Nanopodia - תחזיות דקה, שבירה ממברנה עם תפקידים בתנועת תא ואינטראקציות בין תאית
Summary
Nanopodia ערוצי קרום דקים אך שבירים שמרחיבים עד 100 מיקרומטר מהאחורי המוביל קדמי או נגרר של תא ולחוש את הסביבה הסלולרית. קיבעון ישיר על 37 ° C, כביסה עדינה, והימנעות מממסים אורגניים כמו אתנול, מתנול, או אצטון ושל X-100 ריכוזי טריטון גבוהים יותר נדרש כדי לבחון מבנים הסלולר אלה.
Abstract
תאים חסיד בתרבות לשמור על מדינה מקוטבת כדי לתמוך בתנועה ויחסי גומלין בין תאית. Nanopodia דק, מוארך, במידה רבה, ה-F-אקטין שלילי תחזיות קרום בתאי האנדותל והסרטן שניתן דמיינו באמצעות TM4SF1 (הטרנסממברני-4-L-שש משפחה-1) מכתים immunofluorescence. אשכולות TM4SF1 בקוטר 100-300 מיקרומטר TMED (ה TM 4SF1 nriched omains ד מיקרו) המכילה 3 עד כמה ש14 TM4SF1 מולקולות בודדות. TMED מסודר לסירוגין לאורך nanopodia במרווח קבוע של 1 עד 3 TMED למ μ ותקיפות לעגן nanopodia למטריקס. זה מאפשר nanopodia להאריך יותר מ -100 μ מ 'מהחלק האחורי המוביל קדמי או נגרר של תאי האנדותל או גידול מקוטבים, וגורם לשאריות קרום להישאר מאחור בmatrix כאשר התא עובר משם. TMED וnanopodia כבר התעלמו בגלל השבריריות הקיצוניות שלהם והרגישות לטמפרטורה. שטיפה וקיבוע שיגרתי לשבש את המבנה. Nanopodia נשמרים על ידי קיבוע ישיר בparaformaldehyde (PFA) ב 37 מעלות צלזיוס, ואחריה חשיפה קצרה ל0.01% טריטון X-100 לפני הצביעה. Nanopodia לפתוח אופקים חדשים בביולוגיה של תא: הם מבטיחים לעצב מחדש את ההבנה של איך תאים לחוש את סביבתם שלנו, לאתר ולזהות תאים אחרים במרחק, ליזום אינטראקציות בין תאית במגע קרוב, ושל מנגנוני האיתות מעורבים בתנועה, שגשוג, ותא תאי תקשורת. השיטות שפתחו ללימוד nanopodia נגזר TM4SF1 עשויות להיות שימושיות עבור מחקרים של nanopodia היוצרים בסוגי תאים אחרים דרך הסוכנות של tetraspanins הקלאסי, בעיקר CD9 הביע כל מקום בגוף, CD81, וCD151.
Introduction
במהלך קיטוב לתנועה, תאים של בעלי החיים להאריך מגוון של בליטות דינמיות, קרום מהשטח שלהם, ובכלל זה filopodia, lamellipodia, סיבי הכחשה, וסלסולי 1. לאחרונה התווסף לרשימה זו היתה nanopodia, סוג מוכר חדש של דק (100-300 מיקרומטר קוטר), הקרנה מוארכת (באורך של עד 50-100 מיקרומטר) קרום המספקים ערוצי קרום להארכה של מבני F-אקטין כגון filopodia וסיבים הכחשה, וכתם שחיובי עם TM4SF1 (הטרנסממברני-4-L-שש משפחה-1) בתאי אנדותל וגידול בתרבית 2,3.
TM4SF1 הוא חלבון עם טופולוגיה כמו tetraspanin-שהיה ידוע במקור אנטיגן תאים סרטניים 4 לפני הגילוי כי המולקולה היא סמן ביולוגי של תאי האנדותל שממלא תפקיד חיוני בהתפשטות תאי אנדותל והגירה 2,3. מכתים immunofluorescence גילה כי TM4SF1 הוא מקומי לperinucשלפוחית ליר וקרום הפלזמה, והוא מועשר בomains TM 4SF1 דואר nriched מייקר ד (TMED). nanopodia TMED עוגן למטריקס ובהווה בדפוס פסים של מרווח קבוע של 1-3 אורך TMED / מיקרומטר של nanopodia. Nanopodia להאריך בדרך כלל מהחזית המובילה של תא ונגרר מאחור בתא קיטוב לתנועה. בשל אופי חסיד משרד עורכי TMED, nanopodia לא מצליח לחזור חזרה לתא כפי שהוא נע משם; שאריות nanopodia נטושות וכך לאתר את הנתיב של תנועה סלולרית. Nanopodia לספק ערוצי קרום להארכה והכחשה F-אקטין, ואתרים של אינטראקציות ותקשורת בין תאית 2,3. מאפיינים אלה אומר כי nanopodia מספקים הזדמנות ייחודית ללמוד את מנגנוני הרכבה F-אקטין במהלך קיטוב סלולארי, חישה סלולרית של הסביבה, קביעת הנתיב וכיוון התנועה של תא, ואינטראקציות בין תאיתnd תקשורת.
בשל האופי הידרופובי מאוד של TMED והטבע הקרומי הדק ושברירי של nanopodia, טיפול מיוחד צריך להילקח על מנת לשמר TMED וnanopodia. הרס nanopodia והסרת TMED ידי שיטות מעבדה משותפות הוא סיבה אפשרית לכך שרק שישימה ושלושה פרסומים שהופיעו בTM4SF1 מאז הגילוי הראשון שלה בשינה 1986 1 ולחוסר ידע של העשרת TM4SF1 ב100-300 מיקרומטר microdomains על מלא פני התא ועד לדו"ח של TM4SF1 בתאי האנדותל ב2009 2.
שיטות immunostaining קונבנציונליות נפוצות שימוש בממסים אורגניים כמו אתנול, מתנול, או אצטון כדי לתקן תאים ולהשתמש 0.1% או ריכוז טריטון X-100 גבוה יותר לpermeabilize תאים 5. מחקרים שתוארו כאן מיושמים שלושה שינויים משמעותיים בשיטה המקובלת לחשוף TMED וnanopodia: (i) להשתמש 37 מעלות צלזיוס PFA 4% ולתקן תאים ב3776; C חממה, (ii) חלה כביסה PBS טמפרטורת חדר עדינה, וכן (iii) להשתמש בפחות מ 0.03% טריטון X-100 רק לזמן קצר לpermeabilize תאים לפני תוספת של נוגדן ראשוני, כפי שטריטון X-100 גבוה יותר מאשר 0.03% יהיה לחלץ TM4SF1.
כל tetraspanins יוצר microdomains על קרום התא 6 וחלק colocalize עם TMED בתאי האנדותל וגידול 2,3. כtetraspanins כמו CD9, CD81, ובאים לידי ביטוי בכל מקום בCD151, הפרוטוקול מכתים המתוארים כאן יכול להיות מורחב לסוגי תאים רבים ושונים, כי חוסר TM4SF1 למחקרים של תפקוד nanopodia.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nanopodia ערוצי הממברנה תאית דקים שבתקיפות לצרף מטריקס דרך TMED ויכול להאריך יותר מ -100 מיקרומטר מתא סלולרי מקוטב לחוש את הסביבה ולתווך אינטראקציות בין תאית 2,3. Nanopodia לדבוק מטריצה כך בתוקף כי שאריות הם השאירו מאחוריהם כמהלכי תא משם (איורים 1 ו -2). Nano…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מכירים ד"ר הרולד דבוז'ק לדיונים מועילים כולל ההצעה לנסות קיבעון ב37 מעלות צלזיוס PFA. עבודה זו נתמכה על ידי מענק NIH CA92644 P01 ועל ידי חוזה מהקרן הלאומית לחקר הסרטן.
Materials
| glass discs | Fisher Scientific | 12-545-82 | 12-mm diameter |
| glass jar | Fisher Scientific | 02-912-310 | Certified Clean Clear Glass Straight-Sided Jars, 4 oz. |
| glass slide | Fisher Scientific | 12-544-1 | Fisherfinest Premium Plain Glass Microscope Slides |
| 50-ml falcon tube | BD Falcon | 352070 | 50-ml high-clarity polypropylene conical centrifuge tube, 16,000 rcf rating. Sterile. |
| 15-ml falcon tube with Styrofoam rack | Corning | 430790 | Corning 15-ml PP Centrifuge Tubes |
| Sharp forceps | Fisher Scientific | 13-812-42 | Dissecting Extra-Fine-Pointed Splinter Forceps |
| 24-well cell culture plate | BD Bioscience | 353047 | 24-well Cell Culture Plate |
| 150-mm cell culture plate | BD Bioscience | 353025 | 150-mm cell culture plate |
| 19G 1 ½ syringe needle | BD Bioscience | 309635 | 19G 1 ½ |
| Name of Reagent | |||
| ethanol | Decon Laboratories, Inc. | 2701 | Decon's Pure Ethanol 200 Proof |
| collagen solution | BD Bioscience | 354249 | Collagen I, High Concentration, rat tail, 100 mg |
| trypsin/EDTA | Cellgro | 25-053-CI | 0.25% Trypsin-EDTA 1X |
| DMEM | Life Technologies | 11965-092 | DMEM high glucose (1X), liquid, with L-glutamine, without sodium pyruvate |
| 10X PBS | Affymetrix | 75889 5 LT | PBS, 10X Solution, pH 7.4 |
| PFA (paraformaldehyde) | Affymetrix | 19943 1 LT | 4% in PBS |
| FBS | Sigma-Aldrich | F4135-500ML | Fetal Bovine Serum |
| EGM2-MV | Lonza | CC-3162 | EGM-2 BulletKit, EBM-2 Basal Medium 500 ml and EGM-2 SingleQuot Kit Suppl. & Growth Factors |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | Triton X-100 |
| NaN3 | Sigma-Aldrich | S2002-25G | solubilized in water. 4% stock solution and working concentration is 0.4%. |
| mouse anti-human TM4SF1 antibody | Millipore | MAB3127 | Epitope is located in extracellular domain |
| mouse anti-human CD9 antibody | BD Bioscience | 555370 | Epitope is located in extracellular domain |
| Alexa Fluor 488 Donkey anti-mouse 2nd antibody | Life Technologies | A-21202 | Alexa Fluor 488 Donkey Anti-Mouse IgG (H+L) |
| Phalloidin | Chemicon | 90324 | Rhodamine-conjugated Phalloidin |
| anti-fade mounting media | Life Technologies | P-36931 | ProLong Gold Antifade Reagent with DAPI |
| Buffers and solutions | |||
| 70% ethanol | 17.5 ml of ethanol (200 proof) 7.5 ml of double deionized water |
||
| 10X PBS (make 200 ml) | |||
| 20 ml of 10X PBS | |||
| 180 ml of double deionized water | |||
| 20% Triton X-100 (make 20 ml) | |||
| 4 ml | |||
| 16 ml double deionized water | |||
| 4% NaN3 (make 25 ml) | |||
| 1 g of NaN3 | |||
| 25 ml of double deionized water | |||
| 50 ng/ml bovine collagen solution in PBS (make 5 ml) | |||
| Make stock soln. of 50 μg/ml (50 ml) | |||
| 830 μl of Collage I (3 mg) | |||
| 50 ml PBS | |||
| ICC Blocking Buffer (50 ml) | |||
| 49 ml PBS | |||
| 2% FBS (add 1 ml) | |||
| 0.04% NaN3 (add 100 μl of 4% NaN3) | |||
| ICC Blocking Buffer/0.01% Triton X-100 (make 50 ml) | |||
| 50 ml of ICC Blocking Buffer | |||
| 25 μl of 20% Triton X-100 | |||
| Name of Cell | |||
| HUVEC | Lonza | C2517A | http://www.lonza.com/products-services/bio-research/primary-and-stem-cells/human-cells-and-media/endothelial-cells-and-media/huvec-human-umbilical-vein-endothelial-cells.aspx |
| PC3 | ATCC | CRL-1435 | http://www.atcc.org/products/all/CRL-1435.aspx#85786B46AA23451B94BC5D45200673F7 |
| Name of Equipment | |||
| cell culture hood | NuAIRE | Nu-425-600 | NU-425 (Series 60) BIOLOGICAL SAFETY CABINET |
| 37 °C, 5% CO2 cell culture incubator | CellStar | QWJ300DABA | Cellstar CO2 Water Jacketed Incubator |
| heating pad | K&H Manufacturing | 1020 | K&H Lectro Kennel Heated Pad with Free Fleece Cover (http://www.amazon.com/Lectro-Kennel-Heat-Pad-22-5×28-5-In/dp/B000PSRN20/ref=pd_bxgy_petsupplies_img_y) |
| centrifuge | Sorvall | T6000B | Sorvall T6000 (B) Benchtop Centrifuge |
| Hemacytometer | Sigma-Aldrich | Z359629 | Bright-Line Hemacytometer |
Referências
- Chhabra, E. S., Higgs, H. N. The many faces of actin: matching assembly factors with cellular structures. Nat. Cell Biol. 9, 1110-1121 (2007).
- Shih, S. C., et al. The L6 protein TM4SF1 is critical for endothelial cell function and tumor angiogenesis. Cancer Res. 69, 3272-3277 (2009).
- Zukauskas, A., et al. TM4SF1: a tetraspanin-like protein necessary for nanopodia formation and endothelial cell migration. Angiogenesis. 14, 345-354 (2011).
- Hellstrom, I., Beaumier, P. L., Hellstrom, K. E. Antitumor effects of L6, an IgG2a antibody that reacts with most human carcinomas. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 83, 7059-7063 (1986).
- Jang, Y. Y., Ye, Z., Cheng, L. Molecular imaging and stem cell research. Mol. Imag. 10, 111-122 (2011).
- Hemler, M. E. Tetraspanin functions and associated microdomains. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 6, 801-811 (2005).
- Vasile, E., Tomita, Y., Brown, L. F., Kocher, O., Dvorak, H. F. Differential expression of thymosin beta-10 by early passage and senescent vascular endothelium is modulated by VPF/VEGF: evidence for senescent endothelial cells in vivo at sites of atherosclerosis. FASEB. 15, 458-466 (2001).
- Itoh, T. J., Hotani, H. Microtubule dynamics and the regulation by microtubule-associated proteins (MAPs). Uchu Seibutsu Kagaku. 18, 116-117 (2004).
- Caplow, M., Shanks, J., Ruhlen, R. L. Temperature-jump studies of microtubule dynamic instability. J. Biol. Chem. 263, 10344-10352 (1988).
- Pollice, A. A., et al. Sequential paraformaldehyde and methanol fixation for simultaneous flow cytometric analysis of DNA, cell surface proteins, and intracellular proteins. Cytometry. 13, 432-444 (1992).
- Macarulla, J. M., et al. Membrane solubilization by the non-ionic detergent triton X-100. A comparative study including model and cell membranes. Revista Espanola de Fisiologia. 45 Suppl, 1-8 (1989).
- Koley, D., Bard, A. J. Triton X-100 concentration effects on membrane permeability of a single HeLa cell by scanning electrochemical microscopy (SECM). Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 16783-16787 (2010).
- Chang, Y. W., et al. CD13 (aminopeptidase N) can associate with tumor-associated antigen L6 and enhance the motility of human lung cancer cells. Int. J. Cancer. 116, 243-252 (2005).
