Summary

Hücre Haberleşme Analizi İçin Tek hücreli Mikroenjeksiyon

Published: February 26, 2017
doi:

Summary

Biz canlı hücrelerin boşluk bağlantıları aracılığıyla hücresel iletişim görselleştirmek için Lucifer Sarı bir tek hücreli mikroenjeksiyon gerçekleştirin ve bazı yararlı ipuçları sağlamak için nasıl burada açıklamak. Biz bu kağıt nedeniyle fonksiyonel gap junction hücresel bağlantı derecesini değerlendirmek için herkese yardımcı olacağını bekliyoruz. Burada tarif edilen her şey 1,000 Dalton altında molekül ağırlığına sahip diğer floresan boyalar için uyarlanmış, ilke olarak, olabilir.

Abstract

Gap junctions are intercellular channels that allow the communication of neighboring cells. This communication depends on the contribution of a hemichannel by each neighboring cell to form the gap junction. In mammalian cells, the hemichannel is formed by six connexins, monomers with four transmembrane domains and a C and N terminal within the cytoplasm. Gap junctions permit the exchange of ions, second messengers, and small metabolites. In addition, they have important roles in many forms of cellular communication within physiological processes such as synaptic transmission, heart contraction, cell growth and differentiation. We detail how to perform a single-cell microinjection of Lucifer Yellow to visualize cellular communication via gap-junctions in living cells. It is expected that in functional gap junctions, the dye will diffuse from the loaded cell to the connected cells. It is a very useful technique to study gap junctions since you can evaluate the diffusion of the fluorescence in real time. We discuss how to prepare the cells and the micropipette, how to use a micromanipulator and inject a low molecular weight fluorescent dye in an epithelial cell line.

Introduction

Gap junction komşu hücrelerden 1 arasında bağ kurar izin hücrelerarası kanallardır. Bu iletişim, her biri içi kanal oluşturmak üzere bir connexon ya hemichannel katkıda bulunur, iki ya da daha fazla komşu hücreler, bağlanır. Memeli hücrelerinde, connexon sitoplazma 2 içinde dört transmembran ve bir C ve N terminal ile altı connexins monomer oluşturulmuştur. Ara bağlantılar, yalnızca iyonlar, ikinci haberciler ve küçük metabolitlerin akışına izin vermek, ama aynı zamanda sinaptik iletim kalp kasılması, hücre büyümesi ve farklılaşması, 3, 4, 5, 6 gibi birçok fizyolojik işlemlerde, hücresel haberleşme birçok şekilde katkıda 7, 8. Buna ek olarak ara bağlantılar ile ilişkilendirilmiştirkanser 9, 10, müsküler atrofi 11, bazı genetik hastalıklar ve hastalıkların 12 demiyelinizan dahil olmak üzere birçok hastalık.

Arası karışma Bu tür çeşitli yöntemlerle 13, 14, 15, 16 ile değerlendirilebilir. Bu yazıda canlı hücrelerin boşluk bağlantıları aracılığıyla hücresel iletişim görselleştirmek için Lucifer Sarı bir tek hücreli mikroenjeksiyon nasıl gerçekleştirileceğini gösterir. Bu hücreler ve mikropipet, mikromanipülatör kullanımını ve timik epitelial hücre çizgisinde Lucifer sarı boyadan enjeksiyonun hazırlanması için nasıl ele. Genellikle, bu deney prosedürü, boyası yüklendi hücreye bağlanan hücrelerin ortalama analiz edilebilir. Buna ek olarak, bu yöntem, boşluk altında molekül ağırlığına sahip diğer floresan boyalar ile birlikte kullanılabiliryaklaşık 1000 dalton olan kavşak kesme.

Protocol

Hücrelerin hazırlanması 1. Bir timüs epitelyal hücre hattı (IT76M1) ya da hücrenin bir kültür muhafaza bir kuluçka makinesi içinde, test edilecek (37 ° C /% 5 CO2). PBS 1x hücreleri yıkayın (bu öğeyi 3x tekrarlayın). 5 dakika için bir hücre için tripsin ekleyin. tripsin ve santrifüj (5 dakika boyunca 800 x g) ile hücrelerin% 10 FBS (fetal inek serumu) ile (Madde 1.3 ilave tripsin hacminin iki kez) orta ekleyin. Bir hemasitometre h…

Representative Results

Bu hücreler 43 21 konneksin oluşan fonksiyonel gap junction ifade etmek açıklandığı gibi timik epitel hücre çizgisi IT-76MI gap junction ile boya kaplin değerlendirmek için kullanıldı. pipet ucu altındaki bir hücreye uygulandığında Şekil 1, Lucifer Yellow enjeksiyonunu göstermektedir. Birkaç dakika sonra, bağlanmış hücreler boşluk bağlantıları ile floresan boya difüzyonu gösteren floresan (yıldız) haline gelir. hücre ve zaman şek…

Discussion

Hücrelerarası kanallar tarafından geçirgen 16 gerekmesine rağmen, fonksiyonel hücrelerarası boşluk kavşak varlığını, membran geçirmeyen izleyiciler, kullanımını doğrulamak için. Fluoresein, ilk fluoresan boya hücre-hücre bağlama 22, sigara kavşak zarlar 3 ila geçirgendir ve bu nedenle, Lucifer sarı boya 15 ile ikame edilmiş gözlemlemek. Şu anda, florasan izleyiciler birçok farklı türleri arasın…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors dedicate this paper in honor of Prof. Gilberto Oliveira-Castro who introduced research in intercellular communication by gap junctions in Brazil. This work was funded by Capes, CNPQ and Faperj.

Materials

Lucifer yellow Sigma L0259
Lithium Chloride Sigma L4408
PBS tablets Sigma  P4417
RPMI Sigma R4130
Bovine fetal serum Cultilab
Trypsin Sigma T4799
Microscope Nikon TE-2000 For microinjection experiments, one needs an inverted fluorescence microscope and filters for fluorescent microscopy
vibration-insulated table  Newport VH3036W-OPT A vibration-insulated table is needed to protect the experiments from vibration and avoid cell damage
Micromanipulator Narishige MMO-203 This equipment allows precision adjustments of the micropipette, which is needed for cell micro injection.
Current Generator  Digitimer DS2 To produce the dye flow through the micropipette, a current below one nano ampere was given using a current generator with an electrode inside the micropipette or an amplifier which has a capacitance compensation circuit (old electrometer) or current injection functions of new patch clamp amplifiers, and the ground wire submersed in the plate dish. Alternatively, the dye can be injected by a pneumatic microinjector, following the factory recommendations.   

References

  1. Bennett, M. V., et al. Gap junctions: new tools, new answers, new questions. Neuron. 6 (3), 305-320 (1991).
  2. Orellana, J. A., Martinez, A. D., Retamal, M. A. Gap junction channels and hemichannels in the CNS: Regulation by signaling molecules. Neuropharmacology. , (2013).
  3. Peracchia, C. Structural correlates of gap junction permeation. Int Rev Cytol. 66, 81-146 (1980).
  4. Loewenstein, W. R. Junctional intercellular communication and the control of growth. Biochim Biophys Acta. 560 (1), 1-65 (1979).
  5. Alves, L. A., et al. Functional gap junctions in thymic epithelial cells are formed by connexin 43. Eur.J Immunol. 25 (2), 431-437 (1995).
  6. Alves, L. A., et al. Are there functional gap junctions or junctional hemichannels in macrophages?. Blood. 88 (1), 328-334 (1996).
  7. Fonseca, P. C., et al. Characterization of connexin 30.3 and 43 in thymocytes. Immunology letters. 94 (1-2), 65-75 (2004).
  8. Nihei, O. K., et al. Modulatory effects of cAMP and PKC activation on gap junctional intercellular communication among thymic epithelial cells. BMC Cell Biol. 11, 3 (2010).
  9. Czyz, J., Szpak, K., Madeja, Z. The role of connexins in prostate cancer promotion and progression. Nat Rev Urol. 9 (5), 274-282 (2012).
  10. El-Saghir, J. A., El-Habre, E. T., El-Sabban, M. E., Talhouk, R. S. Connexins: a junctional crossroad to breast cancer. Int J Dev Biol. 55 (7-9), 773-780 (2011).
  11. Cea, L. A., et al. Connexin- and pannexin-based channels in normal skeletal muscles and their possible role in muscle atrophy. J Membr Biol. 245 (8), 423-436 (2012).
  12. Cotrina, M. L., Nedergaard, M. Brain connexins in demyelinating diseases: therapeutic potential of glial targets. Brain Res. 1487, 61-68 (2012).
  13. Park, H. a. n. -. A., R, S., Khanna, S. a. v. i. t. a., Sen, C. h. a. n. d. a. n. . K. Current Technologies in Single-Cell Microinjection and Application to Study Signal Transduction. Methods in Redox Signaling. , (2010).
  14. Abbaci, M., Barberi-Heyob, M., Blondel, W., Guillemin, F., Didelon, J. Advantages and limitations of commonly used methods to assay the molecular permeability of gap junctional intercellular communication. Biotechniques. 45 (1), 33-52 (2008).
  15. Stewart, W. W. Functional connections between cells as revealed by dye-coupling with a highly fluorescent naphthalimide tracer. Cell. 14 (3), 741-759 (1978).
  16. Meda, P. Probing the function of connexin channels in primary tissues. Methods. 20 (2), 232-244 (2000).
  17. Klaunig, J. E., Shi, Y. Assessment of gap junctional intercellular communication. Curr Protoc Toxicol. , (2009).
  18. Hanani, M. Lucifer yellow – an angel rather than the devil. J Cell Mol Med. 16 (1), 22-31 (2012).
  19. Orci, L., Biochemistry, C. Blockage of Cell-to-Cell Communication within Pancreatic Acini Is Associated with Increased Basal Release of Amylase Materials and Methods Preparation of Acini. Cell. 103 (August), 475-483 (1986).
  20. Hitomi, M., et al. Differential connexin function enhances self-renewal in glioblastoma. Cell Rep. 11 (7), 1031-1042 (2015).
  21. Nihei, O. K., Campos de Carvalho, ., C, A., Spray, D. C., Savino, W., Alves, L. A. A novel form of cellular communication among thymic epithelial cells: intercellular calcium wave propagation. Am J Physiol Cell Physiol. 285 (5), C1304-C1313 (2003).
  22. Kanno, Y., Loewenstein, W. R. Intercellular Diffusion. Science. 143 (3609), 959-960 (1964).
  23. Alves, L. A., Nihei, O. K., Fonseca, P. C., Carvalho, A. C., Savino, W. Gap junction modulation by extracellular signaling molecules: the thymus model. Braz J Med Biol Res. 33 (4), 457-465 (2000).
check_url/50836?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Alberto, A. V. P., Bonavita, A. G., Fidalgo-Neto, A. A., Berçot, F., Alves, L. A. Single-cell Microinjection for Cell Communication Analysis. J. Vis. Exp. (120), e50836, doi:10.3791/50836 (2017).

View Video