Summary

Attivazione di apoptosi da Microiniezione citoplasmatici del Citocromo C</em

Published: June 29, 2011
doi:

Summary

In questo protocollo, si descrive la microiniezione diretta citoplasmatico del citocromo<em> C</emProteine> in fibroblasti e primario neuroni simpatici. Questa tecnica permette l'introduzione del citocromo<em> C</emProteine> nel citoplasma delle cellule e imita il rilascio del citocromo<em> C</em> Dai mitocondri, che si verifica durante l'apoptosi.

Abstract

L'apoptosi, o morte cellulare programmata, è un percorso conservato e altamente regolato con cui le cellule muoiono 1. L'apoptosi può essere attivata quando le cellule incontrano una vasta gamma di sollecitazioni citotossici. Questi insulti avviare cascate di segnalazione che alla fine causano il rilascio del citocromo c dallo spazio intermembrana mitocondriale al citoplasma 2. Il rilascio di citocromo c dai mitocondri è un evento chiave che innesca la rapida attivazione delle caspasi, le proteasi cellulari chiave che alla fine eseguire la morte delle cellule 3-4.

Il percorso di apoptosi è regolata a punti a monte ea valle del rilascio del citocromo c dai mitocondri 5. Per studiare la regolazione post-mitocondriale di attivazione delle caspasi, molti ricercatori si sono rivolti a microiniezione diretta citoplasmatica di holocytochrome c (eme-allegato) delle proteine ​​nelle cellule 6-9. Citocromo c è normalmente localizzato nei mitocondri, dove l'attaccamento di un gruppo eme è necessaria per poter attivare l'apoptosi 10-11. Pertanto, per attivare direttamente caspasi, è necessario iniettare la proteina c holocytochrome invece del suo cDNA, perché mentre l'espressione del citocromo c dai costrutti cDNA si tradurrà in targeting mitocondriale e attaccamento eme, sarà sequestrato dalla caspasi citosolico. Così, la microiniezione diretta citosolica purificata di eme-attached proteina citocromo c è un utile strumento per simulare rilascio del citocromo c mitocondriale e l'apoptosi senza l'uso di insulti tossici che provocano danni cellulari e mitocondriali.

In questo articolo, si descrive un metodo per la microiniezione di proteine ​​citocromo c nelle cellule, usando il mouse fibroblasti embrionali (MEF) e primario neuroni simpatici come esempi. Anche se questo protocollo si concentra sulla iniezione di citocromo c per le indagini di apoptosi, le tecniche qui riportate può anche essere facilmente adattato per microiniezione di proteine ​​di interesse.

Protocol

1. Produzione di aghi Microiniezione Prefabbricati aghi microiniezione Sono disponibili in commercio (ad es. Femtotips da Eppendorf) e sono utili se non si sta eseguendo un gran numero di microiniezioni. Tuttavia, per coloro che desiderano stabilirsi a lungo termine le capacità per microinjecting, un'alternativa è quella di produrre aghi microiniezione in laboratorio utilizzando sottile parete in vetro borosilicato capillari e un estrattore ago commerciale. Questo permette anche la forma degli …

Discussion

La microiniezione del citocromo c direttamente nel citoplasma delle cellule è uno strumento unico e potente che permette di studi di post-regolazione dell'apoptosi mitocondriale. È importante sottolineare che questa tecnica permette l'attivazione diretta di valle apoptosi dei mitocondri, senza l'uso di agenti che causano il danno cellulare o mitocondriale.

Anche se questo protocollo si è concentrata sulla microiniezione di citocromo c per gli studi sulla apop…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato sostenuto da NIH concedere NS042197 a MD. AJK è stato supportato da sovvenzioni T32GM008719 e F30NS068006.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments
DM IRE2 Inverted Microscope Leica    
PC-10 Microinjection Needle Puller Narishige    
MWO-202 Micromanipulator Narishige    
FemtoJet Microinjector Eppendorf    
Thin-wall Boroscilicate Capillary Glass with Microfilament A-M Systems 615000 4 inch length, 1.00 mm outer diameter, 0.75 mm inner diameter
Rhodamine B isothiocyanate-Dextran Sigma-Aldrich R9379 Average molecular weight ~70,000 Da
Bovine Cytochrome c Protein Sigma-Aldrich C3131  

Riferimenti

  1. Danial, N. N., Korsmeyer, S. J. Cell death: critical control points. Cell. 116, 205-219 (2004).
  2. Wang, X. The expanding role of mitochondria in apoptosis. Genes Dev. 15, 2922-2933 (2001).
  3. Hengartner, M. O. The biochemistry of apoptosis. Nature. 407, 770-776 (2000).
  4. Fuentes-Prior, P., Salvesen, G. S. The protein structures that shape caspase activity, specificity, activation and inhibition. Biochem. J. 384, 201-232 (2004).
  5. Tait, S. W., Green, D. R. Mitochondria and cell death: outer membrane permeabilization and beyond. Nat Rev Mol Cell Biol. 11, 621-632 (2010).
  6. Brustugun, O. T., Fladmark, K. E., Doskeland, S. O., Orrenius, S., Zhivotovsky, B. Apoptosis induced by microinjection of cytochrome c is caspase-dependent and is inhibited by Bcl-2. Cell Death Differ. 5, 660-668 (1998).
  7. Li, F. Cell-specific induction of apoptosis by microinjection of cytochrome c. Bcl-XL has activity independent of cytochrome c release. J. Biol. Chem. 272, 30299-30305 (1997).
  8. Deshmukh, M., Johnson, E. M. Evidence of a novel event during neuronal death: development of competence-to-die in response to cytoplasmic cytochrome c. Neuron. 21, 695-705 (1998).
  9. Vaughn, A. E., Deshmukh, M. Glucose metabolism inhibits apoptosis in neurons and cancer cells by redox inactivation of cytochrome c. Nat. Cell Biol. 10, 1477-1483 (2008).
  10. Yang, J. Prevention of apoptosis by Bcl-2: release of cytochrome c from mitochondria blocked. Science. 275, 1129-1132 (1997).
  11. Gonzales, D. H., Neupert, W. Biogenesis of mitochondrial c-type cytochromes. J Bioenerg Biomembr. 22, 753-768 (1990).
  12. Ellerby, H. M. Establishment of a cell-free system of neuronal apoptosis – comparison of premitochondrial, mitochondrial, and postmitochondrial phases. J. Neurosci. 17, 6165-6178 (1997).
  13. Neame, S. J., Rubin, L. L., Philpott, K. L. Blocking cytochrome c activity within intact neurons inhibits apoptosis. J. Cell Biol. 142, 1583-1593 (1998).
  14. Potts, P. R., Singh, S., Knezek, M., Thompson, C. B., Deshmukh, M. Critical function of endogenous XIAP in regulating caspase activation during sympathetic neuronal apoptosis. J. Cell Biol. 163, 789-799 (2003).
  15. Estus, S. Altered gene expression in neurons during programmed cell death: identification of c-jun as necessary for neuronal apoptosis. J. Cell Biol. 127, 1717-1727 (1994).
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Citazione di questo articolo
Kole, A. J., Knight, E. R., Deshmukh, M. Activation of Apoptosis by Cytoplasmic Microinjection of Cytochrome c. J. Vis. Exp. (52), e2773, doi:10.3791/2773 (2011).

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