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細(xì)胞自噬的實(shí)驗(yàn)方法詳解
發(fā)布時(shí)間: 2021-12-10 點(diǎn)擊次數(shù): 3825次自噬(autophagy)被認(rèn)為是維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵過(guò)程,也是對(duì)等壓力源的反應(yīng),如營(yíng)養(yǎng)缺乏,這可能會(huì)危及細(xì)胞的生存。當(dāng)細(xì)胞接觸到這些壓力源時(shí),原本在低水平發(fā)生以平衡生物分子的恒定合成的自噬,就會(huì)被大幅度上調(diào)。這種上調(diào)會(huì)增加了細(xì)胞的吸收和降解,將大分子釋放回胞質(zhì)中以驅(qū)動(dòng)必須的代謝反應(yīng)并產(chǎn)生能量。
在正常和壓力條件下,自噬對(duì)細(xì)胞健康的貢獻(xiàn),意味著這種嚴(yán)格調(diào)控和精確協(xié)調(diào)過(guò)程的重要生理和病理作用。事實(shí)上,自噬在哺乳動(dòng)物的發(fā)育過(guò)程中被發(fā)現(xiàn)是有用的。此外,最近的研究發(fā)現(xiàn)自噬是各種疾病和病癥的重要調(diào)節(jié)器。探索自噬在發(fā)育和疾病中的參與,對(duì)于更全面地了解這一途徑的作用至關(guān)重要,并且可能對(duì)保持健康或治療疾病有影響。
自噬的研究已經(jīng)成為如今醫(yī)學(xué)研究的???,發(fā)文量也十分巨大,成為常規(guī)生物學(xué)現(xiàn)象來(lái)研究,但是有一些實(shí)驗(yàn)上的技巧值得探討一二,例如一些試劑的使用等等
1、自噬相關(guān)試劑的使用。
①M(fèi)DC:取12 mg粉末溶于720 nl DMSO使其濃度為50 mmol/L,分裝后-20冰箱保存。臨用前用MEM稀釋到終濃度50 umol/L;
②Rapamycin:用MEM培養(yǎng)基配成終濃度為1 umol/L,現(xiàn)用現(xiàn)配;
400ng/ml喹乙醇:稱取4 mg喹乙醇,DMSO預(yù)溶(體積<0.1%)后加入10 ml MEM培養(yǎng)液至*溶解,現(xiàn)用現(xiàn)配,避光保存;
③3-MA:首先用PBS溶解粉末,臨用前加熱至*溶解后再加入MEM培養(yǎng)基至終濃度10mmol/L;PI3K抑制劑(3-MA,Wortmannin)可干擾或阻斷自噬體的形成;
用RAPAMYCIN誘導(dǎo)自噬我也查過(guò)一部分文獻(xiàn),有用無(wú)血清的,也有用,一般培養(yǎng)基的,濃度從25nM到100nM都有,用的是50nM的雷帕霉素,加入一般的培養(yǎng)基中,目的是排除無(wú)血清所誘導(dǎo)出來(lái)的自噬。
文獻(xiàn)說(shuō)饑餓初期激活的是大分子自噬,在4-6小時(shí)活力達(dá)到最大,24h后以CMA途徑為主
④Earle's balanced salts solution (EBSS) for 48 h
sigma的EBSS,貨號(hào)E2888,有碳酸氫鈉,有酚紅的,酚紅到不是很必須,只是一個(gè)PH指示作用,好看些
⑤無(wú)血清誘導(dǎo)自噬:EBSS 誘導(dǎo)6個(gè)小時(shí)就可以了。
EBSS一定可以誘導(dǎo)出來(lái),只是需要說(shuō)明的是時(shí)間點(diǎn)的設(shè)置,因?yàn)閺酿囸I誘導(dǎo)開始半個(gè)小時(shí)就可能開始自噬了,一直到24小時(shí)都持續(xù),所以應(yīng)該設(shè)置不同的時(shí)間點(diǎn)觀察這個(gè)作用。另外一個(gè)很大的問(wèn)題是,饑餓誘導(dǎo)的一個(gè)很大的弊端是細(xì)胞死亡,這也是我面臨的問(wèn)題,就是在細(xì)胞收養(yǎng)的時(shí)候蛋白濃度太小了。24小時(shí)就很少了,更不要說(shuō)48小時(shí)和72小時(shí)了。
⑥Hank's誘導(dǎo),也就是通常所說(shuō)的饑餓誘導(dǎo),細(xì)胞培養(yǎng)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后以Hank's替代常規(guī)*培養(yǎng)基,3h后就可誘導(dǎo)出自噬。我用Hank's誘導(dǎo)了3h后電鏡觀察有30%細(xì)胞都有自噬這種現(xiàn)象,但不如國(guó)外報(bào)道的高。
⑦sigma的氯喹的貨號(hào)C6628。用氯喹做自噬抑制劑,293T細(xì)胞50uM就可以。1. 可以用雙蒸水配制2. 配制后4度保存
不同的自噬抑制劑機(jī)制不同。抑制的步驟也不同。有的不能抑制lc3的剪切,但能抑制后續(xù)的步驟,Chloroquine抑制自噬體與溶酶體的融合過(guò)程,autophgy不能完成,所以lc3才會(huì)累積。因此加了抑制劑lc3之后會(huì)比不加的要高。氯喹能提高溶酶體中的pH值,使溶酶體中的酸性水解酶喪失活性,從而導(dǎo)致“自噬溶酶體"不能降解,因此,位于自噬體和自噬溶酶體膜上的LC3不能按時(shí)降解,表現(xiàn)為L(zhǎng)C3熒光長(zhǎng)時(shí)間的保留或WB中LC3條帶變粗。
⑧Z-VAD-FMK(caspase-3 抑制劑)抑制EV71感染所引起的細(xì)胞凋亡,觀察細(xì)胞的自噬情況。研究發(fā)現(xiàn),抑制細(xì)胞凋亡能增加LC3-I轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)C3-II以及p62的降解。
1. 雷帕霉素:作為以mTOR 為靶點(diǎn)較為經(jīng)典的誘導(dǎo)劑已經(jīng)被廣為應(yīng)用,推薦工作濃度為1μmol-10μmol;
2. 氯喹:氯喹(Chloroquine)作為溶酶體的抑制劑,可以抑制自噬體與溶酶體的融合從而可以用來(lái)作為自噬以及自噬流的抑制劑用于實(shí)驗(yàn)研究,推薦使用濃度:10umol-50umol。
2、自噬誘導(dǎo)劑
正常培養(yǎng)的細(xì)胞自噬活性很低,不適于觀察,因此,必須對(duì)自噬進(jìn)行人工干預(yù)和調(diào)節(jié),經(jīng)報(bào)道的藥物有:
(1) Bredeldin A / Thapsigargin / Tunicamycin :模擬內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激
(2) Carbamazepine/ L-690,330/ Lithium Chloride(氯化鋰):IMPase抑制劑(即Inositol monophosphatase,肌醇單磷酸酶)
(3) Earle's平衡鹽溶液:制造饑餓
(4) N-Acetyl-D-sphingosine(C2-ceramide):Class I PI3K Pathway抑制劑
(5) Rapamycin:mTOR抑制劑
(6) Xestospongin B/C:IP3R阻滯劑
3、自噬抑制劑
(1) 3-Methyladenine(3-MA):(Class III PI3K)hVps34 抑制劑
(2) Bafilomycin A1:質(zhì)子泵抑制劑
(3) Hydroxychloroquine(羥氯喹):Lysosomal lumen alkalizer(溶酶體腔堿化劑)
衣霉素(tunicamycin from Slreptomyces sp., TM). Sigma-Aldrich 公司產(chǎn)品,貨號(hào):T7765 ;溶于DMSO中配成儲(chǔ)存液,使用時(shí)DMSO終體積濃度不超過(guò)1/1000。
3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA). Sigma-Aldrich 公司產(chǎn)品,貨號(hào):M9281;溶于滅菌超純水制成儲(chǔ)存液。
氯喹二磷酸鹽(chloroquine diphosphate salt,CQ) sigma-Aldrich 公司產(chǎn)品,貨號(hào):C6628;溶于滅菌超純水中制成存液。
雷帕霉素(rapamycin), 2.5mg/ml in DMSO, Sigma-Aldrich 公司產(chǎn)品,貨號(hào):R8781;
4、MDC染色焚光顯微鏡檢測(cè)細(xì)胞自睡
單丹黃酰尸胺(Monodansylcadaverine,MDC)是一種突光染料,被用作自吞泡的示蹤劑。具體操作步驟如下:
(1)將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HepG2細(xì)胞按常規(guī)方法消化后接種于6孔板,每孔接種1x106個(gè)細(xì)胞;
(2)細(xì)胞密度達(dá)到60%-70%時(shí),棄去培養(yǎng)液,小心用PBS洗1遍,分別用含TG濃度為0、0.5、1 nM的培養(yǎng)基及含Rapamycin (終濃度1 pM)的培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)24 h;
(3)棄上清PBS洗2遍,每孔加入含MDC(終濃度50 nM)的培養(yǎng)基于37 V、5% CCh的恒溫培養(yǎng)箱中避光溫育20 min;
(4)取出六孔板置于勞光顯微鏡下,Ih內(nèi)觀察細(xì)胞自唾發(fā)生情況并拍照。
5、流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞自噬發(fā)生率
(1)取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HepG2細(xì)胞,接種于6孔板,培養(yǎng)24h之后,分別用含TG濃度為0、1、2、4、8uM的培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)24h和0.5uM的TG作用不同時(shí)間(0、24、36、48、60h)后,取出六孔板,將上清收集到4 ml的離心管中;
(2)每孔加入2ml含MDC(終濃度50nM)的MEM培養(yǎng)基,于37°C、5%0?的恒溫培養(yǎng)箱中避光孵育30 min;
(3)將收集的上清2000rpm,離心5min;
(4)棄掉上清,每管加入500ul含MDC(終濃度50 uM)的MEM培養(yǎng)基,吹打混句,37 °C避光解育30 min;
(5)取出六孔板,PBS洗2次,0.25%的胰酶消化2min, 1 ml的PBS吹打混勻收集到1.5ml的離心管中,2000 rpm.離心5 min;
(6)棄掉上清,加1ml的PBS重懸,2000rpm,離心5 min;
(7)吸出800ul上清,剩余的200 ul吹打混勾;
(8)鮮育完的上清,2000rpm,離心5 min;
(9)棄掉上清,1ml的PBS吹打混勾收集到1.5 ml的離心管中,2000 rpm,離心5 min;
(10)重復(fù)步驟(6)和(7);
(11)將上述兩個(gè)相同濃度或相同時(shí)間點(diǎn)的兩管混勾,過(guò)300目銅網(wǎng)上機(jī)檢測(cè)。流式細(xì)胞
儀以488nm激發(fā)波長(zhǎng)測(cè)定MDC染色的熒光強(qiáng)度。
LC3B WB: 1:2000
條件是15% SDS-PAGE, 正常跑膠至下沿0.5cm即可,200mA 濕轉(zhuǎn)45min 正常0.45的PVDF,5%牛奶封閉1h,4C過(guò)夜搖動(dòng)孵育,洗抗體3*5min即可
LC3B的Western-blot檢測(cè),配置的15%的分離膠,濕轉(zhuǎn)250mA,60min
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