Productie en detectie van reactive oxygen species (ROS) in kanker
Summary
Hier hebben we voorstellen eenvoudige methoden voor het testen en evalueren van de aanwezigheid van reactieve zuurstofradicalen in de cellen.
Abstract
Reactieve zuurstof soorten zijn een aantal moleculen die schade DNA en RNA en oxideren eiwitten en lipiden (lipiden peroxydation). Deze reactieve moleculen bevatten een zuurstof-en onder meer H 2 O 2 (waterstofperoxide), NO (stikstofoxide), O 2 – (oxide anion), peroxynitriet (Onoo -), hydrochlorous zuur (HOCl) en hydroxyl radicaal (OH -) .
Oxidatieve soorten worden geproduceerd niet alleen onder pathologische omstandigheden (kanker, ischemische / reperfusie, neurologische en cardiovasculaire aandoeningen, infectieziekten, ontstekingsziekten 1, 2 auto-immuunziekten, etc …) maar ook tijdens fysiologische (niet-pathologische) situaties, zoals cellulaire stofwisseling 3 , 4. Inderdaad, ROS spelen een belangrijke rol in vele cellulaire signaalwegen (proliferatie, cel activatie 5, 6, 7 migratie etc..). ROS kan nadelig worden (het is dan bedoeld als"Oxidatieve en nitrosatieve stress"), wanneer deze wordt geproduceerd in grote hoeveelheden in de intracellulaire compartimenten en cellen in het algemeen reageren op de ROS door opregulerende anti-oxidanten, zoals superoxide dismutase (SOD) en catalase (CAT), glutathion peroxidase (GPX) en glutathion (GSH) dat beschermt hen door het omzetten van gevaarlijke vrije radicalen tot onschadelijke verbindingen (dat wil zeggen water). Vitamine C en E zijn ook beschreven als ROS (anti-oxidanten).
Vrije radicalen zijn gunstig in lage hoeveelheden 3. Macrofagen en neutrofielen-gemedieerde immuunrespons betrekking hebben op de productie en afgifte van NO, die virussen, ziekteverwekkers en tumorcellen proliferatie 8 remt. GEEN reageert ook met andere ROS en dus, heeft ook een rol als een detoxifier (ROS aaseter). Eindelijk geen handelingen op schepen om de bloedstroom die van belang is voor de aanpassing van de spier om langdurige oefening 9, 10 reguleren. Verschillende publicaties hebben ook aangetoond dat ROS betrokken zijn bij insuline sensitivity 11, 12.
Tal van methoden om de ROS productie te evalueren zijn beschikbaar. In dit artikel stellen we een aantal eenvoudige, snelle en betaalbare testen, deze testen zijn gevalideerd door de vele publicaties en worden routinematig gebruikt om de ROS of de gevolgen ervan op te sporen in zoogdiercellen. Hoewel sommige van deze testen te detecteren meerdere ROS, anderen te detecteren slechts een ROS.
Protocol
Discussion
Verschillende pathologische situaties, zoals inflammatoire ziekten, kanker, ischemie / reperfusie, en ook behandelingen zoals bestraling of chemotherapie (dat wil zeggen cisplatine) veroorzaken ROS overproductie. Zo, het opsporen en het meten van ROS niveaus is belangrijk in veel basic, pre-klinische en klinische studies. Echter, ROS hebben zeer korte halfwaardetijd en kan ingewikkeld op te sporen. Hier stellen we voor eenvoudige tests die routinematig worden gebruikt en algemeen aanvaard voor de detectie van de vrije r…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door National Institutes of Health (CA142664).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
|---|---|---|---|
| 5-(and-6)-carboxy-2′,7′-dichlorofluorescein diacetate (carboxy-DCFDA) | Molecular Probes | C369 | control |
| carboxy-H2DCFDA | Molecular Probes | C400 | |
| Sulfanilamide | Sigma | S9251-100G | |
| N-1-napthylethylenediamine dihydrochloride | Sigma | N9125-10G | |
| Nitrite standard | Sigma | 237213-100G | |
| GSH/GSSG-Glo Assay | Promega | V6612 | To quantify oxidized, reduced or oxidized/reduced glutathione |
References
- Guzik, T. J., Korbut, R., Adamek-Guzik, T. Nitric oxide and superoxide in inflammation and immune regulation. J Physiol Pharmacol. 54, 469-487 (2003).
- Perl, A., Gergely, P., Banki, K. Mitochondrial dysfunction in T cells of patients with systemic lupus erythematosus. Int Rev Immunol. 23, 293-313 (2004).
- Valko, M., Leibfritz, D., Moncol, J., Cronin, M. T., Mazur, M., Telser, J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int J Biochem Cell Biol. 39, 44-84 (2007).
- Droge, W. Free radicals in the physiological control of cell function. Physiol Rev. 82, 47-95 (2002).
- Nakamura, K., Yube, K., Miyatake, A., Cambier, J. C., Hirashima, M. Involvement of CD4 D3-D4 membrane proximal extracellular domain for the inhibitory effect of oxidative stress on activation-induced CD4 down-regulation and its possible role for T cell activation. Mol Immunol. 39, 909-921 (2003).
- Los, M., Droge, W., Stricker, K., Baeuerle, P. A., Schulze-Osthoff, K. Hydrogen peroxide as a potent activator of T lymphocyte functions. Eur J Immunol. 25, 159-165 (1995).
- Deem, T. L., Cook-Mills, J. M. Vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM-1) activation of endothelial cell matrix metalloproteinases: role of reactive oxygen species. Blood. 104, 2385-2393 (2004).
- Pacher, P., Beckman, J. S., Liaudet, L. Nitric oxide and peroxynitrite in health and disease. Physiol Rev. 87, 315-424 (2007).
- Griendling, K. K., Sorescu, D., Lassegue, B., Ushio-Fukai, M. Modulation of protein kinase activity and gene expression by reactive oxygen species and their role in vascular physiology and pathophysiology. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 20, 2175-2183 (2000).
- Loh, K., Deng, H., Fukushima, A., Cai, X., Boivin, B., Galic, S., Bruce, C., Shields, B. J., Skiba, B., Ooms, L. M., Stepto, N., Wu, B., Mitchell, C. A., Tonks, N. K., Watt, M. J., Febbraio, M. A., Crack, P. J., Andrikopoulos, S., Tiganis, T. Reactive oxygen species enhance insulin sensitivity. Cell Metab. 10, 260-272 (2009).
- Goldstein, B. J., Mahadev, K., Wu, X. Redox paradox: insulin action is facilitated by insulin-stimulated reactive oxygen species with multiple potential signaling targets. Diabetes. 54, 311-321 (2005).
