血管のCaの可視化 2 +パラクリン派生ROSをきっかけにシグナリング
Summary
内皮のCa2 +シグナリングのパラクリン由来ROSの誘導を可視化についての洞察を得るために効率的な方法が記載されている。このメソッドは、共培養モデルにおける血管内皮細胞におけるCa 2 +の動員を引き起こしたパラクリン由来ROSを測定を利用しています。
Abstract
酸化ストレスは、虚血/再灌流損傷、敗血症を含む病理学的条件の数に関与している。 、H 2 O 2、及びヒドロキシルラジカル–酸化ストレスの概念は、O 2•を含むROSの異常形成（活性酸素種）を指します。活性酸素種は、シグナル伝達、細胞増殖と細胞死1から6を含む細胞プロセスの多数に影響を与えます。 ROSは直接、血管や臓器の細胞を損傷する可能性を持って、そして最終的に最初のROSを介する組織損傷の増幅につながる二次化学反応と遺伝的変化を開始することができます。不可逆的な組織損傷を悪化させる増幅カスケードの主要なコンポーネントは、炎症細胞を循環の動員および活性化です。炎症時に、炎症性細胞は、腫瘍壊死因子-α（TNFα）とIL – 1そのようなサイトカインを産内皮細胞（EC）および上皮細胞を活性化し、さらに炎症反応7を増大させる。血管内皮機能障害は、急性炎症の確立された機能です。マクロファージは不明のままメカニズムによって炎症時に血管内皮機能障害に寄与する。 O 2の細胞外放出におけるマクロファージの結果のアクティベーション• –隣接セル内の病理学的シグナル8をトリガすると、様々な炎症性サイトカイン、。 NADPHオキシダーゼは、細胞型のほとんどにROSのメジャーと主な情報源です。最近では、NADPHオキシダーゼによって生成されたROSは、多くの病態生理学的状態の間にミトコンドリアROS産生を誘導することを私達と他の9,10によって示されています。したがって、ミトコンドリアROS産生を測定することは細胞質ROSの測定に加えて、同様に重要です。マクロファージは、炎症の主要な役割を果たしているフラビン酵素のNADPHオキシダーゼによるROSを生成する。一度活性化、宿主の防御機構11,12で重要である–食細胞NADPHオキシダーゼは、O 2大量の•を生成します。 •パラクリン由来のO 2がは– +動員はまだ仮説であるCa 2を含むパラクリンROS誘発性細胞内シグナルの可視化、血管疾患の病因に重要な役割を果たしている。隣接する内皮細胞へシグナルを伝達するために–私たちは、活性化マクロファージがO 2•のソースとして使用されているモデルを開発した。隣接する内皮細胞のシグナル伝達カルシウムにつながる–このモデルを使用して我々は、O 2•はマクロファージ由来を示しています。
Protocol
Discussion
方法は、細胞を生きたどちら酸化感受性色素やプラスミドセンサーを使用して活性酸素種の迅速かつ定量的な測定を可能にするここで説明する。 TLRのアゴニスト（Toll様受容体）は細胞表面上に存在するTLRを介して細胞を刺激し、下流のシグナル伝達経路15を引き起こす化合物である。我々のプロトコルでは、我々は、3つの異なるTLRアゴニストのVIZを使用し、リポ – テイコ酸- TLR2アゴ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、MMに健康補助金（R01 HL086699、HL086699 – 01A2S1、1S10RR027327 – 01）の国立研究所によってサポートされていました。私たちの記事は、部分的にカールツァイスマイクロイメージングLLCによってサポートされています。
Materials
| Reagent | Company | Catalogue number |
| Attofluor cell chamber | Invitrogen | A7816 |
| Antimycin A | Sigma Aldrich | A8674 |
| DMEM low glucose medium | Invitrogen | 10567-014 |
| Endothelial growth factor supplement (ECGS) | Upstate | 02-102 |
| Fetal Bovine Serum | Invitrogen | 12662011 |
| G418 | Invitrogen | 10131-027 |
| Gelatin | Sigma Aldrich | G1393 |
| H2DCFDA | Invitrogen | D-399 |
| LPS | Sigma Aldrich | L4516 |
| LTA | Sigma Aldrich | L2515 |
| MitoSOX Red | Invitrogen | M36008 |
| Opti-MEM I Reduced Serum Medium | Invitrogen | 51985091 |
| Pen/Strep (10x) | Invitrogen | 15140163 |
| pHyPer-cyto | Evrogen | FP941 |
| pHyPer-dMito | Evrogen | FP942 |
| Poly(I:C) | Sigma Aldrich | P0913 |
| Prism software 5.0 | GraphPad Software, Inc. | |
| SigmaPlot 11.0 | Systat software, Inc. | |
| Trypsin-EDTA (10x) | Invitrogen | 15400054 |
| T-25 Flasks | Corning | 430639 |
| T-75 Flasks | BD Falcon | 353136 |
| 96-well TC micro well plate | BD Falcon | 353072 |
| Zen 2009 software | Carl Zeiss 510 Meta confocal microscopy |
References
- Madesh, M. Selective role for superoxide in InsP3 receptor-mediated mitochondrial dysfunction and endothelial apoptosis. J. Cell. Biol. 170, 1079-1090 (2005).
- Droge, W. Free radicals in the physiological control of cell function. Physiol. Rev. 82, 47-95 (2002).
- Hamanaka, R. B., Chandel, N. S. Mitochondrial reactive oxygen species regulate cellular signaling and dictate biological outcomes. Trends Biochem. Sci. 35, 505-513 .
- Hawkins, B. J. S-glutathionylation activates STIM1 and alters mitochondrial homeostasis. J. Cell. Biol. 190, 391-405 (2010).
- Madesh, M., Hajnoczky, G. VDAC-dependent permeabilization of the outer mitochondrial membrane by superoxide induces rapid and massive cytochrome c release. J. Cell Biol. 155, 1003-1015 (2001).
- Finkel, T., Holbrook, N. J. Oxidants oxidative stress and the biology of ageing. Nature. 408, 239-247 (2000).
- Rittirsch, D., Flierl, M. A., Ward, P. A. Harmful molecular mechanisms in sepsis. Nat. Rev. Immunol. 8, 776-787 (2008).
- Sanlioglu, S. Lipopolysaccharide induces Rac1-dependent reactive oxygen species formation and coordinates tumor necrosis factor-alpha secretion through IKK regulation of NF-kappa. 276, 30188-30198 (2001).
- Hawkins, B. J., Madesh, M., Kirkpatrick, C. J., Fisher, A. B. Superoxide flux in endothelial cells via the chloride channel-3 mediates intracellular signaling. Mol. Biol. Cell. 18, 2002-2012 (2007).
- Vliet, A. v. a. n. d. e. r. NADPH oxidases in lung biology and pathology: host defense enzymes and more. Free Radic. Biol. Med. 44, 938-955 (2008).
- Babior, B. M., Kipnes, R. S., Curnutte, J. T. Biological defense mechanisms. The production by leukocytes of superoxide, a potential bactericidal agent. J. Clin. Invest. 52, 741-744 (1973).
- Lambeth, J. D. NOX enzymes and the biology of reactive oxygen. Nat. Rev. Immunol. 4, 181-189 (2004).
- Mukhopadhyay, P. Simultaneous detection of apoptosis and mitochondrial superoxide production in live cells by flow cytometry and confocal microscopy. Nat. Protoc. 2, 2295-2301 (2007).
- Niethammer, P., Grabher, C., Look, A. T., Mitchison, T. J. A tissue-scale gradient of hydrogen peroxide mediates rapid wound detection in zebrafish. Nature. 459, 996-999 (2009).
- Medzhitov, R. Toll-like receptors and innate immunity. Nat. Rev. Immunol. 1, 135-145 (2001).
