パーキンソン病の分野におけるミトコンドリアの表現型を監視するための主要ヒト線維芽細胞の使用
Summary
パーキンソン病の原因遺伝子に変異を有する患者からの線維芽細胞は、簡単にアクセスを表す<em> ex vivoで</em疾患関連表現型を研究する>モデル。ライブセルイメージングは、生きた細胞内の形態学的および機能的なパラメータを勉強する機会を与えてくれます。ここでは、ヒト線維芽細胞とミトコンドリアの表現型のその後のモニタリングの準備について説明します。
Abstract
パーキンソン病（PD）は、第二の最も一般的な運動障害であると60 1歳以上の人々の1％に影響を与えます。高齢化が最も重要な危険因子であるため、PDの例は、次の数十年の間に2増加します。病的なタンパク質の折り畳みや障害タンパク質分解経路の隣に、ミトコンドリアの機能と形態の変化は、PD 3-11の神経変性のさらなる特質として指摘された。
パーキンソン症候群の分子経路を分析するためのin vitroモデルとしてマウスとヒト癌細胞の研究の年後に、ex vivoでのモデルとして、患者と適切なコントロールから、ヒト線維芽細胞の使用は、潜在的な注意事項が考慮される場合には、貴重な研究ツールとなっています。不死ではなく、人工細胞モデル以外、疾患関連変異を有する患者からの主な線維芽細胞は明らかに重要な病理学的特徴を反映しているOfは、ヒトの疾患。
ここでは、皮膚生検を取って培養ヒト線維芽細胞とミトコンドリアの表現型を定義するために不可欠な顕微鏡技術の詳細なプロトコルを使用しての手続きを描く。これらは、ミトコンドリアの機能とダイナミクスに関連しているPDに関連付けられているさまざまな機能を調査するために使用されていました。 エクスビボが 、ミトコンドリア、リソソーム経路を介して、それらの機能、形態、リソソーム（オルガネラ分解する機能不全のミトコンドリア）と劣化と共局在化の観点から分析することができます。これらの表現型は、PDの初期の兆候を識別するための非常に関連しており、ヒトの疾患遺伝子キャリアの臨床運動症状に先行するかもしれません。したがって、ここで紹介するアッセイは、神経変性の病理学的特徴を識別し、PDに新たな治療戦略を定義するのに役立つ貴重なツールとして利用することができる。
Protocol
Discussion
ex vivoでのモデルのような患者の皮膚の線維芽細胞は、疾患関連遺伝子の欠陥を特徴付けるための重要なツールを表します。また、皮膚由来の線維芽細胞は、簡単にアクセスすることができますし、培養時に拡張することができます。彼らは内因性疾患の原因となる遺伝子が、罹患者の全体の遺伝的背景だけでなく、含まれているとして、そのために、PD関連遺伝子変異を有する患者か…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品はフリッツ·ティッセン財団（RKへ10.11.2.153）、ドイツ研究評議会（DFG、KR2119/3-2およびRKへKR2119/8-1）、教育のための連邦研究省（BMBFからの補助金によって支えられて、NGFNplus; RKへ01GS08134）と[LFBへ] Hertie慈善財団から博士課程の奨学金で。我々は、ビデオ撮影中に彼らのサポートのためのCarolinオーベルマイアーとジュリアWestermeierに感謝します。
Materials
| Name of reagent | Company | Catalogue no. |
| Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 medium | Invitrogen | 52400-025 |
| RPMI 1640 medium, no Phenol Red | Invitrogen | 11835-063 |
| Dulbecco’s Phosphate-Buffered Saline (DPBS) | Invitrogen | 14190-094 |
| Fibroblast growth factor 2 (FGF2) | PeproTech | 100-18B |
| AccuMax (detachment solution) | PAA | L11-008 |
| Lab-TekTMII chambered coverglasses | Nalge Nunc International | 115382 |
| Tetramethylrodamine ethyl ester (TMRE) | Invitrogen | T-669 |
| Mitotracker Green FM | Invitrogen | M-7514 |
| Mitotracker CM-H2XRos | Invitrogen | M-7513 |
| Lyostracker Red DND-99 | Invitrogen | L-7528 |
| Hoechst 33342 | Invitrogen | H-3570 |
Table 1. Specific reagents and equipment.
Referencias
- de Rijk, M. C., Launer, L. J., Berger, K., Breteler, M. M., Dartigues, J. F., Baldereschi, M., Fratiglioni, L., Lobo, A., Martinez-Lage, J., Trenkwalder, C. Prevalence of Parkinson’s disease in Europe: A collaborative study of population-based cohorts. Neurologic Diseases in the Elderly Research Group. Neurology. 54, 21-23 (2000).
- Dorsey, E. R., Constantinescu, R., Thompson, J. P., Biglan, K. M., Holloway, R. G., Kieburtz, K., Marshall, F. J., Ravina, B. M., Schifitto, G., Siderowf, A. Projected number of people with Parkinson disease in the most populous nations. Neurology. 68, 384-386 (2005).
- Spillantini, M. G., Schmidt, M. L., Lee, V. M., Trojanowski, J. Q., Jakes, R., Goedert, M. Alpha-synuclein in Lewy bodies. Nature. 388, 839-840 (1997).
- Chung, K. K., Zhang, Y., Lim, K. L., Tanaka, Y., Huang, H., Gao, J., Ross, C. A., Dawson, V. L., Dawson, T. M. Parkin ubiquitinates the alpha-synuclein-interacting protein, synphilin-1: implications for Lewy-body formation in Parkinson disease. Nature. 7, 1144-1150 (2001).
- Kruger, R., Eberhardt, O., Riess, O., Schulz, J. B. Parkinson’s disease: one biochemical pathway to fit all genes. Trends Mol. Med. 8, 236-240 (2002).
- Krebiehl, G., Ruckerbauer, S., Burbulla, L. F., Kieper, N., Maurer, B., Waak, J., Wolburg, H., Gizatullina, Z., Gellerich, F. N., Woitalla, D. Reduced basal autophagy and impaired mitochondrial dynamics due to loss of Parkinson’s disease-associated protein DJ-1. PLoS One. 5, e9367 (2010).
- Exner, N., Treske, B., Paquet, D., Holmstrom, K., Schiesling, C., Gispert, S., Carballo-Carbajal, I., Berg, D., Hoepken, H. H., Gasser, T. Loss-of-function of human PINK1 results in mitochondrial pathology and can be rescued by parkin. J. Neurosci. 27, 12413-12418 (2007).
- Burbulla, L. F., Krebiehl, G., Kruger, R. Balance is the challenge–the impact of mitochondrial dynamics in Parkinson’s disease. European journal of clinical investigation. 40, 1048-1060 (2010).
- Strauss, K. M., Martins, L. M., Plun-Favreau, H., Marx, F. P., Kautzmann, S., Berg, D., Gasser, T., Wszolek, Z., Muller, T., Bornemann, A. Loss of function mutations in the gene encoding Omi/HtrA2 in Parkinson’s disease. Human molecular genetics. 14, 2099-2111 (2005).
- Narendra, D., Tanaka, A., Suen, D. F., Youle, R. J. Parkin is recruited selectively to impaired mitochondria and promotes their autophagy. The Journal of cell biology. 183, 795-803 (2008).
- Dagda, R. K., Cherra, S. J., Kulich, S. M., Tandon, A., Park, D., Chu, C. T. Loss of PINK1 function promotes mitophagy through effects on oxidative stress and mitochondrial fission. The Journal of biological chemistry. , 284-13843 (2009).
- Kieper, N., Holmstrom, K. M., Ciceri, D., Fiesel, F. C., Wolburg, H., Ziviani, E., Whitworth, A. J., Martins, L. M., Kahle, P. J., Kruger, R. Modulation of mitochondrial function and morphology by interaction of Omi/HtrA2 with the mitochondrial fusion factor OPA1. Experimental cell research. 316, 1213-1224 (2010).
- Burbulla, L. F., Schelling, C., Kato, H., Rapaport, D., Woitalla, D., Schiesling, C., Schulte, C., Sharma, M., Illig, T., Bauer, P. Dissecting the role of the mitochondrial chaperone mortalin in Parkinson’s disease: functional impact of disease-related variants on mitochondrial homeostasis. Human molecular genetics. 19, 4437-4452 (2010).
- Takahashi, K., Tanabe, K., Ohnuki, M., Narita, M., Ichisaka, T., Tomoda, K., Yamanaka, S. Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell. 131, 861-872 (2007).
- Nguyen, H. N., Byers, B., Cord, B., Shcheglovitov, A., Byrne, J., Gujar, P., Kee, K., Schule, B., Dolmetsch, R. E., Langston, W. LRRK2 mutant iPSC-derived DA neurons demonstrate increased susceptibility to oxidative stress. Cell Stem Cell. 8, 267-280 (2011).
- Seibler, P., Graziotto, J., Jeong, H., Simunovic, F., Klein, C., Krainc, D. Mitochondrial Parkin recruitment is impaired in neurons derived from mutant PINK1 induced pluripotent stem cells. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 31, 5970-5976 (2011).
