Schnelle Isolierung und Reinigung von Mitochondrien für die Transplantation von Gewebe-Dissoziation und Differential Filtration
Summary
Ein Verfahren zur schnellen Isolierung von Mitochondrien aus Säugergewebebiopsien beschrieben. Rattenleber-oder Skelettmuskelpräparate wurden mit einem kommerziellen Gewebe Dissociator homogenisiert und Mitochondrien wurden durch Differentialfiltration durch Nylon-Mesh-Filter isoliert. Mitochondriale Isolation Zeit <30 min im Vergleich zu 60 bis 100 min mit alternativen Methoden.
Abstract
Zuvor beschriebenen mitochondrialen Isolationsverfahren unter Verwendung differentieller Zentrifugation und / oder Ficoll-Gradienten-Zentrifugation erfordert 60 bis 100 min in Anspruch. Wir beschreiben ein Verfahren zur schnellen Isolierung von Mitochondrien aus Säugetierbiopsien unter Verwendung eines kommerziellen Gewebe Dissociator und Differentialfiltration. In diesem Protokoll ist eine manuelle Homogenisierung mit standardisierten Zyklus der Homogenisierung des Gewebes Dissociator ersetzt. Dies ermöglicht eine einheitliche und konsequente Homogenisierung von Gewebe, das wird nicht leicht mit Hand Homogenisierung erreicht. Nach Gewebedissoziation wird das Homogenat durch Nylon-Mesh-Filter, die sich wiederholenden Zentrifugationsschritten beseitigen gefiltert. Als Ergebnis kann die mitochondriale Isolierung in weniger als 30 min durchgeführt werden. Diese Isolation Protokoll ergibt etwa 2 x 10 10 lebensfähige und Atmung zuständige Mitochondrien von 0,18 ± 0,04 g (Nassgewicht) Gewebeprobe.
Introduction
Mitochondrien existieren in jeder Zelle des Körpers mit Ausnahme der roten Blutzellen und in einer Vielzahl von wichtigen zellulären Stoffwechselprozesse und 1-4 involviert. Aufgrund dieser vielen Funktionen können mitochondriale Schäden schädlichen Wirkungen 3 aufweisen. Um die Funktion der Mitochondrien und mitochondriale Dysfunktion mehrere Isolationsmethoden zu untersuchen, wurden beschrieben. Die frühesten veröffentlichten Konten von mitochondrialen Isolierung Datum auf den 1940er 5-8. Der erste dokumentierte Versuch demonstriert mitochondrialen Isolierung durch Schleifen Lebergewebe in einem Mörser, gefolgt von Zentrifugation in einer Salzlösung, bei niedriger Geschwindigkeit 5,8. Später erweiterte anderen Gruppen auf dem ursprünglichen Verfahren und demonstrierte Gewebe Fraktionierung basierend auf differentielle Zentrifugation 6-8. Diese frühen Methoden bildeten die Grundlage der aktuellen Techniken, die oft zu integrieren Homogenisierung und / oder differenzielle Zentrifugation 9-15. Die Anzahl der homogenizatiauf und Zentrifugationsschritte variiert zwischen den Protokollen. Diese sich wiederholenden Schritten erhöhen die Zeit für mitochondriale Isolation und letztlich reduzieren Lebensfähigkeit. Darüber hinaus können manuelle Homogenisierung mitochondriale Schäden und inkonsistenten Ergebnissen führen, wenn nicht richtig gesteuert 10,16.
Kürzlich haben wir Homogenisierung und differentielle Zentrifugation Mitochondrien für die Transplantation in Herzmuskelgewebe 17,18 isolieren. Dieser langwierige Isolierungsverfahren benötigt ungefähr 90 min, und die klinische Anwendbarkeit dieses Verfahrens war daher begrenzt. Zur therapeutischen Verwendung bei akuten klinischen und chirurgischen Behandlung zu ermöglichen haben wir eine schnelle mitochondrialen Isolierungsverfahren, die in weniger als 30 min durchgeführt werden kann, entwickelt.
Die wichtigsten Vorteile dieses Protokolls sind, dass standardisierte Gewebedissoziation ermöglicht einheitliche und konsequente Homogenisierung von Gewebe, das wird nicht leicht mit Hand Homogenisierung erreicht. In additIonen, die Verwendung von Differentialfiltration anstelle der differentielle Zentrifugation eliminiert zeitraubende und wiederholte Zentrifugation Schritte ermöglichen eine schnellere Isolierung von hoch gereinigten, lebensfähige und kompetente Atmung Mitochondrien.
Die Fähigkeit, tragfähige und Atmung zuständige Mitochondrien in weniger als 30 min zu isolieren können für die klinische Anwendbarkeit. Diese Isolation Protokoll hat Potenzial für den Einsatz in koronarer Bypass-Chirurgie (CABG) und andere Therapieverfahren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Um erfolgreich zu isolieren Mitochondrien mit diesem Protokoll ist es wichtig, alle Lösungen und Gewebeproben auf Eis zu halten, um die mitochondriale Lebensfähigkeit bewahren. Auch wenn auf Eis gehalten wird isolierten Mitochondrien eine Abnahme der funktionellen Aktivität im Laufe der Zeit 19 aufweisen. Wir empfehlen, dass alle Lösungen und Ergänzungen vor, vorbereitet werden. Wir voraus wiegen und zu speichern Subtilisin A in 4 mg Aliquots in 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen und speichern sie bei -20 …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Studie wurde von National Heart, Lung, and Blood Institute Zuschuss HL-103542 und der BCH Anästhesie Research Foundation Distinguished Trailblazer Award an GAP unterstützt.
Materials
| Sucrose | Sigma Aldrich | 84100 | |
| HEPES | Sigma Aldrich | H4034 | |
| EGTA | Sigma Aldrich | E4378 | |
| Substilsin A | Sigma Aldrich | P5380 | |
| BSA | Sigma Aldrich | A7906 | |
| KH2PO4 | Sigma Aldrich | P5379 | |
| MgCl2 | Sigma Aldrich | M8266 | |
| NaCl | Sigma Aldrich | S6191 | |
| KCl | Fisher Scientific | P2173 | |
| Na2HPO4 | Fisher Scientific | S374 | |
| ATPlite Luminescence Assay System, 1000 Assay Kit |
Perkin Elmer | 6016941 | |
| Equipment | |||
| 50 mL Conical Tubes | BD | 352098 | |
| 40 μm Nylon Filters | BD | 352340 | |
| GentleMACS C tube | Miltenyl Biotech | 120-005-331 | |
| 1.5 mL Eppendorf tube | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| 6 mm biopsy punch | Miltex | 33-36 | |
| 10 μm Pluristrainer | Pluriselect | 43-500-10-03 | |
| Eppendorf Centrifuge 5415C | Marshall Scientific | EP-5415C | |
| GentleMACS Dissociator | Miltenyl Biotech | 130-093-235 | |
| 96-well plates, tissue culture treated | VWR | 82050-732 | |
| Rotomax 120 orbital shaker | Heidolph | 544-41200-00 | |
| Synergy H4 Hybrid Multi-Mode Microplate Reader |
BioTek | ||
| Multisizer 4 Coulter Counter | Beckman Coulter | A63076 | |
| Oxytherm System | Hansatech Instruments | ||
| Hemacytometer | Fisher Scientific | 267110 |
Referências
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