tyrosinase activity and its gene expression.</a> Food Science and Biotechnology. 20 (4), 1051-1059 (2011).</li><li>Jun, H. 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=p-Coumaric+acid+inhibition+of+CREB+phosphorylation+reduces+cellular+melanogenesis.">p-Coumaric acid inhibition of CREB phosphorylation reduces cellular melanogenesis.</a> European Food Research and Technology. 235 (6), 1207-1211 (2012).</li><li>Jun, H. 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=Dual+inhibition+of+&#947;-oryzanol+on+cellular+melanogenesis:+inhibition+of+tyrosinase+activity+and+reduction+of+melanogenic+gene+expression+by+a+protein+kinase+a-dependent+mechanism.">Dual inhibition of &#947;-oryzanol on cellular melanogenesis: inhibition of tyrosinase activity and reduction of melanogenic gene expression by a protein kinase a-dependent mechanism.</a> Journal of Natural Products. 75 (10), 1706-1711 (2012).</li><li>Choi, Y. 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=Effects+of+the+isoflavone+puerarin+and+its+glycosides+on+melanogenesis+in+B16+melanocytes.">Effects of the isoflavone puerarin and its glycosides on melanogenesis in B16 melanocytes.</a> European Food Research and Technology. 231 (1), 75-83 (2010).</li><li>Cho, B. R., Jun, H. J., Thach, T. T., Wu, C., Lee, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Betaine+reduces+cellular+melanin+content+via+suppression+of+microphthalmia-associated+transcription+factor+in+B16-F1+murine+melanocytes.">Betaine reduces cellular melanin content via suppression of microphthalmia-associated transcription factor in B16-F1 murine melanocytes.</a> Food Science and Biotechnology. 26 (5), 1391-1397 (2017).</li><li>Overwijk, W. W., Restifo, N. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=B16+as+a+mouse+model+for+human+melanoma.">B16 as a mouse model for human melanoma.</a> Current Protocols in Immunology. , (2001).</li><li>Virador, V. M., Kobayashi, N., Matsunaga, J., Hearing, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+standardized+protocol+for+assessing+regulators+of+pigmentation.">A standardized protocol for assessing regulators of pigmentation.</a> Analytical Biochemistry. 270 (2), 207-219 (1999).</li><li>D'Mello, S. A. N., Finlay, G. J., Baguley, B. C., Askarian-Amiri, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signaling+pathways+in+melanogenesis.">Signaling pathways in melanogenesis.</a> International Journal of Molecular Sciences. 17 (7), 1144 (2016).</li><li>Hou, L., Panthier, J. J., Arnheiter, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signaling+and+transcriptional+regulation+in+the+neural+crest-derived+melanocyte+lineage:+interactions+between+KIT+and+MITF.">Signaling and transcriptional regulation in the neural crest-derived melanocyte lineage: interactions between KIT and MITF.</a> Development. 127 (24), 5379-5389 (2000).</li><li>Hedley, S. J., Gawkrodger, D. J., Weetman, A. P., MacNeil, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#945;-MSH+and+melanogenesis+in+normal+human+adult+melanocytes.">&#945;-MSH and melanogenesis in normal human adult melanocytes.</a> Pigment Cell Research. 11 (1), 45-56 (1998).</li><li>Hu, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methodology+for+evaluation+of+melanin+content+and+production+of+pigment+cells+in+vitro.">Methodology for evaluation of melanin content and production of pigment cells in vitro.</a> Photochemistry and Photobiology. 84 (3), 645-649 (2008).</li><li>Carriel, 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=A+novel+histochemical+method+for+a+simultaneous+staining+of+melanin+and+collagen+fibers.">A novel histochemical method for a simultaneous staining of melanin and collagen fibers.</a> Journal of Histochemistry &amp; Cytochemistry. 59 (3), 270-277 (2011).</li></ol>

وقد عرضنا بروتوكولات لتقييم النشاط نقص التصبغ لاختبار المركبات باستخدام الخلايا الصباغية مثقف. وأظهرت نتائج الممثل أثر نقص التصبغ اربوتين، مثبط التيروزينات تثبيط التيروزينات النشاط والخلوية محتوى الميلانين. هذه الأساليب تستخدم على نطاق واسع في ميلانوجينيك مكافحة نشاط البحث. باستخدام ?...

الميلانين يلعب دوراً حاسما في علم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض، وعلم السموم للعديد من الأجهزة بما في ذلك الجلد والعيون، والدماغ1. المهام الرئيسية الميلانين تأثيرات الصور-الفحص والبيوكيميائية. يمتص الميلانين الخفيفة القريبة من الأشعة تحت الحمراء والمرئية فضلا عن إشعاع الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية)، مع معدلات زيادة امتصاص عند أطوال موجية أقصر من الضوء؛ وهكذا، الميلانين تحمي الأنسجة من الأضرار التي يسببها الضوء المرئي أو الأشعة فوق البنفسجية الإشعاع2. الميلانين هو مضاد للأكسدة وقد تقارب للمعادن وغيرها من المواد الكيميائية السامة؛ ولذلك، يمكن أن تحمي الأنسجة من الإجهاد التأكسدي والكيميائية3. بيد الإفراط في إنتاج الميلانين يسبب مشاكل الأمراض الجلدية.
كمية ونوعية الميلانين في الجلد وقزحية العين هي أهم العوامل المحددة للون قزحية العين والجلد. قد يكون الأفراد تفضيلات لون البشرة المختلفة؛ لصالح بعض الجلد المدبوغة، بينما آخرون يفضلون ألوان البشرة أخف. اعتماداً على هذه التشكيلات الجانبية للمستهلك، استحدثت مستحضرات التجميل نقص التصبغ لإرضاء الأسواق الفردية للجلد يفضل الألوان4. وبناء على ذلك، دراسات النشاط نقص التصبغ ومكافحة ميلانوجينيك أهميتها علمياً وعملياً على حد سواء.
ميلانوجينيسيس هو عملية معقدة تخليق الميلانين الحيوي من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية الانزيمية وعفوية في الخلايا الصباغية. الصباغية واحد محاط بحوالي 36 الكيراتينيه والصباغية الميلانين التوليف المصانع التي تقوم بتوزيع منتجاتها إلى الكيراتينيه المجاورة. في الجلد، ويتم نقل الميلانين تنتج وتخزن في حجرة ميلانوسومال الخلايا الصباغية إلى الكيراتينيه المجاورة في البشرة عبر dendrites.
لام-التيروزين بمثابة الركيزة الأولى ميلانوجينيسيس والتيروزينات إنزيم يحفز اثنين من ردود فعل متتالية تحويل لتيروزين في 3 و 4-ديهيدروكسيفينيلالانيني (دوبا) ومن ثم إلى دوباكوينوني. ردود الفعل هذه هي الخطوة الحد من معدل في ميلانوجينيسيس5،6. وبناء على ذلك، يمكن قياس النشاط نقص التصبغ أولاً بتقييم النشاط التيروزينات الخلوية مباشرة. للقيام بذلك، يتم المحتضنة مقتطفات الصباغية التي تحتوي على التيروزينات مع دوبا ويمكن قياس دوباكوينوني المنتجة في العينات التي كانت في 475 نيوتن متر. القيم التي يتم تطبيع بتركيزات بروتين العينات، والمواد مع نقص التصبغ نتيجة النشاط في تشكيل دوباكوينوني أقل مقارنة مع عناصر التحكم.
ثانيا، يمكن قياس النشاط نقص التصبغ بقياس الميلانين في الخلايا الصباغية مثقف مباشرة. بعد علاج الخلايا بمادة الاختبار، يتم استخراج الميلانين تحت ظروف قلوية ومحتوى الميلانين هو الكمية التي كانت في 400 نانومتر. سيؤدي إلى انخفاض محتوى الميلانين من ضوابط7عامل نقص التصبغ.
وأخيراً، يمكن قياسها كمياً النشاط نقص التصبغ بصبغة الميلانين فونتانا-ماسون وتحليل الصور اللاحقة. في تلطيخ فونتانا-ماسون، حبيبات الميلانين خفض نترات الأمونيا والفضة لدولة معدني أسود مرئية والمناطق السوداء من الخلايا الموجودة في الصور المجهرية تمثل كمية الميلانين.
عادة ما يعطي عامل نقص التصبغ نتائج متسقة وقابلة للمقارنة مع هذه الأساليب الثلاثة، مما يؤكد أن نشاط المضمون صالحة. وبدلاً من ذلك، قد يكون من المفيد لقياس التعبير عن الجينات الرئيسية والبروتينات في ميلانوجينيسيس استجابة لمادة اختبار لدراسة النشاط نقص التصبغ. البروتينات ذات الصلة التيروزينات (الحزب-1) ودوباتشرومي توتوميراسي (الحزب-2) بالإضافة إلى التيروزينات، الإنزيمات الحيوية في ميلانوجينيسيس8. عامل النسخ مرتبطة بتشوهات عامل النسخ (ميتف) منظم رئيسي في ميلانوجينيسيس والتحديد الكمي لمستويات التعبير الجيني/البروتين أو تحليل نشاط مروج يمكن استخدامها أيضا لتقييم النشاط نقص التصبغ.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3,4-Dihydroxy-l-phenylalanine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D9628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide solution</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#320145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arbutin</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>#10960</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>HyClone</td>
			<td>SH30243.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>HyClone</td>
			<td>SH30084.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formalin</td>
			<td>Yakuri Pure Chemicals</td>
			<td>#16223</td>
			<td>37%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold chloride</td>
			<td>American MasterTech</td>
			<td>AHG0226</td>
			<td>0.10%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCl</td>
			<td>Samchun chemical</td>
			<td>H0255</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Bio basic Canada Inc.</td>
			<td>PB0440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KH2PO4</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#60218</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na2HPO4</td>
			<td>J.T.Baker</td>
			<td>#3817-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Duksan pure chemicals</td>
			<td>#81</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>655104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuclear fast red</td>
			<td>Merck</td>
			<td>100121</td>
			<td>Nuclear fast red 0.1% in 5% aluminum sulfate.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin and streptomycin solution</td>
			<td>HyClone</td>
			<td>SV30010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver nitrate</td>
			<td>Duksan Pure Chemicals</td>
			<td>#900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium phosphate dibasic (Na2HPO4)</td>
			<td>J.T. Baker</td>
			<td>#3817-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium phosphate monobasic (Na2HPO4)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S5011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium thiosulfate pentahydrate</td>
			<td>Duksan Pure Chemicals</td>
			<td>#2163</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris(hydroxymethyl)aminomethane</td>
			<td>Bio Basic Canada</td>
			<td>TB0196</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Union Carbide</td>
			<td>T8787</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tyrosinase from mushroom</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T3824</td>
			<td>25 KU</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantification of hypopigmentation activity in vitro

تقدم هذه الدراسة الطرق المختبرية للتحديد الكمي لنقص التصبغ النشاط في المختبر. هو توليف الميلانين، صبغة رئيسية في الخلايا الصباغية، استجابة للعوامل الخلوية وبيئية متعددة. الميلانين يحمي خلايا الجلد من أضرار الأشعة فوق البنفسجية، ولكن أيضا بالوظائف البيولوجية الفيزيائية والكيميائية الحيوية. الإنتاج المفرط أو تراكم الميلانين في الخلايا الصباغية يمكن أن يسبب مشاكل جلدية، مثل البقع الداكنة والكلف، النمش والشامات. ولذلك، من المهم مراقبة ميلانوجينيسيس مع عوامل نقص التصبغ في الأفراد ذوي الاحتياجات السريرية أو مستحضرات التجميل. أساسا هو توليف الميلانين في الأجسام الصباغية الخلايا الصباغية في عملية بيوكيميائية معقدة تسمى ميلانوجينيسيس، الذي يتأثر بالخارجية والعوامل الجوهرية، مثل الهرمونات، والتهاب، والعمر، والتعرض للضوء فوق البنفسجي. يصف لنا ثلاثة أساليب لتحديد النشاط نقص التصبغ من المواد الكيميائية أو المواد الطبيعية في الخلايا الصباغية: قياس النشاط التيروزينات 1) الخلوية ومحتوى 2) الميلانين، والميلانين الخلوية 3) المصبوغة وتحديد مع الصورة تحليل.
في ميلانوجينيسيس، يحفز التيروزينات هذه الخطوة الحد من معدل تحويل لتيروزين في 3 و 4-ديهيدروكسيفينيلالانيني (L-DOPA)، ومن ثم إلى دوباكوينوني. ولذلك، تثبيط التيروزينات إليه نقص التصبغ الأولية. في الصباغية مثقف، يمكن قياسها كمياً التيروزينات النشاط عن طريق إضافة لدوبا كركيزة وقياس الإنتاج دوباكوينوني التي كانت. ويمكن أيضا قياس ميلانوجينيسيس بالتحديد الكمي لمحتوى الميلانين. يتم استخراج الكسر الخلوية التي تحتوي على الميلانين مع هيدروكسيد الصوديوم وهو كمية الميلانين سبيكتروفوتوميتريكالي. وأخيراً، يمكن قياسها كمياً محتوى الميلانين بتحليل الصور بعد ماسون فونتانا صبغة الميلانين. على الرغم من أن نتائج هذه الاختبارات في المختبر قد لا دائماً تكون مستنسخة في جلد الإنسان، تستخدم هذه الأساليب على نطاق واسع في البحوث ميلانوجينيسيس، خاصة كخطوة أولى لتحديد احتمال نقص التصبغ النشاط. يمكن أيضا استخدام هذه الأساليب لتقييم الخلايا الصباغية، والنمو، والتمايز. ضمان نتائج متسقة مع ثلاثة أساليب مختلفة صحة الآثار.

مجمع نتائج تمثيلية للنشاط نقص التصبغ اربوتين، مكافحة--ميلانوجينيك، في B16F10 الصباغية موضحة أدناه. ويبين الشكل 1A أن اربوتين قمعها إلى حد كبير النشاط التيروزينات الخلوية مقارنة مع مراقبة المعالجة بالمركبات. وبالمثل، انخفضت محتوى الميلانين من خلايا حفز مع ا?...

Watch this Scientific Journal Video about Quantification of Hypopigmentation Activity In Vitro at JoVE.com

Quantification of Hypopigmentation Activity In Vitro

يصف لنا ثلاثة أساليب تجريبية لتقييم النشاط نقص التصبغ للمواد الكيميائية في المختبر: القياس الكمي لمحتوى النشاط أو 2) الميلانين التيروزينات 1) الخلوية و 3) قياس الميلانين بتحليل صورة وتلطيخ الميلانين الخلوية.

التحديد الكمي لنشاط نقص التصبغ في المختبر

This study presents laboratory methods for the quantification of hypopigmentation activity in vitro. Melanin, the major pigment in melanocytes, is ...

قد تكون هذه الطريقة مفيدة في تطوير مستحضرات التجميل وظيفية وعامل الجلد مع الأنشطة المضادة للميلانوجين. انها هناك لأداء ويمكن الحصول على النتيجة بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون هذه الطريقة مفيدة للباحثين، الذين يرغبون في تحديد أو التحقيق في الآثار أو المركبات أو التحقيق في الأنشطة المضادة للميل أو بروميلانوجينيك.لقياس نشاط التيروزيناس تبدأ بذر B16-F10 مبيدات الميلانين في خمس مرات 10 إلى الخلايا الرابعة في البئر من تركيز 24 لوحة جيدا في المتوسط الكامل لمدة 24 ساعة في حاضنة ثقافة الخلية. في اليوم التالي، استبدال المابير في كل بئر مع DMEM تستكمل مع مجمع اختبار أعدت حديثا ومثبط السيطرة أو سيطرة سلبية والعودة لوحة إلى الحاضنة لمدة 72 ساعة أخرى. في نهاية العلاج شطف الآبار مرتين مع 300 ميكرولتر من pbs الباردة في البئر ووضع لوحة على الجليد.أضف التالي 300 ميكرولترات من العازلة تحلل إلى كل بئر باستخدام مكشطة الخلية لجمع lysates الخلية بعد خمس دقائق. نقل تعليق جزيئات الخلية الناتجة إلى أنابيب أجهزة الطرد المركزي الدقيقة الفردية 1.5 ملليلتر. ويجانس الستينات ثلاث مرات لمدة ثانيتين في 14، 500 دورة في الدقيقة على الجليد للافراج عن التيروزيناز بين الخلايا.بيليه حطام الخلية عن طريق الطرد المركزي ونقل المواد الفوقية إلى أنابيب أجهزة الطرد المركزي الفردية 1.5 ملليلتر على الجليد. تخصيص 70 ميكرولترات من كل اغنيض لآبار الفردية من 96 لوحة صغيرة 96 جيدا البوليسترين وإضافة 140 ميكرولترات من حل الركيزة التيروزيناسي لكل بئر من عظمى. يهز لوحة لطيف لخلط محتويات البئر.ثم احتضان لوحة في 37 درجة مئوية لمدة ساعتين. وقياس نشاط التيروزيناس في 475 نانومتر على قارئ microplate. لقياس محتوى الميلانين من الخلايا بعد جمع lysate من الخلايا المعالجة كما هو موضح.جمع lysates عن طريق الطرد المركزي ونقل عظمى إلى أنابيب جديدة. إضافة 300 ميكرولترات من هيدروكسيد الصوديوم العادي واحد إلى كل بيليه لمدة ساعة واحدة حضانة في 60 درجة مئوية. متبوعاً بالطرد المركزي لتعليق الخلايا المذابة.ثم نقل 200 ميكرولترات من superants إلى كل بئر من 96 بئر لوحة. وتقيس محتويات الميلانين على قارئ الصهقرة الدقيقة في طول موجة 400 نانومتر. لفونتانا ماسون تلطيخ، وغسل الخلايا المعالجة مرتين مع 300 ميكرولترات من pbs الباردة وإصلاح الخلايا مع 200 ميكرولترات من 10٪ formalin لمدة ساعة واحدة في أربع درجات مئوية.شطف الخلايا السميكة مع الماء المقطر وإضافة 200 ميكرولترات من 58 إلى 68 درجة مئوية فضي الأمونيال حل العمل لكل بئر. لمدة ساعة واحدة حضانة في 37 درجة مئوية أو حتى الخلايا تصبح صفراء اللون في اللون. شطف الخلايا الملطخة بالماء المقطر تليها حضانة لمدة دقيقتين في كلوريد الذهب 0.1٪في درجة حرارة الغرفة.شطف الخلايا المعالجة من كلوريد الذهب بالماء المقطر وإضافة 200 ميكرولترات من محلول ثيوسلفات الصوديوم إلى الخلايا. بعد دقيقتين شطف الخلايا مرة أخرى. وتسمية الخلايا مع 200 ميكرولترات من الأحمر السريع النووي في بئر لمدة خمس دقائق.ثم اغسل الخلايا الملطخة بمياه الصنبور قبل التصوير تحت مجهر خفيف. لتحليل العتبة، افتح الصور في الصورة J وحدد الصورة، وضبط، وعتبة اللون. لقياس المنطقة الملطخة مع فونتانا ماسون تعيين شريط المعلمة سطوع إلى الصفر وضبط السطوع إلى النقطة التي يتم فيها تضمين جميع الخلايا الملونة الأسود أو البني.حدد تحليل وتحليل الجسيمات وحدد مربع التلخيص في إطار تحليل الجسيمات ثم انقر فوق "موافق" للحصول على ملخص النتائج ونسخ ولصق البيانات في جدول بيانات. علاج أربوتين يقمع بشكل كبير النشاط التيروزين الخلوية مقارنة بالخلايا المعالجة مركبة التحكم. وبالمثل فإن محتوى الميلانين من الخلايا حفزت مع Arbutin هو انخفاض كبير بالمقارنة مع الضوابط.على الرغم من أن الخلايا متشابهة بشكل رفرفولوجي بين مجموعات العلاج، Arbutin يقلل من مساحة الصباغ الأسود مقارنة بالخلايا المعالجة التحكم. هذه الطريقة مفيدة لأنشطة الفحص باستخدام المكتبة المجمعة. هناك أكثر من مئات العينات التي سيتم اختبارها بسرعة.وعلاوة على ذلك يمكن أيضا أن تستخدم هذه الطريقة للتحقيق في آلية تنطوي على الميلانوجين. بعد تحديد المركبات المرشحة النشطة بيولوجيا، لشهادتها على دراسة الآليات البيولوجية أو التطبيقات التجارية.

quantification-of-hypopigmentation-activity-in-vitro

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Detection of the pH-dependent Activity of Escherichia coli Chaperone HdeB In Vitro and In Vivo

Bacteria are frequently exposed to environmental changes, such as alterations in pH, temperature, redox status, light exposure or mechanical force. Many of these conditions cause protein unfolding in the cell and have detrimental impact on the survival of the organism. A group of unrelated, stress-specific molecular chaperones have been shown to play essential roles in the survival of these stress conditions. While fully folded and chaperone-inactive before stress, these proteins rapidly unfold and become chaperone-active under specific stress conditions. Once activated, these conditionally disordered chaperones bind to a large number of different aggregation-prone proteins, prevent their aggregation and either directly or indirectly facilitate protein refolding upon return to non-stress conditions. The primary approach for gaining a more detailed understanding about the mechanism of their activation and client recognition involves the purification and subsequent characterization of these proteins using in vitro chaperone assays. Follow-up in vivo stress assays are absolutely essential to independently confirm the obtained in vitro results.
This protocol describes in vitro and in vivo methods to characterize the chaperone activity of E. coli HdeB, an acid-activated chaperone. Light scattering measurements were used as a convenient read-out for HdeB&#39;s capacity to prevent acid-induced aggregation of an established model client protein, MDH, in vitro. Analytical ultracentrifugation experiments were applied to reveal complex formation between HdeB and its client protein LDH, to shed light into the fate of client proteins upon their return to non-stress conditions. Enzymatic activity assays of the client proteins were conducted to monitor the effects of HdeB on pH-induced client inactivation and reactivation. Finally, survival studies were used to monitor the influence of HdeB&#39;s chaperone function in vivo.

Detection of the pH-dependent Activity of Escherichia coli Chaperone HdeB In Vitro and In Vivo

This study describes biophysical, biochemical and molecular techniques to characterize the chaperone activity of Escherichia coli HdeB under acidic pH conditions. These methods have been successfully applied for other acid-protective chaperones such as HdeA and can be modified to work for other chaperones and stress conditions.

الكشف عن تعتمد على درجة الحموضة آخر من<em&gt; كولاي</em&gt; الوصيفة HdeB<em&gt; في المختبر</em&gt; و<em&gt; في فيفو</em

Bacteria are frequently exposed to environmental changes, such as alterations in pH, temperature, redox status, light exposure or mechanical force. Many ...

Quantification of the Abundance and Charging Levels of Transfer RNAs in Escherichia coli

Transfer RNA (tRNA) is an essential part of the translational machinery in any organism. tRNAs bind and transfer amino acids to the translating ribosome. The relative levels of different tRNAs, and the ratio of aminoacylated tRNA to total tRNA, known as the charging level, are important factors in determining the accuracy and speed of translation. Therefore, the abundance and charging levels of tRNAs are important variables to measure when studying protein synthesis, for example under various stress conditions. Here, we describe a method for harvesting tRNA and directly measuring both the relative abundance and the absolute charging level of specific tRNA species in Escherichia coli. The tRNA is harvested in such a way that the labile bond between the tRNA and its amino acid is preserved. The RNA is then subjected to gel electrophoresis and Northern blotting, which results in separation of the charged and uncharged tRNAs. The levels of specific tRNAs in different samples can be compared due to the addition of spike-in cells for normalization. Prior to RNA purification, we add 5% of E. coli cells that overproduce the rare tRNAselC to each sample. The amount of the tRNA species of interest in a sample is then normalized to the amount of tRNAselC in the same sample. Addition of spike-in cells prior to RNA purification has the advantage over addition of purified spike-in RNAs that it also accounts for any differences in cell lysis efficiency between samples.

Quantification of the Abundance and Charging Levels of Transfer RNAs in Escherichia coli

Here we present a method for directly measuring transfer RNA charging levels from purified Escherichia coli RNA as well as a way to compare relative levels of transfer RNA, or any other short RNA, across different samples based on the addition of spike-in cells expressing a reference gene.

التحديد الكمي للوفرة وفرض مستويات نقل الكشف في الإشريكيّة القولونية

Transfer RNA (tRNA) is an essential part of the translational machinery in any organism. tRNAs bind and transfer amino acids to the translating ribosome. ...

Mapping Metabolism: Monitoring Lactate Dehydrogenase Activity Directly in Tissue

Mapping enzymatic activity in space and time is critical for understanding the molecular basis of cell behavior in normal tissue and disease. In situ metabolic activity assays can provide information about the spatial distribution of metabolic activity within a tissue. We provide here a detailed protocol for monitoring the activity of the enzyme lactate dehydrogenase directly in tissue samples. Lactate dehydrogenase is an important determinant of whether consumed glucose will be converted to energy via aerobic or anaerobic glycolysis. A solution containing lactate and NAD is provided to a frozen tissue section. Cells with high lactate dehydrogenase activity will convert the provided lactate to pyruvate, while simultaneously converting provided nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) to NADH and a proton, which can be detected based on the reduction of nitrotetrazolium blue to formazan, which is visualized as a blue precipitate. We describe a detailed protocol for monitoring lactate dehydrogenase activity in mouse skin. Applying this protocol, we found that lactate dehydrogenase activity is high in the quiescent hair follicle stem cells within the skin. Applying the protocol to cultured mouse embryonic stem cells revealed higher staining in cultured embryonic stem cells than mouse embryonic fibroblasts. Analysis of freshly isolated mouse aorta revealed staining in smooth muscle cells perpendicular to the aorta. The methodology provided can be used to spatially map the activity of enzymes that generate a proton in frozen or fresh tissue.

We describe a protocol for mapping the spatial distribution of enzymatic activity for enzymes that generate nicotinatmide adenine dinucleotide phosphate (NAD(P)H) + H+ directly in tissue samples.

رسم الخرائط الأيض: رصد النشاط نازعة لاكتات مباشرة في الأنسجة

Mapping enzymatic activity in space and time is critical for understanding the molecular basis of cell behavior in normal tissue and disease. In situ ...

An In Vitro Assay to Detect tRNA-Isopentenyl Transferase Activity

N6-isopentenyladenosine RNA modifications are functionally diverse and highly conserved among prokaryotes and eukaryotes. One of the most highly conserved N6-isopentenyladenosine modifications occurs at the A37 position in a subset of tRNAs. This modification improves translation efficiency and fidelity by increasing the affinity of the tRNA for the ribosome. Mutation of enzymes responsible for this modification in eukaryotes are associated with several disease states, including mitochondrial dysfunction and cancer. Therefore, understanding the substrate specificity and biochemical activities of these enzymes is important for understanding of normal and pathologic eukaryotic biology. A diverse array of methods has been employed to characterize i6A modifications. Herein is described a direct approach for the detection of isopentenylation by Mod5. This method utilizes incubation of RNAs with a recombinant isopentenyl transferase, followed by RNase T1 digestion, and 1-dimensional gel electrophoresis analysis to detect i6A modifications. In addition, the potential adaptability of this protocol to characterize other RNA-modifying enzymes is discussed.

An In Vitro Assay to Detect tRNA-Isopentenyl Transferase Activity

Here, we describe a protocol for the biochemical characterization of the yeast RNA-modifying enzyme, Mod5, and discuss how this protocol could be applied to other RNA-modifying enzymes.

تحليل في المختبر للكشف عن النشاط ترانسفيراز إيسوبينتينيل الحمض الريبي النووي النقال

N6-isopentenyladenosine RNA modifications are functionally diverse and highly conserved among prokaryotes and eukaryotes. One of the most highly conserved ...

Calibration-free In Vitro Quantification of Protein Homo-oligomerization Using Commercial Instrumentation and Free, Open Source Brightness Analysis Software

Number and brightness is a calibration-free fluorescence fluctuation spectroscopy (FFS) technique for detecting protein homo-oligomerization. It can be employed using a conventional confocal microscope equipped with digital detectors. A protocol for the use of the technique in vitro is shown by means of a use case where number and brightness can be seen to accurately quantify the oligomeric state of mVenus-labelled FKBP12F36V before and after the addition of the dimerizing drug AP20187. The importance of using the correct microscope acquisition parameters and the correct data preprocessing and analysis methods are discussed. In particular, the importance of the choice of photobleaching correction is stressed. This inexpensive method can be employed to study protein-protein interactions in many biological contexts.

Calibration-free In Vitro Quantification of Protein Homo-oligomerization Using Commercial Instrumentation and Free, Open Source Brightness Analysis Software

This protocol describes a calibration-free approach for quantifying protein homo-oligomerization in vitro based on fluorescence fluctuation spectroscopy using commercial light scanning microscopy. The correct acquisition settings and analysis methods are shown.

خالية من المعايرة في المختبر الكمي للبروتين هومو-أوليجوميريزيشن باستخدام الأجهزة التجارية والحرة والمفتوحة المصدر برمجيات التحليل السطوع

Number and brightness is a calibration-free fluorescence fluctuation spectroscopy (FFS) technique for detecting protein homo-oligomerization. It can be ...

A Colorimetric Assay of Citrate Synthase Activity in Drosophila Melanogaster

Mitochondria play the most prominent roles in cellular metabolism by producing ATP through oxidative phosphorylation and regulating a variety of physiological processes. Mitochondrial dysfunction is a primary cause of a number of metabolic and neurodegenerative diseases. Intact mitochondria are critical for their proper functioning. The enzyme citrate synthase is localized in the mitochondrial matrix and thus can be used as a quantitative enzyme marker of intact mitochondrial mass. Given that many molecules and pathways that have important functions in mitochondria are highly conserved between humans and Drosophila, and that an array of powerful genetic tools are available in Drosophila, Drosophila serves as a good model system for studying mitochondrial function. Here, we present a protocol for fast and simple measurement of citrate synthase activity in tissue homogenate from adult flies without isolating mitochondria. This protocol is also suitable for measuring citrate synthase activity in larvae, cultured cells, and mammalian tissues.

A Colorimetric Assay of Citrate Synthase Activity in Drosophila Melanogaster

We present a protocol for a colorimetric assay of citrate synthase activity for quantification of intact mitochondrial mass in Drosophila tissue homogenates.

الفحص اللوني لنشاط سينثاز السيترات في دروفيميلا ميلنوغاستر

Mitochondria play the most prominent roles in cellular metabolism by producing ATP through oxidative phosphorylation and regulating a variety of ...

Synthesis of a Deuterated Standard for the Quantification of 2-Arachidonoylglycerol in Caenorhabditis elegans

This work presents a method to prepare an analytical standard to analyze 2-arachidonoyl glycerol (2-AG) qualitatively and quantitatively by liquid chromatography-electrospray Ionization-tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS). Endocannabinoids are conserved lipid mediators that regulate multiple biological processes in a variety of organisms. In C. elegans, 2-AG has been found to possess different roles, including modulation of dauer formation and cholesterol metabolism. This report describes a method to overcome the difficulties associated with the costs and stability of deuterated standards required for 2-AG quantification. The procedure for the synthesis of the standard is simple and can be performed in any laboratory, without the need for organic synthesis expertise or special equipment. In addition, a modification of Folch&#39;s method to extract the deuterated standard from C. elegans culture is described. Finally, a quantitative and analytic method to detect 2-AG using the stable isotopically labeled analog 1-AG-d5 is described, which provides reliable results in a fast-chromatographic run. The procedure is useful for studying the multiple roles of 2-AG in C. elegans while also being applicable to other studies of metabolites in different organisms.

Synthesis of a Deuterated Standard for the Quantification of 2-Arachidonoylglycerol in Caenorhabditis elegans

This work describes a robust and straightforward method to detect and quantify the endocannabinoid 2-arachidonoylglycerol (2-AG) in C. elegans. An analytical deuterated standard us prepared and used for the quantification of 2-AG by isotopic dilution and liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS).

توليف معيار مبتور للكم من 2-Arashidonoylglycerol في Caenorhabditis elegans

This work presents a method to prepare an analytical standard to analyze 2-arachidonoyl glycerol (2-AG) qualitatively and quantitatively by liquid ...

Quantification of Protein Interaction Network Dynamics using Multiplexed Co-Immunoprecipitation

Dynamic protein-protein interactions control cellular behavior, from motility to DNA replication to signal transduction. However, monitoring dynamic interactions among multiple proteins in a protein interaction network is technically difficult. Here, we present a protocol for Quantitative Multiplex Immunoprecipitation (QMI), which allows quantitative assessment of fold changes in protein interactions based on relative fluorescence measurements of Proteins in Shared Complexes detected by Exposed Surface epitopes (PiSCES). In QMI, protein complexes from cell lysates are immunoprecipitated onto microspheres, and then probed with a labeled antibody for a different protein in order to quantify the abundance of PiSCES. Immunoprecipitation antibodies are conjugated to different MagBead spectral regions, which allows a flow cytometer to differentiate multiple parallel immunoprecipitations and simultaneously quantify the amount of probe antibody associated with each. QMI does not require genetic tagging and can be performed using minimal biomaterial compared to other immunoprecipitation methods. QMI can be adapted for any defined group of interacting proteins, and has thus far been used to characterize signaling networks in T cells and neuronal glutamate synapses. Results have led to new hypothesis generation with potential diagnostic and therapeutic applications. This protocol includes instructions to perform QMI, from the initial antibody panel selection through to running assays and analyzing data. The initial assembly of a QMI assay involves screening antibodies to generate a panel, and empirically determining an appropriate lysis buffer. The subsequent reagent preparation includes covalently coupling immunoprecipitation antibodies to MagBeads, and biotinylating probe antibodies so they can be labeled by a streptavidin-conjugated fluorophore. To run the assay, lysate is mixed with MagBeads overnight, and then beads are divided and incubated with different probe antibodies, and then a fluorophore label, and read by flow cytometry. Two statistical tests are performed to identify PiSCES that differ significantly between experimental conditions, and results are visualized using heatmaps or node-edge diagrams.

Quantitative Multiplex Immunoprecipitation (QMI) uses flow cytometry for sensitive detection of differences in the abundance of targeted protein-protein interactions between two samples. QMI can be performed using a small amount of biomaterial, does not require genetically engineered tags, and can be adapted for any previously defined protein interaction network.

القياس الكمي لديناميات شبكة تفاعل البروتين باستخدام الترسيب المناعي المشترك المتعدد

Dynamic protein-protein interactions control cellular behavior, from motility to DNA replication to signal transduction. However, monitoring dynamic ...

Quantification of Coenzyme A in Cells and Tissues

Emerging research has revealed that the cellular coenzyme A (CoA) supply can become limiting with a detrimental impact on growth, metabolism and survival. Measurement of cellular CoA is a challenge due to its relatively low abundance and the dynamic conversion of free CoA to CoA thioesters that, in turn, participate in numerous metabolic reactions. A method is described that navigates through potential pitfalls during sample preparation to yield an assay with a broad linear range of detection that is suitable for use in many biomedical laboratories.

This method describes sample preparation from cultured cells and animal tissues, extraction and derivatization of coenzyme A in the samples, followed by high pressure liquid chromatography for purification and quantification of the derivatized coenzyme A by absorbance or fluorescence detection.

القياس الكمي لانزيم A في الخلايا والانسجه

Emerging research has revealed that the cellular coenzyme A (CoA) supply can become limiting with a detrimental impact on growth, metabolism and survival. ...

القياس الكمي عالي الإنتاجية لتوليف وتوزيع mtDNA

High-Throughput Image-Based Quantification of Mitochondrial DNA Synthesis and Distribution

The vast majority of cellular processes require a continuous supply of energy, the most common carrier of which is the ATP molecule. Eukaryotic cells produce most of their ATP in the mitochondria by oxidative phosphorylation. Mitochondria are unique organelles because they have their own genome that is replicated and passed on to the next generation of cells. In contrast to the nuclear genome, there are multiple copies of the mitochondrial genome in the cell. The detailed study of the mechanisms responsible for the replication, repair, and maintenance of the mitochondrial genome is essential for understanding the proper functioning of mitochondria and whole cells under both normal and disease conditions. Here, a method that allows the high-throughput quantification of the synthesis and distribution of mitochondrial DNA (mtDNA) in human cells cultured in vitro is presented. This approach is based on the immunofluorescence detection of actively synthesized DNA molecules labeled by 5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU) incorporation and the concurrent detection of all the mtDNA molecules with anti-DNA antibodies. Additionally, the mitochondria are visualized with specific dyes or antibodies. The culturing of cells in a multi-well format and the utilization of an automated fluorescence microscope make it easier to study the dynamics of mtDNA and the morphology of mitochondria under a variety of experimental conditions in a relatively short time.

تسليط الضوء على المؤلف: القياس الكمي عالي الإنتاجية القائم على الصور لتخليق وتوزيع الحمض النووي للميتوكوندريا  

A procedure for studying the dynamics of mitochondrial DNA (mtDNA) metabolism in cells using a multi-well plate format and automated immunofluorescence imaging to detect and quantify mtDNA synthesis and distribution is described. This can be further used to investigate the effects of various inhibitors, cellular stresses, and gene silencing on mtDNA metabolism.

القياس الكمي عالي الإنتاجية القائم على الصور لتخليق وتوزيع الحمض النووي للميتوكوندريا

The vast majority of cellular processes require a continuous supply of energy, the most common carrier of which is the ATP molecule. Eukaryotic cells ...