Name: extracellular glucose depletion as an indirect measure of glucose uptake in cells and tissues ex vivo
Uploaded: 2022-04-06T14:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Extracellular Glucose Depletion as an Indirect Measure of Glucose Uptake in Cells and Tissues Ex Vivo at JoVE.com

이 프로젝트는 Ralph와 Marian Falk Medical Research Catalyst Award와 Kathleen Kelly Award의 지원을 받았습니다. 다른 지원으로는 국립 연구 자원 센터 UL1RR025755 및 NCI P30CA16058 (OSUCCC), 의학 연구를위한 NIH 로드맵이 포함되었습니다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 국립 연구 자원 센터 또는 NIH의 공식 견해를 대표하지 않습니다.

동물 연구는 오하이오 주립 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (OSU, 프로토콜 2007A0262-R4)에 의해 승인되었습니다.
참고 : 모든 절차는 송풍기를 켜고 표시등이 꺼진 클래스 II 생물 안전 캐비닛에서 수행되어야합니다.
1. 재료의 제조
참고: 모든 재료는 재료 표에 나열되어 있습니다.
<ol><li>클래스 II 생물안?...

<ol>
	<li>Kyrtata, N., Emsley, H. C. A., Sparasci, O., Parkes, L. M., Dickie, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+review+of+glucose+transport+alterations+in+Alzheimer's+disease.">A systematic review of glucose transport alterations in Alzheimer's disease.</a> Frontiers in Neuroscience. 15, 568 (2021).</li><li>Garcia-Carbonell, R., 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=Critical+role+of+glucose+metabolism+in+rheumatoid+arthritis+fibroblast-like+synoviocytes.">Critical role of glucose metabolism in rheumatoid arthritis fibroblast-like synoviocytes.</a> Arthritis Rheumatology. 68 (7), 1614-1626 (2016).</li><li>Kumar, 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=Is+diabetes+mellitus+associated+with+mortality+and+severity+of+COVID-19?+A+meta-analysis.">Is diabetes mellitus associated with mortality and severity of COVID-19? A meta-analysis.</a> Diabetes &amp; Metabolic Syndrome: Clinical Research &amp; Review. 14 (4), 535-545 (2020).</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=Different+prognostic+impact+of+glucose+uptake+in+visceral+adipose+tissue+according+to+sex+in+patients+with+colorectal+cancer.">Different prognostic impact of glucose uptake in visceral adipose tissue according to sex in patients with colorectal cancer.</a> Scientific Reports. 11 (1), 21556 (2021).</li><li>Miner, M. W. 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=Comparison+of:+(2S,4R)-4-[(18)F]Fluoroglutamine,+[(11)C]Methionine,+and+2-Deoxy-2-[(18)F]Fluoro-D-Glucose+and+two+small-animal+PET/CT+systems+imaging+rat+gliomas.">Comparison of: (2S,4R)-4-[(18)F]Fluoroglutamine, [(11)C]Methionine, and 2-Deoxy-2-[(18)F]Fluoro-D-Glucose and two small-animal PET/CT systems imaging rat gliomas.</a> Frontiers in Oncology. 11 (18), 730358 (2021).</li><li>Gumbiner, B., Thorburn, A. W., Ditzler, T. M., Bulacan, F., Henry, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+impaired+intracellular+glucose+metabolism+in+the+insulin+resistance+of+aging.">Role of impaired intracellular glucose metabolism in the insulin resistance of aging.</a> Metabolism. 41 (10), 1115-1121 (1992).</li><li>Ebrahimi, A. 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=Beta+cell+identity+changes+with+mild+hyperglycemia:+Implications+for+function,+growth,+and+vulnerability.">Beta cell identity changes with mild hyperglycemia: Implications for function, growth, and vulnerability.</a> Molecular Metabolism. 35, 100959 (2020).</li><li>Ruberto, A. 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=KLF10+integrates+circadian+timing+and+sugar+signaling+to+coordinate+hepatic+metabolism.">KLF10 integrates circadian timing and sugar signaling to coordinate hepatic metabolism.</a> Elife. 10, 65574 (2021).</li><li>Stocks, B., Zierath, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-translational+modifications:+The+signals+at+the+intersection+of+exercise,+glucose+uptake,+and+insulin+sensitivity.">Post-translational modifications: The signals at the intersection of exercise, glucose uptake, and insulin sensitivity.</a> Endocrinology Reviews. , (2021).</li><li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+report+on+diabetes.">Global report on diabetes.</a> World Health Organization. , (2016).</li><li>Kolb, H., Martin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental/lifestyle+factors+in+the+pathogenesis+and+prevention+of+type+2+diabetes.">Environmental/lifestyle factors in the pathogenesis and prevention of type 2 diabetes.</a> BMC Medicine. 15 (1), 131 (2017).</li><li>Galicia-Garcia, U., 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=Pathophysiology+of+type+2+diabetes+mellitus.">Pathophysiology of type 2 diabetes mellitus.</a> International Journal of Molecular Science. 21 (17), 6275 (2020).</li><li>Petrov, M. S., Basina, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DIAGNOSIS+OF+ENDOCRINE+DISEASE:+Diagnosing+and+classifying+diabetes+in+diseases+of+the+exocrine+pancreas.">DIAGNOSIS OF ENDOCRINE DISEASE: Diagnosing and classifying diabetes in diseases of the exocrine pancreas.</a> European Journal of Endocrinology. 184 (4), 151-163 (2021).</li><li>Sirdah, M. M., Reading, 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=Genetic+predisposition+in+type+2+diabetes:+A+promising+approach+toward+a+personalized+management+of+diabetes.">Genetic predisposition in type 2 diabetes: A promising approach toward a personalized management of diabetes.</a> Clinical Genetics. 98 (6), 525-547 (2020).</li><li>Ramos-Lopez, O., Milagro, F. I., Riezu-Boj, J. I., Martinez, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenetic+signatures+underlying+inflammation:+an+interplay+of+nutrition,+physical+activity,+metabolic+diseases,+and+environmental+factors+for+personalized+nutrition.">Epigenetic signatures underlying inflammation: an interplay of nutrition, physical activity, metabolic diseases, and environmental factors for personalized nutrition.</a> Inflammation Research. 70 (1), 29-49 (2021).</li><li>Yamamoto, 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=Measurement+of+glucose+uptake+in+cultured+cells.">Measurement of glucose uptake in cultured cells.</a> Current Protocols in Pharmacology. 71 (1), 12-14 (2015).</li><li>Yang, L., 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+sensitive+and+simple+HPLC-FLD-based+method+for+the+measurement+of+intracellular+glucose+uptake.">A sensitive and simple HPLC-FLD-based method for the measurement of intracellular glucose uptake.</a> Food Chemistry. 372, 131218 (2021).</li><li>Lee, 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=Amino+acid-based+compound+activates+atypical+PKC+and+leptin+receptor+pathways+to+improve+glycemia+and+anxiety+like+behavior+in+diabetic+mice.">Amino acid-based compound activates atypical PKC and leptin receptor pathways to improve glycemia and anxiety like behavior in diabetic mice.</a> Biomaterials. 239, 119839 (2020).</li><li>Shukla, S. K., Mulder, S. E., Singh, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia-mediated+in+vivo+tumor+glucose+uptake+measurement+and+analysis.">Hypoxia-mediated in vivo tumor glucose uptake measurement and analysis.</a> Methods in Molecular Biology. 1742, 107-113 (2018).</li><li>Jakson, I., Ujvari, D., Brusell Gidlof, S., Linden Hirschberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin+regulation+of+solute+carrier+family+2+member+1+(glucose+transporter+1)+expression+and+glucose+uptake+in+decidualizing+human+endometrial+stromal+cells:+an+in+vitro+study.">Insulin regulation of solute carrier family 2 member 1 (glucose transporter 1) expression and glucose uptake in decidualizing human endometrial stromal cells: an in vitro study.</a> Reproductive Biology and Endocrinology. 18 (1), 117 (2020).</li><li>Saparbaev, E., 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=Identification+and+quantification+of+any+isoforms+of+carbohydrates+by+2D+UV-MS+fingerprinting+of+cold+ions.">Identification and quantification of any isoforms of carbohydrates by 2D UV-MS fingerprinting of cold ions.</a> Analytical Chemistry. 92 (21), 14624-14632 (2020).</li><li>Schulz, 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=Targeted+metabolomics+of+pellicle+and+saliva+in+children+with+different+caries+activity.">Targeted metabolomics of pellicle and saliva in children with different caries activity.</a> Scientific Reports. 10 (1), 697 (2020).</li><li>Shulman, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclear+magnetic+resonance+studies+of+glucose+metabolism+in+non-insulin-dependent+diabetes+mellitus+subjects.">Nuclear magnetic resonance studies of glucose metabolism in non-insulin-dependent diabetes mellitus subjects.</a> Molecular Medicine. 2 (5), 533-540 (1996).</li><li>Cochran, B. 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=In+vivo+PET+imaging+with+[(18)F]FDG+to+explain+improved+glucose+uptake+in+an+apolipoprotein+A-I+treated+mouse+model+of+diabetes.">In vivo PET imaging with [(18)F]FDG to explain improved glucose uptake in an apolipoprotein A-I treated mouse model of diabetes.</a> Diabetologia. 59 (18), 1977-1984 (2016).</li><li>Lloyd, P. G., Hardin, C. D., Sturek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Examining+glucose+transport+in+single+vascular+smooth+muscle+cells+with+a+fluorescent+glucose+analog.">Examining glucose transport in single vascular smooth muscle cells with a fluorescent glucose analog.</a> Physiological Research. 48 (6), 401-410 (1999).</li><li>Beeton, C., Garcia, A., Chandy, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drawing+blood+from+rats+through+the+saphenous+vein+and+by+cardiac+puncture.">Drawing blood from rats through the saphenous vein and by cardiac puncture.</a> Journal of Visualized Experiments. (7), e266 (2007).</li><li>DiSilvestro, D. 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=Leptin+production+by+encapsulated+adipocytes+increases+brown+fat,+decreases+resistin,+and+improves+glucose+intolerance+in+obese+mice.">Leptin production by encapsulated adipocytes increases brown fat, decreases resistin, and improves glucose intolerance in obese mice.</a> PLoS One. 11 (4), 0153198 (2016).</li><li>Friedman, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leptin+and+the+endocrine+control+of+energy+balance.">Leptin and the endocrine control of energy balance.</a> Nature Metabolism. 1 (8), 754-764 (2019).</li><li>Guillam, M. T., Burcelin, R., Thorens, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+hepatic+glucose+production+in+the+absence+of+GLUT2+reveals+an+alternative+pathway+for+glucose+release+from+hepatocytes.">Normal hepatic glucose production in the absence of GLUT2 reveals an alternative pathway for glucose release from hepatocytes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 95 (21), 12317-12321 (1998).</li><li>Guillam, M. 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=Early+diabetes+and+abnormal+postnatal+pancreatic+islet+development+in+mice+lacking+Glut-2.">Early diabetes and abnormal postnatal pancreatic islet development in mice lacking Glut-2.</a> Nature Genetics. 17 (3), 327-330 (1997).</li><li>Barros, L. F., 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=Kinetic+validation+of+6-NBDG+as+a+probe+for+the+glucose+transporter+GLUT1+in+astrocytes.">Kinetic validation of 6-NBDG as a probe for the glucose transporter GLUT1 in astrocytes.</a> Journal of Neurochemistry. 109, 94-100 (2009).</li><li>Sprinz, C., 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+blood+glucose+level+on+18F-FDG+uptake+for+PET/CT+in+normal+organs:+A+systematic+review.">Effects of blood glucose level on 18F-FDG uptake for PET/CT in normal organs: A systematic review.</a> PLoS One. 13 (2), 0193140 (2018).</li><li>Johnson, T. V., Martin, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+characterization+of+an+adult+retinal+explant+organotypic+tissue+culture+system+as+an+in+vitro+intraocular+stem+cell+transplantation+model.">Development and characterization of an adult retinal explant organotypic tissue culture system as an in vitro intraocular stem cell transplantation model.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 49 (8), 3503-3512 (2008).</li><li>de Urquiza, A. 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=Docosahexaenoic+acid,+a+ligand+for+the+retinoid+X+receptor+in+mouse+brain.">Docosahexaenoic acid, a ligand for the retinoid X receptor in mouse brain.</a> Science. 290 (5499), 2140-2144 (2000).</li><li>Olson, A. L., Pessin, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure,+function,+and+regulation+of+the+mammalian+facilitative+glucose+transporter+gene+family.">Structure, function, and regulation of the mammalian facilitative glucose transporter gene family.</a> Annual Review of Nutrition. 16 (1), 235-256 (1996).</li><li>Muhanna, D., Arnipalli, S. R., Kumar, S. B., Ziouzenkova, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osmotic+adaptation+by+Na(+)-dependent+transporters+and+ACE2:+correlation+with+hemostatic+crisis+in+COVID-19.">Osmotic adaptation by Na(+)-dependent transporters and ACE2: correlation with hemostatic crisis in COVID-19.</a> Biomedicines. 8 (11), 460 (2020).</li><li>Ligasova, A., Koberna, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+dyes-highly+sensitive+reporters+of+cell+quantification:+comparison+with+other+cell+quantification+methods.">DNA dyes-highly sensitive reporters of cell quantification: comparison with other cell quantification methods.</a> Molecules. 26 (18), 5515 (2021).</li><li>DeFronzo, R. A., Tobin, J. D., Andres, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose+clamp+technique:+a+method+for+quantifying+insulin+secretion+and+resistance.">Glucose clamp technique: a method for quantifying insulin secretion and resistance.</a> American Journal of Physiology. 237 (3), 214-223 (1979).</li></ol>

세포외 FD-글루코스 고갈과 세포 배양에서의 정상화된 세포내 글루코스 흡수의 직접적인 비교는 높은 상관관계를 나타냈으며, 이는 세포외 글루코스 고갈이 글루코스 흡수 평가를 위한 대리 측정이 될 수 있음을 시사한다. 세포외 FD-글루코스의 측정은 광범위한 FD 글루코스 농도를 사용할 수 있으며, 또한 0.5-2.5 μg FD-글루코스 / mL가 최적의 범위를 제공하는 것으로 보입니다. 세포외 FD-글루코오스?...

포도당 섭취량 측정에 대한 요구는 포도당 대사에 의존하는 수많은 질병의 전염병 증가를 해결해야 할 중요한 필요성과 함께 증가합니다. 퇴행성 대사성 질환, 신경 및인지 장애1, 염증성2 및 전염병3, 암4,5 및 노화6의 기본 메커니즘은 에너지 및 그 저장, 단백 동화 과정, 단백질 및 유전자 변형, 신호 전달, 유전자의 조절, 핵산 합성 및 복제에 대한 포도당 대사에 의존합니다 7,8,9 . 당뇨병 (DM)은 포도당 흡수 조절의 오작동과 직접 관련이 있습니다. DM은 제1형, -2형, -3형 진성 당뇨병, 임신성 당뇨병, 젊은 성숙 발병 당뇨병 및 환경 및/또는 유전적 요인에 의해 유발되는 다른 유형의 질환과 같은 만성 질환의 스펙트럼이다. 2016 년 당뇨병에 관한 최초의 WHO 글로벌 보고서에 따르면 가장 널리 퍼진 DM을 앓고있는 성인의 수는 1980 년 이후 422 백만 명의 성인10 명으로 거의 4 배로 증가했으며이 DM 환자 수는 지난 수십 년 동안 기하 급수적으로 증가하고 있습니다. 2019 년에만 DM10에 의해 1.5 백만 명의 사망자가 직접 발생한 것으로 추정됩니다. 이러한 극적인 상승은 유형 2 DM의 증가와 과체중 및 비만10을 포함하여 그것을 유발하는 조건 때문입니다. COVID-19 전염병은 일반 인구에 비해 DM 환자의 사망률이 두 배 증가한 것으로 나타 났으며, 이는 면역 방어에서 포도당 대사의 심오하지만 잘 이해되지 않은 역할을 시사합니다3. DM, 비만 및 기타 질병의 예방, 조기 진단 및 치료에는 다양한 조직에 의한 포도당 흡수 측정의 최적화와 포도당 섭취에 영향을 미치는 환경 11, 영양 12, 내분비13, 유전 적14 및 후성 유전 학적 15 요인의 확인이 필요합니다.
연구에서, 글루코스의 세포내 및/또는 조직 흡수는 일반적으로 시험관내 16,17,18 및 생체내19에서 형광 표지된 글루코스(FD-glucose)에 의해 측정된다. FD-글루코오스는 방사성 표지된 글루코스 20, 분석 질량 분광법 분석 21, 대사체학 22, 핵 자기 공명 방법(23), 양전자 방출 단층촬영/컴퓨터 단층촬영(PET/CT)5,24를 사용하는 보다 정밀한 방법에 비해 선호되는 방법이 되었다. FD-글루코스 섭취와는 달리, 더 많은 생물학적 물질을 필요로 하는 분석 방법에는 다단계 샘플 준비, 고가의 장비 및 복잡한 데이터 분석이 포함될 수 있습니다. 세포 배양물에서 FD-글루코스 흡수의 효과적이고 저렴한 측정은 개념 증명 실험에 활용되었으며 다른 방법에 의한 검증이 필요할 수 있습니다.
포도당 흡수 연구를위한 FD-글루코스 적용의 기초는 내인성 포도당25에 비해 FD-포도당의 신진 대사 감소입니다. 그럼에도 불구하고, 내인성 글루코스와 FD-글루코오스 둘 모두는 동화작용, 이화작용 및 신호전달 과정에 사용하기 위해 모든 세포 구획들 사이에 동적으로 분포된다. FD-글루코오스의 구획화 및 시간 의존적 처리(25 )는 형광 측정을 방해하고, 고처리량 스크리닝 실험, 동역학 분석, 3D 세포 배양, 공동 배양, 및 조직 외래 실험에서 이러한 분석의 사용에 대한 주요 제한 인자를 나타낸다. 여기에서, 우리는 FD-글루코스의 세포외 고갈과 그 세포내 흡수 사이의 높은 상관관계를 보여주는 데이터를 제공하여, 세포내 글루코스 흡수를 위한 대리 측정으로서 FD-글루코오스의 세포외 고갈을 시사한다. 글루코스의 세포외 고갈의 측정은 이 방법의 원리 증명을 제공하기 위해 인슐린 및 실험 약물18 로 처리된 마우스에서 글루코스 흡수의 조직 특이적 차이를 검증하기 위해 적용되었다.
현재 프로토콜은 3T3-L1 세포에서 FD-글루코스 흡수의 세포내 및 세포외(그림 1) 측정을 기술한다. 프로토콜 섹션 1-7은 48 h 동안 세포의 배양 및 성장을 설명합니다. 세포 기아, 자극, 및 기준선 세포외 측정; 및 세포외 FD-글루코오스의 자극 후 측정 및 FD-글루코스 및 단백질의 세포내 측정. 프로토콜 섹션 8은 다른 곳(18)에 기술된 인슐린 및 아미노산 화합물 2(AAC2)의 존재 및 부재 하에 ob/ob 마우스로부터 해부된 조직에서 FD-글루코스의 세포외 흡수의 생체외 측정을 기술한다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3T3-L1 mouse fibroblasts</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CL-173</td>
			<td>Cell line</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well plates</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>353227</td>
			<td>Plastic ware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B6.V-Lepob/J male mice</td>
			<td>Jackson Laboratory</td>
			<td>stock number 000632</td>
			<td>Mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BioTek Synergy H1 modular multimode microplate reader (Fisher Scientific, US)</td>
			<td>Fisher Scientific, US</td>
			<td>&#160;B-SHT</td>
			<td>Device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum</td>
			<td>Gibco/ThermoFisher</td>
			<td>161790-060</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calf serum</td>
			<td>Gibco/ThermoFisher</td>
			<td>26010-066</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell incubator</td>
			<td>Forma</td>
			<td>Series II Water Jacket</td>
			<td>Device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diet (mouse/rat diet, irradiated)</td>
			<td>Envigo</td>
			<td>Teklad LM-485</td>
			<td>Diet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylsulfoxide (DMSO)</td>
			<td>Sigma LifeScience</td>
			<td>D2650-100mL</td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium</td>
			<td>Gibco/ThermoFisher</td>
			<td>&#160;11965-092</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>E7023-500mL</td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescent 2-deoxy-2-[(7-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-4-yl) amino]-D-glucose)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>72987-1MG</td>
			<td>Assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose-free and phenol red-free DMEM</td>
			<td>Gibco/ThermoFisher</td>
			<td>A14430-01</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human insulin 10 mg/mL</td>
			<td>MilliporeSigma, Cat N 91077C</td>
			<td>Cat N 91077C</td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane, 5%</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>NDC 11695-6776-2</td>
			<td>Anestaetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/streptomycin (P/S)</td>
			<td>Gibco/ThermoFisher</td>
			<td>15140-122</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>DA537-500 mL</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pierce bicinchoninic acid (BCA) protein assay</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>Cat N23225</td>
			<td>Assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Radioimmunoprecipitation assay lysis buffer</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>sc-24948</td>
			<td>Assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA (0.05%)</td>
			<td>Gibco/ThermoFisher</td>
			<td>&#160;25300-054</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

extracellular glucose depletion as an indirect measure of glucose uptake in cells and tissues ex vivo

전 세계적으로 진행중인 당뇨병 유행은 포도당 섭취에 영향을 미치는 환경, 영양, 내분비, 유전 및 후성 유전 적 요인의 확인에 대한 수요를 증가시킵니다. 세포내 형광의 측정은 시험관 내에서 세포에서 형광 표지된 글루코스(FD-glucose)의 흡수를 시험하거나 생체내에서 글루코스 소비 조직을 영상화하기 위해 널리 사용되는 방법이다. 이 분석은 선택된 시점에서 글루코스 흡수를 평가합니다. 세포 내 분석은 FD-글루코스의 신진 대사가 이화 작용 및 단백 동화 반응 및 신호 전달에 참여하는 내인성 포도당의 신진 대사보다 느리다고 가정합니다. 그러나 동적 포도당 대사는 또한 흡수 메커니즘을 변경하며, 이는 다양한 요인에 대한 반응으로 포도당 섭취의 운동 학적 측정이 필요합니다. 이 글에서는 세포외 FD-글루코스 고갈을 측정하는 방법을 설명하고, 세포 및 조직 ex 생체내에서 세포내 FD-글루코스 흡수와의 상관관계를 검증한다. 세포외 글루코스 고갈은 고처리량 동역학 및 용량-의존적 연구뿐만 아니라 혈당 활성 및 그들의 조직-특이적 효과를 갖는 화합물을 확인하는 데 잠재적으로 적용될 수 있다.

세포내 섭취 및 세포외 글루코스 고갈은 인슐린 자극 유무에 관계없이 FD-글루코오스의 상이한 농도(도 2)에 반응하여 3T3-L1 지방전구세포에서 측정되었다. 도 2A는 FD-글루코스의 세포내 흡수의 용량-의존적 증가를 보여주며, 이는 인슐린의 존재하에서 유의하게 증가되었다. 동일한 세포에서 세포외 FD-글루코오스의 수반되는 감소는 도 2B...

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Extracellular Glucose Depletion as an Indirect Measure of Glucose Uptake in Cells and Tissues Ex Vivo

형광 표지된 글루코스의 세포외 고갈은 글루코스 흡수와 상관관계가 있으며, 적출된 기관 및 세포 배양물에서 글루코스 흡수의 고처리량 스크리닝에 사용될 수 있다.

세포 외 포도당 고갈은 세포 및 조직 Ex vivo 에서 포도당 흡수의 간접적 인 척도로서

The ongoing worldwide epidemic of diabetes increases the demand for the identification of environmental, nutritional, endocrine, genetic, and epigenetic ...

포도당 섭취는 건강과 질병을 이해하는 열쇠입니다. 포도당은 인체의 대사 및 구조적 요구에 중추적인 역할을 할 뿐만 아니라 조절에 중요한 역할을 합니다. 포도당의 세포외 측정은 영양소 또는 약물에 반응하여 다양한 유전적 배경을 가진 세포, 조직 및 기관에서 포도당 흡수의 동역학을 위한 고처리량 분석의 개발을 가능하게 합니다.이 분석은 당뇨병, 암, 중추 신경계의 퇴행성 질환, 비만 및 포도당 및 신진 대사의 모든 질병에 대한 치료제 및 영양 발견을위한 귀중한 도구가 될 것입니다. 분석은 다양한 조직 및 세포 배양에 대한 대사 특성을 기반으로 해야 하는 기아 및 자극 시간 조정이 필요합니다. 배양 3T3-L1 마우스 섬유아세포를 6 세포에 10 밀리리터로 플레이팅하여, 배지 1의 20 밀리리터를 296 웰 플레이트에 희석하였다.웰당 100 마이크로리터의 세포 현탁액을 플레이트화하고, 혼합함으로써 이 현탁액의 균질성을 유지하도록 한다. 약 70-80 % confluency까지 배지를 변경하지 않고 섭씨 37도 인큐베이터에서 48 시간 동안 세포를 성장시킵니다. 세포를 합류 상태로 유지하고 48시간 동안 동일한 배지에서 배양하여 금식합니다.배양 시간은 원하는 공복 이화 작용 상태에 따라 24 시간에서 72 시간까지 다양합니다. 96 웰 플레이트의 세포로부터 디캔트 배지. 멸균 된 종이 타월을 사용하여 남은 액체를 흡수하십시오.96웰 플레이트를 웰당 100마이크로리터의 PBS로 헹구고 멸균 종이 타월로 남은 유체를 흡수합니다. 웰당 100마이크로리터의 무포도당 DMEM을 첨가하고, 40분 동안 배양한다. 세포 유형 자극 및 원하는 금식 수준에 따라 배양 시간을 조정하십시오.각 시뮬레이션 조건에 대해 8번의 반복실험을 사용합니다. 따라서 각 시뮬레이션 조건에 대해 1 밀리리터를 준비하십시오. 인슐린 없이 7가지 시뮬레이션 조건을 사용합니다.196 웰 플레이트에서 밀리리터당 2.5 마이크로그램, 밀리리터당 1 마이크로그램, 밀리리터당 0.5 마이크로그램, 밀리리터당 0.2 마이크로그램, 밀리리터당 0.1 마이크로그램, 밀리리터당 0.05 마이크로그램, 및 밀리리터당 0 밀리그램의 FD 포도당. 인슐린과 함께 7 가지 자극 조건을 사용하십시오. 다른 96 웰 플레이트에서 밀리리터당 2.5 마이크로그램, 밀리리터당 1 마이크로그램, 밀리리터당 0.5 마이크로그램, 밀리리터당 0.2 마이크로그램, 밀리리터당 0.1 마이크로그램, 밀리리터당 0.05 마이크로그램, 및 밀리리터당 0 마이크로그램의 FD 포도당.자극 조건을 준비하기 위해 1 밀리리터 FD 포도당 작업 용액 당 5 밀리그램의 1 마이크로 리터와 999 마이크로 리터의 포도당이없는 DMEM을 희석하여 1 밀리리터의 작업 저장 용액을 얻습니다. 이 작업 스톡 용액을 사용하여 FD 포도당의 1 내지 2000, 1 내지 5, 000, 1 내지 10, 000, 1 내지 25, 000, 1 내지 50, 000 및 1 내지 100, 000 망상을 준비하여 밀리리터당 2.5 마이크로그램, 밀리리터당 1 마이크로그램, 밀리리터당 0.5 마이크로그램, 밀리리터당 0.2 마이크로그램, 밀리리터당 0.1 마이크로그램, 조명이없는 생물 안전 캐비닛에서 실험 직전에 2 밀리리터 튜브에 밀리리터 당 0.05 마이크로 그램. 이러한 각 조건에 1 마이크로 리터의 인슐린을 추가하십시오.인큐베이션 40분 후, 각 웰로부터의 글루코스 유리 DMEM을 96웰 플레이트에서 디캔트하고, 나머지 유체를 멸균 페이퍼 타월로 흡수한다. 앞에서 설명한 다양한 처리 조건에서 각각 100 마이크로리터를 하나의 컬럼을 따라 웰에 추가합니다. 및 100 마이크로리터를 동일한 처리 조건에서 웰을 따라 행으로 96개의 벽판으로 한다.인슐린이 있거나없는 조건을 활용 한 플레이트에 라벨을 붙입니다. 포도당이 없는 DMEM 단독으로 대조군 웰에 추가합니다. 플레이트를 어두운 곳에서 세포 배양 인큐베이터에서 40분 동안 배양합니다.세포가 40 분 동안 자극 된 후. 두 플레이트의 자극 매체를 새로운 96웰 플레이트로 옮기고 동일한 실험 레이아웃을 유지합니다. PBS로 세포를 세척하십시오.PBS를 제거하고 멸균 종이 타월에 남은 용액을 디캔트합니다. 단백질을 보호하기 위해 전파 면역침전 분석 완충액에 프로테아제 억제제를 추가합니다. 전파 면역 침전 분석이 포함 된 플레이트를 셰이커에 30 분 동안 놓습니다.마이크로플레이트 리더를 사용하여 여기 및 방출 파장에서 각각 485 및 535나노미터에서 형광을 측정합니다. 먼저 세포외 FD 글루코스를 함유하는 배지에서, 플레이트를 방사면역침전 분석법으로 30분 배양 종료시에 세포를 lized하였다. 제조업체의 지침에 따라 BCA 단백질 분석을 수행합니다.방사성 면역침전 분석을 포함하는 각 웰 내의 단백질 농도를 정량화한다. 10 마이크로리터의 전파 면역침전 분석 균질액을 사용하고, 단백질 농도를 측정하고, 96 웰 플레이트에서 측정의 정확도를 높이기 위해 삼중으로 하였다. 각 96웰 플레이트의 샘플과 함께 분석된 단백질 표준물질을 기반으로 단백질을 정량화합니다.수확된 조직 또는 기관을 PBS를 함유하는 6웰 플레이트에서 1분 동안 배양한다. 각 조직이나 기관을 별도의 우물에서 다루십시오. 1 분 후, PBS를 흡수하기 위해 멸균 된 종이 타월에 각 티슈를 놓습니다.조직 또는 기관을 4, 000 마이크로리터의 글루코스 유리 DMEM을 함유하는 별도의 6개의 벽 플레이트에 옮기고, 2분 동안 배양한다. 2분 후, 조직을 제거하고 0.29 밀리몰 FD 글루코스 작업 용액을 함유하는 6웰 플레이트의 웰로 옮긴다. 조직을 함유하는 6개의 웰 플레이트를 섭씨 37도의 FD 글루코스 작업 용액에서 배양한다.0, 10, 20, 30, 40, 60, 90 및 120분의 배양 후 각 웰로부터 100마이크로리터의 FD 포도당 작업 용액을 수집하고 수집된 100마이크로리터의 FD 포도당 작업 용액을 96웰 플레이트로 옮겨 세포외 FD 포도당 고갈의 동역학을 분석합니다. 수집 전후에 흔들어주십시오. 마이크로플레이트 리더를 사용하여 각각 485 및 535 나노미터에서 방출 파장의 여기 시 형광을 측정합니다.FD 포도당의 세포 내 흡수에서의 용량 의존성은 인슐린의 존재 하에서 상당히 증가되었다. 인슐린 자극은 인슐린 자극이없는 샘플에 비해 세포 외 FD 포도당 수준을 현저히 감소시켰다. FD 포도당의 세포외 고갈은 세포내 FD 포도당 흡수와 유사한 정확도로 포도당 흡수의 변화를 측정할 수 있습니다.세포외 FD 글루코스는 인큐베이션 120분 동안 비자극된 대조군 내장 지방에서 고갈되지 않았다. 대조적으로, 해부 전에 인슐린 또는 AAC2로 마우스를 전처리한 결과, 각각 30분 및 60분의 시간 간격 내에 세포외 FD 포도당이 현저히 고갈되었다. 세포외 FD 포도당은 인슐린 자극된 간 외식편에서 고갈되지 않았으며, 비자극된 간 외식편과 비교하였다.세포 외 FD 포도당은 시간 의존적 방식으로 현저히 감소했으며, AAC2.22 %로 전처리 된 간 체외 이식편은 배양 60 분 후 비 처리 뇌를 포함하는 세포 외 배지에서 포도당 고갈이 관찰되었다. 인슐린 처리 마우스의 뇌와 함께 배양 된 배지는 FD 포도당의 5 % 선형 감소를 보였다. AAC2 자극 뇌는 처음 20 분 동안 세포 외 FD 포도당의 67.4 %로 급격히 감소했습니다.세척과 관련된 물질은 배지 및 기관 내에서 미량의 포도당, 혈액 또는 혈청을 제거하는 데 특히 중요한데, 이는 이러한 매질의 형광 판독을 방해할 수 있기 때문입니다. 혈당 특성을 가진 유전자에서 대사 산물 화합물의 높은 처리량 식별 후 생체 내 실험을위한 최적의 조건을 표지 된 FD 포도당 및 PET 스캐닝으로 검증하여 특정 기관에서 포도당 축적을 확인할 수있었습니다. 혈당 작용의 발견을위한이 기술은 수많은 대사 산물, 치료제 또는 그 조합의 결실에 유익하며 다른 기관에서의 작용을 강조합니다.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Extracellular Glucose Depletion as an Indirect Measure of Glucose Uptake in Cells and Tissues Ex Vivo

A Method for Measuring RNA N6-methyladenosine Modifications in Cells and Tissues

A Method for Measuring RNA N6-methyladenosine Modifications in Cells and Tissues

RNA 측정 방법<em&gt; N</em<sup&gt; 6</sup세포와 조직에서&gt; -methyladenosine 수정

N6-Methyladenosine (m6A) modifications of RNA are diverse and ubiquitous amongst eukaryotes. They occur in mRNA, rRNA, tRNA, and microRNA. Recent studies ...

연구

생화학

Brain Membrane Fractionation: An Ex Vivo Approach to Assess Subsynaptic Protein Localization

Brain Membrane Fractionation: An Ex Vivo Approach to Assess Subsynaptic Protein Localization

뇌막 분획 화 :<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Subsynaptic Protein Localization 평가 방법

Assessing the synaptic protein composition and function constitutes an important challenge in neuroscience. However, it is not easy to evaluate ...

Dissipative Microgravimetry to Study the Binding Dynamics of the Phospholipid Binding Protein Annexin A2 to Solid-supported Lipid Bilayers Using a Quartz Resonator

인지질 단백질 Annexin a 2 석 영 공명 기를 사용 하 여 지원 되는 고체 지질 Bilayers에 바인딩의 바인딩 역학 공부 되는 낭비 적인 Microgravimetry

The dissipative quartz crystal microbalance technique is a simple and label-free approach to measure simultaneously the mass uptake and viscoelastic ...

Analysis of Endocytic Uptake and Retrograde Transport to the Trans-Golgi Network Using Functionalized Nanobodies in Cultured Cells

배양된 세포에서 기능성된 Nanobodies를 사용 하 여 Trans Golgi 네트워크 Endocytic 통풍 관 및 역행의 분석

Transport of proteins and membranes from the cell surface to the Golgi and beyond is essential for homeostasis, organelle identity and physiology. To ...

Atomic Absorbance Spectroscopy to Measure Intracellular Zinc Pools in Mammalian Cells

포유류 세포에서 세포내 아연 풀을 측정 하는 원자 흡 광도 분광학

Transition metals are essential micronutrients for organisms but can be toxic to cells at high concentrations by competing with physiological metals in ...

Quantification of Coenzyme A in Cells and Tissues

세포와 조직에서 코엔자임 A의 정량화

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

An Integrated Raman Spectroscopy and Mass Spectrometry Platform to Study Single-Cell Drug Uptake, Metabolism, and Effects

단일 세포 약물 섭취, 신진 대사 및 효과를 연구하기 위한 통합 라만 분광법 및 질량 분광법 플랫폼

Cells are known to be inherently heterogeneous in their responses to drugs. Therefore, it is essential that single-cell heterogeneity is accounted for in ...

Using an Extracellular Flux Analyzer to Measure Changes in Glycolysis and Oxidative Phosphorylation during Mouse Sperm Capacitation

세포외 플럭스 분석기를 사용하여 마우스 정자 주입 중 글리코용해 및 산화 인산화의 변화를 측정합니다.

Mammalian sperm acquire fertilization capacity in the female reproductive tract in a process known as capacitation. Capacitation-associated processes ...

Ex Vivo Hepatic Perfusion Through the Portal Vein in Mouse

Ex Vivo Hepatic Perfusion Through the Portal Vein in Mouse

Ex Vivo 마우스의 포털 정맥을 통한 간 관류

Metabolic diseases such as diabetes, pre-diabetes, non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), and nonalcoholic steatohepatitis (NASH) are becoming ...

Stable Isotope Tracing & LC-MS Analysis to Measure DHODH and SDH Activities

Oxygen-Independent Assays to Measure Mitochondrial Function in Mammals

Oxygen-Independent Assays to Measure Mitochondrial Function in Mammals (Video) | JoVE 

포유류의 미토콘드리아 기능을 측정하기 위한 산소 비의존적 분석

The flow of electrons in the mitochondrial electron transport chain (ETC) supports multifaceted biosynthetic, bioenergetic, and signaling functions in ...