Produktion och Detektering av reaktiva syreradikaler (ROS) i cancer
Summary
Här föreslår vi enkla metoder för att testa och utvärdera förekomsten av reaktiva syreradikaler i cellerna.
Abstract
Reaktiva syreradikaler omfattar ett antal molekyler som skadar DNA och RNA och oxiderar proteiner och lipider (lipid peroxydation). Dessa reaktiva molekyler innehåller en syre och inkluderar H 2 O 2 (väteperoxid), NO (kväveoxid), O 2 – (oxid anjon), peroxynitrit (ONOO -), hydrochlorous syra (HOCl) och hydroxylradikaler (OH -) .
Oxidativ arter produceras inte bara under patologiska situationer (cancer, ischemisk / reperfusion, neurologiska och hjärt sjukdomar, infektionssjukdomar, inflammatoriska sjukdomar 1, autoimmuna sjukdomar 2, osv …) men även under fysiologiska (icke-patologiska) situationer såsom cellulär metabolism 3 , 4. Ja, ROS spelar viktiga roller i många cellulära signalvägar (proliferation, cell aktivering 5, 6, migration 7 osv.). ROS kan vara skadligt (är det då kallas"Oxidativ och nitrosative stress") vid produktion i stora mängder i de intracellulära fack och celler svarar i allmänhet på ROS med upregulating antioxidanter som superoxiddismutas (SOD) och katalas (CAT), glutation peroxidas (GPx) och glutation (GSH) som skyddar dem genom att omvandla farliga fria radikaler till ofarliga molekyler (t.ex. vatten). Vitamin C och E har också beskrivits som ROS renhållare (antioxidanter).
Fria radikaler är bra i små mängder 3. Makrofager och neutrofiler-medierade immunsvar omfattar produktion och frisättning av NO, som hämmar virus, patogener och tumörer spridning 8. NO reagerar även med andra ROS och därmed också har en roll som en detoxifier (ROS renhållare). Slutligen INGEN verkar på fartyg för att reglera blodflödet vilket är viktigt för anpassning av muskeln att långvarig träning 9, 10. Flera publikationer har också visat att ROS är inblandade i insulin Sensitivity 11, 12.
Många metoder för att utvärdera ROS-produktionen finns. I denna artikel kommer vi att föreslå flera enkel, snabb och prisvärd analyser, dessa analyser har validerats av många publikationer och används rutinmässigt för att upptäcka ROS eller dess effekter i däggdjursceller. Medan några av dessa analyser upptäcka om flera ROS, andra känner bara en enda ros.
Protocol
Discussion
Flera patologiska situationer som inflammatoriska sjukdomar, cancer, ischemi / reperfusion och även behandlingar som strålning och kemoterapi (t.ex. cisplatin) inducera ROS överproduktion. Således, att upptäcka och mäta ROS nivåer är viktigt i många grundläggande, prekliniska och kliniska studier. Men ROS har mycket korta halveringstider och kan vara komplicerat att upptäcka. Här föreslår vi enkla tester som rutinmässigt används och allmänt accepterade för detektion av produktionen av fria radikaler i …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av 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).
