Name: enrichment of mammalian tissues and xenopus oocytes with cholesterol
Uploaded: 2020-03-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Enrichment of Mammalian Tissues and Xenopus Oocytes with Cholesterol at JoVE.com

Bu çalışma, Amerikan Kalp Birliği'nden (A.R.-D.)'den (A.R.-D.)'ye ve National Institute of Health R01 tarafından (A.N.B.'ye) ve HL-104631 ve R37 AA-11560'a (A.M.D.'ye) bir Bilim Adamı Geliştirme Hibesi (11SDG5190025) tarafından desteklenmiştir.

Hayvanlarla ilgili tüm deneysel işlemler Tennessee Üniversitesi Sağlık Bilimleri Merkezi'nde (UTHSC) gerçekleştirildi. Hayvanların bakımı ve deneysel protokoller, Uluslararası Laboratuvar Hayvan Bakımı Değerlendirme ve Akreditasyon Derneği tarafından akredite edilmiş bir kurum olan UTHSC Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından gözden geçirildi ve onaylandı.
1. Kolesterol ile doymuş metil-β-siklodekstrin kullanarak doku ve hücrelerin zenginleşmesi
<p class="jov...

Memeli dokuları ve hücreleri ile Xenopus oositlerini kolesterolle zenginleştirme yöntemleri, yüksek kolesterol düzeylerinin bireysel moleküler türler, karmaşık makromoleküler sistemler (örneğin proteinler) ve hücresel ve organ fonksiyonu üzerindeki etkisini araştırmak için güçlü bir araçtır. Bu yazıda, bu tür çalışmaları kolaylaştıran iki tamamlayıcı yaklaşım tanımlanmıştır. İlk olarak, mβCD kolesterol ile doymuş kullanarak kolesterol ile doku ve hücreleri zenginleştir...

Kolesterol, önemli bir hücresel lipid, çok sayıda kritik fonksiyonel ve yapısal roller oynar1,2,3,4,5,6,7,8,9. Plazma zarının fiziksel özelliklerini düzenlemekten hücre canlılığını, büyümesini, çoğalmasını sağlamaya ve biyokimyasal yolların bolbir çok suni ve öncü molekül olarak hizmet, kolesterol normal hücre ve organ fonksiyonu için gerekli bir zorunlu bileşenidir. Sonuç olarak, kolesterol eksikliği ciddi fiziksel malformasyonlar ve çeşitli bozukluklar ile sonuçlanır. Öte yandan, fizyolojik düzeyleri (2-3x) üzerinde kolesterol bile küçük bir artış sitotoksik1,2,10 ve kardiyovasküler 11 dahil bozuklukların gelişimi ile ilişkiliolmuştur,12,13 ve nörodejeneratif hastalıklar14,15,16,17.11 Böylece kolesterolün kritik fonksiyonlarını sorgulamak ve kolesterol düzeylerindeki değişikliklerin etkisini belirlemek için dokularda, hücrelerde ve Kenopus oositlerinde kolesterolün içeriğini değiştiren farklı yaklaşımlar geliştirilmiştir.
Memeli doku ve hücrelerinde kolesterol düzeylerinin değiştirilmesi Doku ve hücrelerde kolesterol düzeylerini azaltmak için çeşitli yaklaşımlar harnessed olabilir18. Bir yaklaşım kolesterol sentezi oranını kontrol HMG-CoA redüktaz inhibe etmek için lipoprotein eksikliği serum da çözünmüş statinler onların maruz içerir19,20. Ancak, Bu kolesterol düşürücü ilaçlar da mevalonat yolu boyunca non-sterol ürünlerin oluşumunu inhibe. Bu nedenle, mevalonat küçük bir miktar bu ürünlerin oluşumuna izin vermek için eklenir21 ve bu yaklaşımın özgüllüğünü artırmak. Kolesterol düzeylerini düşürmek için başka bir yaklaşım β-siklodekstrinkullanımı içerir. Bu glucopyranose monomerler steroller in boyutu eşleşen bir çapı ile bir iç hidrofobik kavite sahip22, hangi hücrelerden kolesterol çıkarılmasını kolaylaştırır, bu nedenle kendi yerli kolesterol içeriği onları tüketen23. 2-hidroksipropil-β-siklodekstrin (HPβCD), şu anda Niemann-Pick tip C hastalığının tedavisi için test edilen bir preklinik ilaç, lizozomal kolesterol depolama ile karakterize genetik olarak kalıtsal ölümcül metabolik bozukluk24. Kolesterol tükenmesi düzeyi kullanılan özel türev bağlıdır. Örneğin, HPβCD metillenmiş türev daha düşük kapasiteli kolesterol ayıklar, metil-β-siklodekstrin (MβCD)24,25,26,27,28,29,30. Özellikle, ancak, β-siklodekstrinler de kolesterol ek olarak diğer hidrofobik molekülleri ayıklayabilir, daha sonra nonspesifik etkilere neden olabilir31. Tükenmeaksine, hücreler ve dokular özellikle kolesterol ile presaturated olmuştur β-siklodekstrin ile tedavi yoluyla kolesterol ile zenginleştirilmiş olabilir23. Bu yaklaşım kolesterol tükenmesi için kullanılan β-siklodekstrinlerin özgüllüğü için bir kontrol olarak da kullanılabilir31. Doku ve hücrelerden kolesterol ün tükenir ve hücrelerin depolanmasında kullanılan ortamda çözünmüş 30-60 dk ila 5 mM MβCD hücreleri teşhir edilerek elde edilebilir. Bu yaklaşım kolesterol içeriğinde % 50 azalmaya neden olabilir (örneğin, hipokampal nöronlarda32, sıçan serebral arterler33). Diğer taraftan, doku ve hücrelerin kolesterol zenginleştirme için β-siklodekstrin-kolesterol kompleksi hazırlanması daha karmaşıktır ve protokol bölümünde açıklanacaktır.
Kolesterol ile doymuş β-siklodekstrin kullanarak doku ve hücrelerin zenginleşmesine alternatif bir yaklaşım ldl kullanımını içerir, dokularda ifade LDL reseptörleri dayanır18. Bu yaklaşım hücrenin doğal kolesterol homeostaz makine kullanarak avantajı sunarken, çeşitli sınırlamalar vardır. İlk olarak, LDL reseptörü ifade etmez dokular ve hücreler bu yaklaşım kullanılarak zenginleştirilmiş olamaz. İkincisi, LDL parçacıkları kolesterol ek olarak diğer lipidler içerir. Özellikle LDL, ApoB100 (%25) proteininden oluşur. ve aşağıdaki lipidler (%75): ~6-8% kolesterol, ~ 45-50% kolesteril ester, ~ 18-24% fosfolipidler, ve ~ 4-8% triacylglycerols34. Bu nedenle, LDL parçacıkları ile kolesterol teslim nonspesifiktir. Üçüncü olarak, LDL reseptörünü ifade eden doku ve hücrelerde LDL ile kolesterol içeriğindeki artış yüzdesi, kolesterole doymuş siklodekstrin kullanılarak gözlenen artıştan önemli ölçüde daha düşük olabilir. Örneğin, bir önceki çalışmada, LDL yoluyla kolesterol ile kemirgen serebral arterlerin zenginleşmesi kolesterol düzeylerisadece%10-15 artış ile sonuçlandı 35 . Buna karşılık, protokol bölümünde açıklandığı gibi siklodekstrin ile doymuş siklodekstrin ile bu arterlerin zenginleşmesi kolesterol içeriğinde >%50 artışa yol açmıştır (Bkz. Temsilsonuçları bölümü, Şekil 1).
Xenopus oositlerinde kolesterol düzeylerinin değiştirilmesi Kenopus oositler genellikle hücre ve protein fonksiyonu nu incelemek için kullanılan heterolog bir ekspresyon sistemi oluşturur. Daha önceki çalışmalar, Kenopus oositlerinde fosfolipid molar oranına kolesterol oranının 0.5 ± 0.136olduğunu göstermiştir. Kolesterol bu içsel yüksek düzeyde nedeniyle, bu sistemde kolesterol içeriğini artırmak zordur, henüz membran fosfolipidler ve kolesterol yapılan dispersiyonlar kullanılarak elde edilebilir. Bu amaçla seçtiğimiz fosfolipidler, protokol bölümünde açıklandığı gibi yapay düzlemsel lipid çift katmanlı oluşturmak için kullanılanlara benzer ve l-α-fosfatidyletanolamine (PAPA) ve 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phospho-l-serine (POPS) içerir. Bu yaklaşım kolesterol içeriğinde >%50 artışa neden olabilir (Bkz. Temsili Sonuçlar bölümü, Şekil 2).
Fosfolipid bazlı dağılımlar ile Xenopus oositleri zenginleştirmek için alternatif bir yaklaşım siklodekstrin kolesterol ile doymuş kullanımını içerir, dokular ve hücrelerin zenginleştirilmiş şekilde benzer. Ancak, biz kolesterol içeriğinde ~ 25% artış ortalama ile, düşük tekrarlanabilirlik ve verimlilik olarak bu yaklaşımı bulduk. Bunun nedeni muhtemelen bu iki yaklaşımın farklı yükleme kapasitesinden kaynaklanmaktadır (Bkz. Temsili Sonuçlar bölümü, Şekil 3). Buna karşılık, Xenopus oositler kolesterol tüketmek için siklodekstrin kullanarak kolesterol içeriğinde ~ 40% azalmaya neden olabilir gösterilmiştir36.
Burada, kolesterol ile doymuş siklodekstrin uygulaması ile memeli doku ve hücrelerinin kolesterol zenginleştirme odaklanmak, ve lipozomlar kullanarak Xenopus oositler. Her iki yaklaşım da artan kolesterol düzeylerinin protein fonksiyonu üzerindeki etkisini ifade etmek için kullanılabilir. Protein fonksiyonunun kolesterol modülasyonu mekanizmaları doğrudan etkileşimleri içerebilir8 ve/veya dolaylı etkiler9. Kolesterol doğrudan etkileşimler yoluyla protein fonksiyonunu etkilediğinde, kolesterol düzeylerindeki artışın protein aktivitesi üzerindeki etkisi büyük olasılıkla hücre tipinden, ekspresyon sisteminden veya zenginleştirme yaklaşımından bağımsızdır. Örneğin, atriyal miyosit37 , hipokampal nöronlar3232,38, HEK29339 hücreleri ve Xenopus oositler32,37ifade potasyum (GIRK) kanalları nda içe doğru doğru lanse g-protein üzerindeki kolesterol etkisini belirlemek için bu iki yaklaşım kullanılmıştır. Bu çalışmalarda elde edilen sonuçlar tutarlıydı: memeli hücrelerinin her üç türünde ve amfibi oositlerde kolesterol yukarı tgüllü GIRK kanal fonksiyonunda (Bkz. Temsili Sonuçlar bölümü, Şekil 4, hipokampal nöronlar ve Xenopus oositlerinde ilgili deneyler). Ayrıca, bu çalışmalarda yapılan gözlemler de atriyal miyositler 37yapılan çalışmaların sonuçları ile tutarlı idi37 ,40 ve hipokampal nöronlar32,38 taze yüksek kolesterol diyet tabi hayvanlardan izole40. Özellikle, MβCD kullanarak hipokampal nöronların kolesterol zenginleştirme kolesterol düzeyleri ve GIRK fonksiyonu hem yüksek kolesterol diyet etkisini ele almak için kullanılan atorvastatin tedavisinin etkisini tersine38. Diğer çalışmalarda, potasyum kanalı Kir2.1'in kolesterol duyarlılığı üzerindeki etkilerini hem Xenopus oositleri hem de HEK293 hücreleri41kullanarak araştırdık. Yine mutasyonların kanalın hassasiyeti üzerindeki etkisi iki sistemde de benzerdi.
Moleküler, hücresel ve organ fonksiyonu üzerinde yüksek kolesterol düzeylerinin etkisini belirlemek için her iki zenginleştirme yöntemlerinin uygulamaları çoktur. Özellikle siklodekstrin-kolesterol komplekslerinin hücre ve dokuları zenginleştirmek için kullanılması özgüllüğü nedeniyle çok yaygındır. Bu yaklaşımın son örnekleri HERG kanal aktivasyonu ve altta yatan mekanizmalar üzerinde kolesterol etkisinin belirlenmesi içerir42, kolesterol Kirpi sinyalizasyon teşvik etmek için düzeltilmiş G protein istemli reseptör aktive keşif43, ve membran ilişkili bağlayıcı proteinler aracılığıyla kolesterol rolünün belirlenmesi44. Kendi çalışmamızda, mβCD ile memeli doku zenginleştirme kullandı: kolesterol kompleksi temel fonksiyonu ve kalsiyum farmakolojik profili üzerindeki etkisini incelemek için- ve büyük iletkenlik voltaj kapılı kanalların (BK, MaxiK) vasküler düz kas35,45,46. Diğer çalışmalarda, biz kolesterol duyarlılığı41, 47, 48 , 49 farklı bölgelerin rollerini belirlemek için kolesterol ile Xenopus oositler zenginleştirmek için fosfolipid tabanlı dağılım yaklaşımı kullanılan 41,47,48,49, yanı sıra bu kanallarda putatif kolesterol bağlayıcı siteleri belirlemek için32,50,51.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Amplex Red Cholesterol Assay Kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A12216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pierce BCA Protein Assay Kit</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>23225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pre-Diluted Protein Assay Standards BSA set</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>23208</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brain PE 25Mg in Chloroform</td>
			<td>Avanti Lipids</td>
			<td>840022C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16:0-18:1 PS 25Mg Chloroform</td>
			<td>Avanti Lipids</td>
			<td>840034C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cholesterol 100Mg Powder</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C8667</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>P217</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trizma base</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T6066</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Corning</td>
			<td>61-034-RO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>M33</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S271</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KH2PO4</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>P285</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgSO4</td>
			<td>EMD Chemicals</td>
			<td>MX0070-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>VWR</td>
			<td>E177</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextrose Anhydrous</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO3</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S6014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C3881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blood Gas Tank</td>
			<td>nexAir</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S318</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5mL tubes</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S35818</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gastight Syringe 100uL</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>1710</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microliter Syringe 25uL</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12 mL heavy duty conical centrifuge beaded rim tube</td>
			<td>Pyrex</td>
			<td>8120-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>C298</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Support Stand</td>
			<td>Homescience Tools</td>
			<td>CE-STAN5X8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal Clamp, 3-Prong</td>
			<td>Homescience Tools</td>
			<td>CE-CLPUNIV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonicator</td>
			<td>Laboratory Supplies</td>
			<td>G112SP1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D rotator mixer</td>
			<td>Benchmark Scientific</td>
			<td>B3D 1308</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96 well plate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>BR781602</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N2 gas</td>
			<td>nexAir</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass beakers 40ml-1L</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>02-540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ice Machine</td>
			<td>Scotsman</td>
			<td>CU1526MA-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ice bucket</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>50-136-7764</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1X PBS</td>
			<td>Corning</td>
			<td>21-031-CM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TritonX</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP151-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonic Dismembrator</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>Model 100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf microcentrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>Model 5417R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amber bottles</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>03-251-420</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning&#8482; Disposable Glass Pasteur Pipets</td>
			<td>FIsher</td>
			<td>13-678-4A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td>FIsher</td>
			<td>50-998-944</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isotemp&#8482; BOD Refrigerated Incubator</td>
			<td>FIsher</td>
			<td>97-990E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oocytes</td>
			<td>Xenoocyte&#8482;</td>
			<td>10005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat</td>
			<td>Envigo</td>
			<td>Sprague Dawley</td>
			<td>weight 250g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methyl-&#946;-cyclodextrin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C4555</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath incubator with shaker</td>
			<td>Precision</td>
			<td>51221080</td>
			<td>Lowest shaker setting O/N 37 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filipin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>SAE0088-1ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde 4%</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>2621</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DI H2O</td>
			<td>University DI source</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProLong Gold antifade reagnet</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P10144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microslides 75x25mm Frosted</td>
			<td>Diagger</td>
			<td>G15978A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11255-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Coverslip</td>
			<td>Diagger</td>
			<td>G15972B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clear nail polish</td>
			<td>Revlon</td>
			<td>771 Clear</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labeling Tape</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>15-901-20F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Securline Lab Marker II</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Z648205-5EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD 10mL Syringe</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>14-823-16E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.2 &#956;m syringe filter</td>
			<td>VWR</td>
			<td>28150-958</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KimWipes</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>06-666A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH probe</td>
			<td>Sartorus</td>
			<td>py-p112s</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH meter</td>
			<td>Denver instrument</td>
			<td>Model 225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% ETOH</td>
			<td>Pharmco</td>
			<td>211USP/NF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Timer</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>02-261-840</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steno book</td>
			<td>Staples</td>
			<td>163485</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

enrichment of mammalian tissues and xenopus oocytes with cholesterol

Hücre fonksiyonlarını incelemek için kullanılan Xenopus oositleri de dahil olmak üzere memeli doku ve hücrelerinin kolesterol zenginleştirme, çeşitli yöntemler kullanılarak gerçekleştirilebilir. Burada bu amaçla kullanılan iki önemli yaklaşımı açıklıyoruz. İlk olarak, serebral arterler (dokular) ve hipokampal nöronlar (hücreler) kullanarak kolesterol ile doymuş siklodekstrin kullanarak kolesterol ile doku ve hücreleri zenginleştirmek için nasıl örnek olarak açıklayın. Bu yaklaşım, doku, hücre veya hücre hatları her türlü için kullanılabilir. Kolesterol zenginleştirme için alternatif bir yaklaşım düşük yoğunluklu lipoprotein kullanımını içerir (LDL). Bu yaklaşımın avantajı hücrenin doğal kolesterol homeostaz makine nin bir kısmını kullanmasıdır. Ancak, siklodekstrin yaklaşımı kolesterol ile ilgi herhangi bir hücre tipi zenginleştirmek için uygulanabilir ise, LDL yaklaşımı LDL reseptörlerini ifade hücreleri ile sınırlıdır (örneğin, karaciğer hücreleri, kan lökositler ve doku makrofajları gibi kemik iliği kaynaklı hücreler), ve zenginleştirme düzeyi konsantrasyon ve LDL reseptörünün hareketliliğine bağlıdır. Ayrıca, LDL parçacıkları diğer lipidler içerir, bu nedenle kolesterol iletimi nonspesifiktir. İkinci olarak, xenopus oositleri kolesterol içeren fosfolipid bazlı dağılım (yani lipozomlar) kullanarak kolesterolle nasıl zenginleştirebileceğimizi açıklıyoruz. Kenopus oositler hücre ve protein fonksiyonlarını incelemek için kullanılan popüler bir heterolog ekspresyon sistemi oluşturur. Memeli dokusunun (serebral arterlerin) siklodekstrin bazlı kolesterol zenginleştirme yaklaşımı ve Xenopus oositlerinin fosfolipid bazlı kolesterol zenginleştirme yaklaşımı için kolesterol düzeylerinin 5 dk inkübasyondan sonra maksimuma ulaştığını göstermiş oluruz. Bu kolesterol seviyesi uzun kuluçka dönemlerinde sabit kalır (örn. 60 dk). Birlikte, bu veriler dokuların kolesterol zenginleştirme için optimize edilmiş zamansal koşulları için temel sağlamak, hücreler, ve fonksiyonel çalışmalar için Ksenin oositler kolesterol zenginleştirme etkisini sorgulamayı amaçlayan.

Siklodekstrin kullanımı kolesterol ile doku ve hücreleri zenginleştirmek için bir araç olarak kolesterol ile doymuş iyi kurulmuştur. Burada ilk olarak sıçan serebral arterlerini kolesterol ile zenginleştiren bu yaygın yaklaşımın mβCD ile kolesterol emaresini ortaya koymaktadır. Şekil 1A, görüntülenmiş serebral arter düz kas tabakasının bir örneğini gösterir ve doku zenginleştirmesiyle elde edilen ve 6,25 μM-6,25 ...

Watch this Scientific Journal Video about Enrichment of Mammalian Tissues and Xenopus Oocytes with Cholesterol at JoVE.com

Enrichment of Mammalian Tissues and Xenopus Oocytes with Cholesterol

Kolesterol zenginleştirme iki yöntem sunulmaktadır: siklodekstrin memeli doku ve hücreleri zenginleştirmek için kolesterol ile doymuş uygulanması, ve kolesterol zenginleştirilmiş fosfolipid tabanlı dağılımları kullanımı (lipozomlar) Xenopus oositleri zenginleştirmek için. Bu yöntemler moleküler, hücresel ve organ fonksiyonu nda yüksek kolesterol düzeylerinin etkisini belirlemek için etkilidir.

Memeli Dokuları ve Kenopus Oositlerinin Kolesterol ile Zenginleşmesi

Cholesterol enrichment of mammalian tissues and cells, including Xenopus oocytes used for studying cell function, can be accomplished using a variety of ...

Yüksek kolesterol kardiyovasküler ve nörodejeneratif hastalık için önemli bir risk faktörüdür. Protokollerimiz hiperkolesteroleminin hem fizyolojik hem de mekanik sonuçlarını incelemek için değerli araçlar sağlamaktadır. Bu işlemler temel laboratuvar ekipmanları kullanılarak gerçekleştirilebilir ve hücreler, dokular ve Ksenopus oositleri için geçerlidir.Kolesterol vücutta hücresel membranların önemli bir bileşenidir. Bu teknikler herhangi bir hücre tipinde kolesterol yüksek düzeyde etkisini incelemek için kullanılabilir. Arterlerin kesilmesi en zor adımdır.Dikkatle beyinden arter kaldırmak, germe veya vasküler doku zarar vermeden. Lipidler çok hassastır ve onlarla çalışmak bir bilimden çok bir sanattır. Video gösteri dikkatle lipidler işlemek için nasıl öğrenmek için bir rehber sağlar.Kolesterol doymuş metil-beta-siklodekstrin çözeltisi hazırlamak için, ilk pbs 10 mililitre metil-beta-siklodekstrin 064 gram ekleyin, bir karıştırma çubuğu ile çözelti karıştırma, metil-beta-siklodekstrin tam olarak çözülür sağlamak için. Sonra, şişeye kolesterol tozu 0024 gram ekleyin ve mümkün olduğunca çok sayıda kolesterol parçaları kırmak için bir spatula kullanarak, şiddetle çözüm karıştırın. Neredeyse tüm kolesterol çözülmüş olduğunda, parafin film en az iki kat ile şişe mühür.Ve bir gecede 37 derece santigrat derece su banyosunda dakikada yaklaşık 30 salınımlarda şişeyi sallayın. Sekiz ila 16 saat sonra, karışımı 22 mikrometrelik polyethersulfone şırınga filtresinden sınıf bir şişeye filtrelemeden önce çözeltiyi oda sıcaklığına kadar soğutun. Memeli serebral arter zenginleştirme için, 250 ila 300 gram Sprague Dawley sıçan buz üzerinde PBS bir beher içine beyin hasat, bir mumlu diseksiyon kase içine beyin aktarmadan önce, bir diseksiyon mikroskop altında, doku batırmak için yeterli PBS içeren.Beyni 2-3 iğneyle sabitle, kan damarlarına girmemelerini sağla. Ve keskin forsepsler ve küçük cerrahi makas kullanarak beyin arterlerini ve beynin tabanında Kisis Çemberi'ni oluşturan dallarını nazikçe inceleyin. Daha sonra, kısaca PBS bir santimetre uzunluğunda arter segmentleri kadar durulayın, dokuları kapsayacak kadar kolesterol zenginleştirici çözüm durulanmış segmentleri kuluçkadan önce.Kolesterol düzeyinde herhangi bir değişiklik belirlemek için, dimetil sülfoksit boya mililitre stok çözeltisi başına 10 miligram hazırlamak için filipin tozu taze bir şişe kullanın ve taze PBS üç beş dakikalık yıkar ile kolesterol zenginleştirilmiş dokuları yıkayın. Son yıkamadan sonra, oda sıcaklığında 10 dakika pbs% 5 Triton örnekleri permeabilizing önce, ışıktan korunan buz üzerinde 15 dakika boyunca% 4 paraformaldehit arter segmentleri düzeltmek. Kuluçka sonunda, bir shaker üzerinde PBS üç beş dakikalık yıkar ile dokuları yıkayın, filipin boya çözeltisi mililitre son konsantrasyonu başına 25 mikrogram örnekleri eklemeden önce, oda sıcaklığında bir saat boyunca, ışıktan korunan.Kuluçka sonunda, arter parçalarını gösterildiği gibi üç kez yıkayın, ardından damıtılmış suyla kısa bir durulama. Son yıkamadan sonra, herhangi bir aşırı sıvı emmek için bir laboratuvar dokusu kullanın, ve uygun bir montaj ortamı kullanarak bir slayt üzerine arterler monte. Dikkatle bir kapak kayma ile arterler kapağı, yuvarlanma veya doku büküm önlemek için özen, ve oda sıcaklığında 24 saat boyunca slayt kuru izin, ışıktan korunarak.Montaj ortamı kuruduğunda, kapak kapak kenarlarını açık ojeile kapatın ve cilanın 10 ila 15 dakika kurumasını bekleyin. Daha sonra, 340-380 nanometre bir uyarma ve 385-470 nanometre bir emisyon ile doku görüntü. Fosfolipid bazlı dağılım hazırlamak için, mililitre kloroform çözünmüş lipid çözeltisi başına 10 miligram 200 mikrolitre birleştirmek lipid çözeltisi, L-alfa-fosfatidiletanolamine, 1-Palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-fosfokolin, ve kolesterol 12 mililitre cam tüp.Bir azot akışı altında kaputtaki kloroformu buharlaştırın, 800 mikrolitre lik havalenyağan 150 milimolar potasyum klorür ve 10 milimolar Tris HEPES çözeltisi lipidleri askıya alın. Sonra parafin film ile tüp mühür ve yavaşça bir sütlü karışım oluşana kadar, 10 dakika boyunca 80 kilohertz tüp içeriğini sonicate. Xenopus oositlerin kolesterol zenginleştirme için, birden fazla bölgede bir kadın Xenopus laevis kurbağa yumurtalık kese bozmak için keskin forseps kullanın, ve kalsiyum içermeyen ND96 beş mililitre ile 60 milimetrelik bir plaka içine yumurtalık parçaları yerleştirin kollajenazın mililitre başına 5 miligram ile takviye.Oda sıcaklığında 15 dakika boyunca dakikada 60 salınımda bir orbital shaker üzerinde doku sallayın. Kuluçka sonunda, tek tek yumurtaları izole etmek için çözelti içeren yumurtayı beş ila 10 kez güçlü bir şekilde pipetlemek için geniş uçlu bir transfer pipetkullanın ve çözelti şeffaf hale gelene kadar koyu yumurta çözeltisini taze kalsiyumsuz ND96 ile hızlı bir şekilde durulayın. Sonra, kolesterol zenginleştirilmiş fosfolipid bazlı dağılım 90 mikrolitre bir kuyu içine 96 iyi plaka, ve mümkün olduğunca az orta ile de altı oosit ekleyin.5 ila 10 dakika için üç boyutlu bir platform rotator üzerine 96 iyi plaka yerleştirin. Sonra kuyuya ND96 bir damla ekleyin ve kolesterol zenginleştirilmiş yumurta transferi 35 milimetrelik plaka nd96 içeren onların hemen analiz için. Burada, bir görüntülenmiş serebral arter düz kas tabakası bir örnek kolesterol artan konsantrasyonları ile doku zenginleştirme üzerine elde filipin ilişkili floresan konsantrasyonbağımlı artış göstermektedir.Özellikle metil-beta-siklodekstrin kolesterol kompleksi ile tedaviden üç saat sonra kolesterol düzeyleri zenginleştirme hemen sonra kendi seviyesine göre yaklaşık% 50 oranında azalmıştır. Bir saat kuluçka süresi yaygın olarak bu yaklaşım sırasında kolesterol ile doku ve hücreleri zenginleştirmek için kullanılırken, kuluçka beş dakika genellikle kolesterol oksidaz bazlı biyokimyasal dosay tarafından belirlenen serebral arteriyel kolesterol içeriğinde istatistiksel olarak anlamlı bir artış elde etmek için yeterlidir. Kolesteroleksikliği olan kontrol fosfolipid bazlı dağılımlarla zenginleştirilmiş Xenopus oositlerinde kolesterol düzeylerinde önemli bir değişiklik gözlenmezken, kolesterolü de içeren fosfolipid bazlı dağılımlarla tedavinin sadece beş dakika sonra kolesterol düzeyleri önemli ölçüde artar ve kuluçka süresi 60 dakikaya çıkarıldığında bu seviyede kalır.Hücreleri zenginleştirmek için siklodekstrin bazlı yaklaşımın etkinliği de hipokampus CA1 bölgesinden yeni izole nöronlarda gösterilmiştir. Nitekim, metil-beta-siklodekstrin nöronların kuluçka 60 dakika kolesterol ile doymuş kolesterol düzeylerinde iki kat üzerinde bir artış ile sonuçlanır, filipin ilişkili floresan tarafından değerlendirildiği gibi. Genel olarak, bu işlemler için en önemli iki adım kolesterol zenginleştirme karışımı hazırlanması ve arteriyel doku bütünlüğünü sağlamak.Kolesterol zenginleştirme sonrasında, bir hiperkolesterolemi etkilenen proteinlerin işlevini inceleyebilirsiniz. Kolesterol ile hücreleri zenginleştirmek için yeteneği kardiyomiyositler ve nöronlarda yüksek kolesterol düzeylerinin çalışmasını kolaylaştırdı. Yumurtaların kullanımı, kolesterolün iyon kanallarına nasıl bağdaştırdığını araştırmamıza olanak sağladı.Bir laboratuvar önlüğü ve eldivenler bu protokol için her zaman giyilir. Kloroform ve paraformaldehit bir duman başlığı altında kullanılmalı ve tehlikeli atık olarak atılmalıdır.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Enrichment of Mammalian Tissues and Xenopus Oocytes with Cholesterol

Protein Complex Affinity Capture from Cryomilled Mammalian Cells

Cryomilled memeli hücrelerinden protein kompleksi olan ele geçirme kapasitesini

Affinity capture is an effective technique for isolating endogenous protein complexes for further study. When used in conjunction with an antibody, this ...

Voltage-clamp Fluorometry in Xenopus Oocytes Using Fluorescent Unnatural Amino Acids

Voltage-clamp Fluorometry in Xenopus Oocytes Using Fluorescent Unnatural Amino Acids

Voltaj kelepçesi florometrisi<em&gt; Xenopus</emFloresan Doğal Olmayan Amino Asitler Kullanan Oositler

Voltage-Clamp Fluorometry (VCF) has been the technique of choice to investigate the structure and function of electrogenic membrane proteins where ...

Enrichment of Detergent-insoluble Protein Aggregates from Human Postmortem Brain

Deterjan çözünmez Protein toplamları--dan insan öldükten sonra beyin zenginleştirme

In this study, we describe an abbreviated single-step fractionation protocol for the enrichment of detergent-insoluble protein aggregates from human ...

Imaging Amyloid Tissues Stained with Luminescent Conjugated Oligothiophenes by Hyperspectral Confocal Microscopy and Fluorescence Lifetime Imaging

Amiloid doku Imaging ile Işıksaçan konjuge Oligothiophenes Hyperspectral tarafından Confocal mikroskobu ve floresan ömür boyu görüntüleme lekeli

Proteins that deposit as amyloid in tissues throughout the body can be the cause or consequence of a large number of diseases. Among these we find ...

Toeprinting Analysis of Translation Initiation Complex Formation on Mammalian mRNAs

Çeviri başlatma karmaşık oluşumu memeli mRNA'ların Toeprinting analizi

Translation initiation is the rate-limiting step of protein synthesis and represents a key point at which cells regulate their protein output. Regulation ...

Expression and Purification of Mammalian Bestrophin Ion Channels

İfade ve arıtma memeli Bestrophin iyon kanalları

The human genome encodes four bestrophin paralogs, namely BEST1, BEST2, BEST3, and BEST4. BEST1, encoded by the BEST1 gene, is a Ca2+-activated Cl- ...

Detection of Protein Ubiquitination Sites by Peptide Enrichment and Mass Spectrometry

Peptit Zenginleştirme ve Kütle Spektrometresi ile Protein Ubiquitinasyon Sitelerinin Saptanması

The posttranslational modification of proteins by the small protein ubiquitin is involved in many cellular events. After tryptic digestion of ...

Studying RNA Interactors of Protein Kinase RNA-Activated during the Mammalian Cell Cycle

RNA Interactors Protein kinaz memeli hücre döngüsü sırasında RNA-harekete geçirmek, eğitim

Protein kinase RNA-activated (PKR) is a member of the innate immune response proteins and recognizes the double-stranded secondary structure of viral ...

Enrichment of Native Lipoprotein Particles with microRNA and Subsequent Determination of Their Absolute/Relative microRNA Content and Their Cellular Transfer Rate

MicroRNA ile yerli lipoprotein parçacıkları zenginleştirme ve onların mutlak/bağıl microRNA Içerik ve onların hücresel transfer hızı sonraki belirlenmesi

Lipoprotein particles are predominately transporters of lipids and cholesterol in the bloodstream. Furthermore, they contain small amounts of strands of ...

Quantification of Coenzyme A in Cells and Tissues

Hücre ve Dokularda Koenzim A'nın Sayısallaştırılması

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