이미징 세포 막 상해 및 수리에 관여하는 세포 내 프로세스
Summary
치유 손상균의 처리는 세포막 손상의 사이트에 특정 단백질과 세포 내 구획의 매매를 포함한다. 이 프로토콜은 이러한 프로세스를 모니터링하는 분석을 설명합니다.
Abstract
치유 손상균의 능력은 기본적인 세포 과정이지만 치유 손상균 개인 세포 및 분자 메커니즘은 불완전하게 이해되어있다. 여기에 분석은 현지화 된 손상 후 배양 된 세포의 치유의 능력과 반응 속도를 모니터링 할 수 있도록 서술되어있다. 첫 번째 프로토콜은 동시에 수백 개의 셀의 세포막 수리 능력을 평가하기 위해 엔드 포인트 기반의 접근 방식에 대해 설명합니다. 제 2 프로토콜은 펄스 레이저와 지역화 부상 다음 개별 세포의 세포막 수리의 동력학을 모니터하는 실시간 이미징 방법을 설명한다. 치유 부상 세포가 상해의 사이트에 특정 단백질과 세포 내 구획의 매매를 수반으로, 세 번째 프로토콜은 동시에 부상 수백 개의 셀에 하나의 인신 매매 사건 (리소좀 세포 외 유출)을 평가하기 위해 위의 엔드 포인트 기반의 접근 방식을 사용하고 마지막 프로토콜을 설명합니다 TIRF의 마이크로 함께 펄스 레이저 부상의 사용에 대해 설명높은 공간과 시간적 해상도로 부상 세포에서 각각의 세포 내 구획의 역학을 모니터에 복사합니다. 여기 프로토콜 세포막 수리 배양 근육 세포의 리소좀 세포 외 유출 간의 링크를 연구하는 이러한 접근법의 사용을 설명하지만, 이들은 임의의 다른 부착 배양 세포 및 선택의 세포 내 구획을 위해 등을 적용 할 수있다.
Introduction
세포막은 세포와 세포 외 환경 사이의 장벽을 제공함으로써 세포의 무결성을 유지한다. 정상적인 생리 임계 값뿐만 아니라 병원균 침입의 존재를 초과, 화학, 전기, 기계적인 자극이 세포막에 상해에있는 각 결과와이 상처를 복구 이후의 세포 반응을 트리거 할 수 있습니다. 세포막에 이러한 부상을 살아 남기 위해서, 세포 복구를위한 효율적인 메커니즘을 가지고있다. 이 메커니즘은 칼슘 의존하고 다른 사람의 사이에 같은 annexins과 MG53 같은 단백질의 세포 내 인신 매매뿐만 아니라 손상된 세포막 1-7 엔도 좀, 리소좀, 골지체 파생 소포와 미토콘드리아 같은 세포 내 구획을 포함한다. 그러나 손상된 세포막을 복구에 관련된 분자 및 세포 내 일련의 이벤트의 세부 사항이 제대로 이해 남아 있습니다.
세포의 수리 응답은 귀으로 분리 할 수 있습니다LY 늦게 반응. 분 시간 단위로 초 이내에 발생하는 초기 반응은 성공적으로 세포 수리 또는 세포 사망에 이르는 늦게 응답의 성격을 결정하는 데 대단히 중요하다. 대량 생화학 및 세포 분석을 기반으로 엔드 포인트 분석은 수리 분자 및 세포 프로세스의 참여를 설정 도움이있다. 그러나, 셀룰러 인해 복구 응답 이질성 및 신속성으로, 종점 분석법 복구를 초래하는 이벤트의 시퀀스의 운동 및 공간 세부 정보를 제공하지 못한다. 세포막의 부상 제어를 가능하게하고 세포막 수리 및 높은 공간 및 시간적 해상도에 관련된 세포 내 반응을 모니터링 할 수 있도록 접근은 이상적으로 그러한 연구를 위해 적합하다. 여기, 이러한 접근 방법이 제시되었다. 프로토콜의 두 레이저 INJ 따라 세포막 수리의 실시간 동역학 및 생균의 복구 과정과 연관된 세포 내 반응을 모니터링하는 방법을 설명URY. 이러한 라이브 세포 이미징 기반의 분석에 대한 보완으로, 엔드 포인트 분석은 개별 세포와 관련된 세포 내 반응의 모니터링 수리를 위해 인구를 기반으로 측정을 제공하는 기술되었다. 이러한 접근은 세포막 손상에 응답 매매 및 리소좀의 세포 외 유출을 모니터링하는 데 사용 된 그들의 실용성을 입증.
Protocol
Representative Results
Discussion
생체 내에서 세포막 손상으로 인해 생리적 스트레스 요인의 다양성과 여러 가지 실험 방법이 모방하기 위해 개발되었습니다 발생합니다. 이러한 요리를 긁어 또는 좁은 구멍 주사기 9,10 통해 계대에 의해 부착 세포의 세포막을 손상 있습니다. 등의 부상에 따라 세포 현탁액 치유하고 그들이 일반적으로 조직에서와 마찬가지로 세포 외 기질을 준수하지. 이러한 기공 형성 독소의 사…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 프랑스어 근육질 영양 장애 협회 (AFM)에 의해 AD에 건강 보조금 AR055686과 AR060836 및 박사 학위 취득 후 친교의 국립 연구소에 의해 지원되었다. 이 연구에서 사용 된 세포 이미징 시설은 건강 보조금 HD040677의 국립 연구소에 의해 지원됩니다.
Materials
| HBSS | Sigma | H1387 | Used to prepare CIM (HBSS/10 mM Hepes/2 mM Ca2+ pH 7.4) |
| HEPES | Fisher | BP410 | Used to prepare CIM (HBSS/10 mM Hepes/2 mM Ca2+ pH 7.4) |
| FITC dextran (Lysine fixable) | Invitrogen | D1820 | 2 mg/ml in CIM or PBS |
| Glass beads | Sigma | G8772 | |
| TRITC dextran (Lysine fixable) | Invitrogen | D1818 | 2 mg/ml in CIM or PBS |
| PFA 16% | EMS | 15710 | 4% in PBS |
| Hoechst | Invitrogen | H3570 | 1/10 000 in PBS |
| FM dye | Invitrogen | T3163 | 1 µg/µl in CIM or PBS |
| FITC dextran | Sigma | FD40S | 2 mg/ml in growth medium |
| LAMP1 | Santa Cruz | sc-19992 | 1/300 in growth medium |
| Alexa Fluor 488 chicken anti-rat IgG | Invitrogen | A21470 | 1/500 in blocking solution |
| Mounting media | Dako | S3023 | |
| Coverslips | Fisher | 12-545-86 | |
| Glass bottom petridish | MatTek corporation | P35G-1.0-14-C | |
| Silicone O ring | Bellco | 1943-33315 | |
| Coverslip holder | Bellco | 1943-11111 | |
| Invitrogen | A-7816 | ||
| DMEM | VWR | 12001-566 | |
| FBS | VWR | MP1400-500H | Used for growth medium: 10% FBS, 1% P/S in DMEM |
| Penicillin/Sreptomycin | VWR | 12001-350 | Used for growth medium: 10% FBS, 1% P/S in DMEM |
| Chicken serum | Sigma | C5405 | 5% chicken serum in CIM is used for blocking solution during immunostaining |
| PBS (Ca2+ and Mg2+ free) | VWR | 12001-664 | |
| Epifluorescence microscope | Olympus America, PA | IX81 | |
| TIRF illuminator | Olympus America, PA | Cell^TIRF (IEC60825-1:2007) | |
| Epifluorescence illuminator | Sutter Instruments, Novato CA | Lambda DG-4 (DG-4 30) | |
| CCD Camera | Photometrics, Tucson, AZ | Evolve 512 EMCCD | |
| Image acquisition and anaysis software | Intelligent Imaging Innovations, Inc. Denver, CO | Slidebook 5 | |
| Pulsed laser | Intelligent Imaging Innovations, Inc. Denver, CO | Ablate (3iL13) | |
| Stage top incubator | Tokaihit, Japan | INUBG2ASFP-ZILCS |
Referências
- Bi, G. Q., Alderton, J. M., Steinhardt, R. A. Calcium-regulated exocytosis is required for cell membrane resealing. Cell Biol. 131, 1747-1758 (1995).
- Togo, T. Disruption of the plasma membrane stimulates rearrangement of microtubules and lipid traffic toward the wound site. Cell Sci. 119, 2780-2786 (2006).
- Miyake, K., McNeil, P. L. Vesicle accumulation and exocytosis at sites of plasma membrane disruption. Cell Biol. 131, 1737-1745 (1995).
- Reddy, A., Caler, E. V., Andrews, N. W. Plasma membrane repair is mediated by Ca2+-regulated exocytosis of lysosomes. Cell. 106, 157-169 (2001).
- Babiychuk, E. B., Monastyrskaya, K., Potez, S., Draeger, A. Blebbing confers resistance against cell lysis. Death Differ. 18, 80-89 .
- Bansal, D., et al. Defective membrane repair in dysferlin-deficient muscular dystrophy. Nature. 423, 168-172 (2003).
- Abreu-Blanco, M. T., Verboon, J. M., Parkhurst, S. M. Cell wound repair in Drosophila occurs through three distinct phases of membrane and cytoskeletal remodeling. Cell Biol. 193, 455-464 (2011).
- Jaiswal, J. K., Chakrabarti, S., Andrews, N. W., Simon, S. M. Synaptotagmin VII restricts fusion pore expansion during lysosomal exocytosis. PLoS Biol. 2, 1224-1232 (2004).
- McNeil, P. L., Clarke, M. F., Miyake, K. Cell wound assays. Protoc. Cell Biol. Chapter 12, (2001).
- McNeil, P. L. Direct introduction of molecules into cells. Protoc. Cell Biol. Chapter 20, (2001).
- Knight, M. M., Roberts, S. R., Lee, D. A., Bader, D. L. Live cell imaging using confocal microscopy induces intracellular calcium transients and cell death. J. Physiol. Cell Physiol. 284, C1083-C1089 (2003).
- McNeil, P. L., Miyake, K., Vogel, S. S. The endomembrane requirement for cell surface repair. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 4592-4597 (2003).
- Benink, H. A., Bement, W. M. Concentric zones of active RhoA and Cdc42 around single cell wounds. Cell Biol. 168, 429-439 (2005).
- Schmoranzer, J., Goulian, M., Axelrod, D., Simon, S. M. Imaging constitutive exocytosis with total internal reflection fluorescence microscopy. Cell Biol. 149, 23-32 (2000).
- Steyer, J. A., Horstmann, H., Transport Almers, W. docking and exocytosis of single secretory granules in live chromaffin cells. 388, 474-478 (1997).
- Jaiswal, J. K., Andrews, N. W., Simon, S. M. Membrane proximal lysosomes are the major vesicles responsible for calcium-dependent exocytosis in nonsecretory cells. Cell Biol. 159, 625-635 (2002).
- Jaiswal, J. K., Simon, S. M. Ch. 4.12. Current Protocols in Cell Biology. , 4.12.1-4.12.15 (2003).
- Johnson, D. S., Jaiswal, J. K., Simon, S. Total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy illuminator for improved imaging of cell surface events. Protoc. Cytom. Chapter 12, (2012).
- Jaiswal, J. K., Simon, S. M. Imaging single events at the cell membrane. Chem. Biol. 3, 92-98 (2007).
