Method Article
Ozmotik stres ekzositozu ve bu işlem sırasında serbest nörotransmitter miktarını etkiler. Biz nasıl transmisyon elektron mikroskobu ile birlikte elektrokimyasal yöntemleri birleştirerek ekstraselüler ozmotik basınç etkisi ekzositozu etkinlik, vezikül quantal boyut ve serbest nörotransmitter miktarı incelemek için kullanılabileceğini göstermek ekzositozu sırasında.
Amperometry kayıt hücre salgı hücreleri ekzositozu etkinlik ve veziküller içinde tek ekzositozu olaylar serbest nörotransmitter miktarını azaltarak bu fiziksel stres yanıt ozmotik şok göstermek için tabi. Okuldan nörotransmitter azalma membran biyofiziksel özelliklerinde değişiklikler nedeniyle yanıt ozmotik stres olarak hücreleri küçültmek ve bu varsayımlar ile hücre sitoplazma içinde salgı veziküller etkilenmez olduğunu sürülmüştür hücre dışı ozmotik stres. Amperometry kayıt ekzositozu ne bir vezikül ile plazma zarı Sigortalar ancak vezikül füzyon tetiklenir önce bilgi vezikül içeriğine sağlamaz an hücrelerden serbest izler. Bu nedenle, amperometry birleştirerek ekzositozu hücreler tetiklenir önce salgı veziküller karakterize bir özelliği olan diğer tamamlayıcı analitik yöntemleri ile kayıt nasıl salgı veziküller incelenmesi için daha geniş bir genel bakış sunar ve ekzositozu işlem ozmotik şok tarafından etkilenir. Biz burada nasıl hücre içi elektrokimyasal sitometresi ve transmisyon elektron mikroskobu (TEM) görüntüleme ile kayıt amperometry tamamlayan salgı veziküller boyutu ve nörotransmitter içeriğindeki değişiklikler karakterize etmek için kullanılabileceğini tarif kromafin hücre ekzositozu etkinlik öncesi ve sonrası ozmotik strese maruz kalma ile ilgili olarak. Tüm üç analitik yöntemlerle deneylerden elde edilen nicel bilgilerden bağlayarak, sonuçlar daha önce salgı veziküller içinde boyutunu küçültme ve vezikül quantal boyutunu azaltarak ekstraselüler ozmotik stres yanıt yapılmıştır bir sabit vezikül nörotransmitter konsantrasyon korumak. Bu nedenle, bu neden veziküller, ozmotik stres, cevaben ekzositozu yayın sırasında serbest tutar nörotransmitter azaltmak ile ilgili bir açıklama sağlar. Buraya amperometric recordings tersinir bir süreç ve o vezikül yerleştirilmiş hücreler izotonik bir ortama döndürülür zaman nörotransmiterler ile ozmotik şok doldurulmuş sonra bu gösterir.
Böbrek üstü bezlerinde kromafin hücre nörotransmitter molekülleri kan akışı içine yayın nöroendokrin hücrelerdir. Bu bir bağlantı içerir hücresel süreç ve içerik veziküller ekzositozu denen bir süreç ekstrasellüler alana yayın sonuçlanan veziküller, nörotransmitter dolu bir füzyon yoluyla ortaya çıkar. Nörotransmiterler (adrenalin ve noradrenalin) kromafin hücre içinde aktif olarak büyük yoğun çekirdek veziküller (LDCVs) zar proteinleri tarafından taşınan ve yüksek konsantrasyonda (~0.5-1 M)1,2' de depolanan. LDCVs içinde nörotransmitter birikimi katekoiamin molekülleri benzeşme chromogranin proteinler (~ 169 mg/mL)3,4,5 oluşan intravesicular yoğun çekirdek protein Matrix sağlanır ,6ve ATP (125-300 mM)7, Ca2 + gibi vezikül içine katekoiamin yükleme ve depolama için anahtar bileşenleri içeren intravesicular bir kokteyl çözüm (50-100 µM çözüm ve ~ 40 mM bağlı protein matriksi)8, Mg2 + (5 mM)9, askorbat (10-30 mM)10ve pH ~5.511,12. Teorik çözünen konsantrasyon veziküller içinde toplamı 750 mm'den kadar rağmen ISO ozmotik bir koşulu ile hücre sitoplazma (310 mOsm/kg)13, LDCVs korumak. İntravesicular bileşenleri bileşimi sadece yoğun çekirdek protein matris için yükleme ve depolama katekolaminler, aynı zamanda solutes toplama işlemi için gerekli değildir. Bu önemli ölçüde azaltır veziküller Osmolarite önemli ölçüde azalır ve ekzositozu5,6sırasında çıkış tutarı katekoiamin etkileyebilir.
Ekstrasellüler ozmotik basınç etkisi ekzositozu işlem amperometric kayıt tarafından çalışmalar o yüksek hücre dışı ozmotik basınç ekzositozu etkinliği engeller ve single'salgılanan nörotransmitter sayısını azaltır bildirdin vezikül bölmeler4,14,15,16,17,18,19. Bu gözlemler açıklamalarını hücre sitoplazma inhibe vezikül füzyon olaylar ve membran biyofiziksel özellikleri sayısını etkileyen bir değişiklik makromoleküllerin kalabalık mümkün geliştirme üzerinde spekülasyonlar var. nörotransmitter ekzositozu sırasında serbest bırakmak. Yüksek hücre dışı ozmotik stres tetiklenmiş ekzositozu14, önceki aşamada bir vezikül bölümünde depolanan nörotransmitter moleküllerin tanımlayan vezikül quantal boyutu etkilemez bu düşünceler kabul 15 , 17 , 19 , 20 , 21. Tek Kişilik hücrelerde ekzositozu açıklaması amperometric ölçümler ile sinaps yapılandırma taklit eden bir deneysel ayarlarý oluşturma hücre yüzeyine yakın temas içinde bir karbon fiber disk elektrot yerleştirilir nereye amperometric elektrot bir postsinaptik dedektörü (şekil 1)22,23hizmet vermektedir. Ekzositozu hücresine uyararak, bir nörotransmitter dolu veziküller hücre plazma zarı ile sigorta ve bölüm veya tam vezikül içerik ekstraselüler uzaya serbest bırakmak için teşvik edebilirsiniz. Nörotransmitter electroactive (örneğin, katekolaminler) Ag/AgCl referans elektrot bir Redoks potansiyeli 700 mV vs uygulayarak Eğer elektrot yüzeyi yayımlanan bu nörotransmitter moleküller mamüllerinin tespit edilebilir . Sonuç olarak, geçerli sivri bir dizi bireysel ekzositozu olayları algılama işaretleyin. Geçerli zaman izleme amperometric kaydında karşı her tek amperometric spike altına alan başına ekzositozu olay tespit ücret temsil eder ve serbest, Faraday denklemi kullanarak nörotransmitter köstebek için dönüştürülebilir. Bu nedenle, amperometric kayıtları tek ekzositozu olaylardan ihraç tutarı nörotransmitter hakkında kantitatif bilgi vermek ve ekzositozu olaylar frekanstan rapor ancak salgı veziküller nicel bilgi mevcut değil içerik vezikül füzyon ve nörotransmitter yayın önce başlatıldı.
Bu nedenle, nasıl salgı veziküller hücrede daha iyi anlaşılmasını almak için sitoplazma yanıt ekstraselüler ozmotik stres için hücre ekzositozu, geçmesi tetiklenir önce bu bilgileri zenginleştirmek için diğer tamamlayıcı analitik yöntemleri kullanılabilir. Örneğin, ozmotik stres sivilce cilt değiştirirse araştırmaya, transmisyon elektron mikroskobu (TEM) analiz görüntüleme sonra kimyasal fiksasyonu hücrelerin vezikül boyutunu ölçmek için kullanılabilir. Ozmotik stres sivilce quantal boyutu etkiliyorsa incelemek için hücre içi elektrokimyasal sitometresi adında bir son zamanlarda geliştirilen amperometric teknik uygulanabilir vezikül nörotransmitter içerik salgı veziküller, miktar için onların hala canlı hücreleri26sitoplazma içinde ikamet ettiği yerel durum. Hücre içi elektrokimyasal sitometresi teknikte nanotip silindirik karbon fiber elektrot yavaşça canlı hücre ve bu elektrot için 700 mV potansiyel uygulayarak sitoplazma içine eklenir (vs bir Ag/AgCl referans elektrot), lanetlendiklerine memnun veziküller içinde çarpışma, adsorbing ve daha sonra stochastically elektrot yüzeyi rüptür ve böylece serbest içeriklerini karşı tek veziküller gelen ani geçerli bir Redoks tespiti tarafından sayılabilir elektrot yüzey26. Bu nedenle, zaman izleme karşı geçerli amperometric, her tek vezikül rupturing olay içinde geçerli bir geçici yol açabilir ve, her geçerli spike alan entegre ederek, vezikül quantal boyutu Faraday´s hukuk kullanılarak hesaplanabilir.
Bu nedenle, hücre içi elektrokimyasal sitometresi tarafından kaydedildiği şekilde TEM görüntüleme vezikül quantal boyut analizi, birlikte kullanarak vezikül boyut ölçüleri elde niceliksel bilgileri bağlayarak, vezikül nörotransmitter konsantrasyonu da olabilir kararlı olmak. Bu hücreler için farklı ozmotik koşullar maruz kaldığında vezikül karakterizasyonu ve nasıl veziküller ekzositozu önce aşamada hücre dışı ozmotik strese yanıt verebilir üzerinde daha iyi bir görünüm sağlar. Bu yöntemler bir araya gelen sonuçları ekstraselüler yüksek ozmotik basınç, huzurunda veziküller küçültmek ve onların quantal boyutu ayarlamak ve bu ölçümler göreli değişikliklerden nicel bilgi karşılaştırarak gösteren göstermiştir çekmek ise, veziküller onların içeriği ve sürekli nörotransmitter konsantrasyon24korumak için boyutunu ayarlamak. Böylece, bu anlayış ozmotik stres maruz hücrelerdeki nörotransmitter sürümü üzerinde yapılan gözlemler bağlanma değerlidir. Bu protokoller ekstraselüler osmolalite kendi yerel ortamını yanıt nasıl salgı veziküller karakterizasyonu ve bu yanıt etkisi ekzositozu izin bu üç tamamlayıcı metodolojileri nasıl kullanılacağını açıklar işlem. Bizim önceki gözlemleri yüksek ozmotik basınç ekzositozu24ek olarak etkisi ile ilgili olarak, biz hücre kurtarma sonra ozmotik şok ve birden çok baryum elektrodlar kromafin içinde etkisini açıklayan ek deneyler mevcut hücreleri.
1. hücre kültürü Enzimatik sindirim böbreküstü bezleri tarafından izole sığır kromafin hücre
2. tek hücre ekzositozu Amperometry deneyleri24
3. hücre içi elektrokimyasal sitometresi24,26
4. veri analizi Amperometry kayıtları
5. TEM görüntüleme vezikül boyut analizi için
Biz burada tarif protokol nasıl TEM görüntüleme iki elektrokimyasal metodolojileri, karbon fiber amperometry ve hücre içi elektrokimyasal sitometresi ile birlikte birleştirerek daha geniş bir görünüm için etkisi atıfta kazanımlar bilgiler sağlayabilir için hücre dışı ozmotik basınç salgı veziküller ve ekzositozu süreci. Hücreler için ozmotik maruz kaldığında deneysel ( şekil 1' de gösterilen) kurmak kullanarak tek kromafin hücre'ekzositozu piyasaya temsilcisi amperometric kayıtları karşılaştırarak, exocytotic etkinlik önemli bir azalma görüntülenmiştir hücreleri izotonik koşullarda karşılaştırıldığında (şekil 2A)24stres. Bu kayıtlar ve Faraday´s hukuk kullanarak, toplam ücret spike için farklı maruz hücreleri tek vezikül ekzositozu etkinliklerde ihraç molekülleri sayısını hesaplamak için kullanılan geçerli her bireysel amperometric tarafından tespit ozmotik koşullar. Buna karşılık, şekil 2B geçerli ortalama amperometric daha küçük bölgelere göre gösterildiği şekliyle spike tespit hipertonik çözelti içinde hücreleri tarafından daha az nörotransmitter molekülleri üzerinden her vezikül ozmotik stres24 algılama hücreleri tarafından yayımlanan .
Nörotransmitter moleküller yayımladı sayısındaki bu düşüş reversibility belirlemek için biz ekzositozu hipertonik ortamına maruz hücreleri ve daha sonra geri bir izotonik yerleştirilen sonra hücreleri, amperometric kayıtları gerçekleştirilen çevre. Bu deneylerde kromafin hücre BaCl2 çözüm ile art arda üç kez uyarılmış: ilk izotonik bir arabellekte takip tarafından ikinci bir stimülasyon sonra hücreleri hipertonik çözüm ve, son olarak, üçüncü bir 10 dakika inkübe stimülasyon sonra 10 dk hücre kuluçka izotonik koşullarında. Sonuçları şekil 3A görüntülendiği gibi hücreleri ilk Ba2 + stimülasyon izotonik durumda göre hipertonik koşulu maruz yayımlanan nörotransmitter miktarı ~ 50 oranında azaldı sunmak. Hücreleri bir izotonik ortamına geri getirdi ve bir üçüncü Ba2 + uyarım tabi zaman, daha sonra başına ekzositozu olay çıkış tutarı nörotransmitter geri ilk uyarımı de kaydedilen orijinal tutar için tersine hangi önceki gözlemler14doğruladı. Denetim deneyler üç ardışık Ba2 + elektrodlar hücre izotonik koşulu ile (bkz. 3B rakam) birden çok ardışık Ba2 + elektrodlar izotonik koşullarında tutar nörotransmitter değişiklik göster ekzositozu sırasında serbest. Bu vezikül quantal boyutu hücre dışı osmolarite ile hızlı ve geri dönülebilir olarak ayarlanır göstermektedir.
Ancak, amperometric izleri üzerinden bu deneyler ekzositozu etkinlik açısından analiz ederken, belli, oldu ne zaman hücre için hipertonik stres maruz kaldılar şekil 4Agörüntülendiği gibi bu ekzositozu etkinliği önemli ölçüde engel oldu. Ozmotik stres sırasında ekzositozu olaylar adlı izotonik koşulu hücrelerde aktivitesinin % 12'ye düşürüldü. Daha sonra ozmotik şok ve hücreleri geri isosmotic bir ortama yerleştirildi sonra hücreleri özgün ekzositozu faaliyetlerini % 41'i ele geçirdi. İlginçtir, izotonik koşullarda gösterdi, 4B rakam, görüntülendiği gibi üç ardışık BaCl2 elektrodlar gerçekleştirdikten sonra ekzositozu olayları sıklığını % 53 sonra ikinci bir stimülasyon azaltılmış kontrol deneyleri gerçekleştirilen ve daha da aşağı %26 üçüncü stimülasyon tarafından ilk uyarmaya karşılaştırılır. Bu nedenle, bu ardışık Ba2 + elektrodlar etkilemeye ekzositozu tetiklenir ama vezikül yayın sürecinin etkinliğini önemli ölçüde etkileyen her vezikül serbest nörotransmitter sayısını görünmüyor açıktır.
Nasıl salgı veziküller içinde araştırmak için yerel çevreleri etkilenir ekstraselüler ozmotik stres sivilce cilt açısından veya quantal boyutu, vezikül boyutu analiz TEM Imaging'i kullanma hücreleri, hücre içi elektrokimyasal sitometresi ile kombine edildi izotonik ve hipertonik koşullara maruz. Hücre içi elektrokimyasal sitometresi deneylerde bir karbon fiber nanotip elektrot izotonik ve hipertonik çözümde ( şekil 5' te gösterildiği gibi.) yerleştirildiğinde canlı kromafin hücre sitoplazma içine eklenmiş Elde edilen amperometric geçerli spike her vezikül çarpışması, adsorbing ve stochastically rüptür ve26patlama üzerine amperometric elektrot yüzeyi vezikül içeriği serbest hücre sitoplazma içinde takip. Her tepe akım saat izleme karşı algıladı entegre toplam ücret Faraday´s yasa ile kayıt her hücrede ortalama vezikül quantal boyutunu hesaplamak için kullanıldı. Bu hücre içi elektrokimyasal sitometresi ölçümleri, şekil 6 ' da gösterilen ve şekil 7Bvezikül ozmotik stres maruz hücreleri quantal boyutunda azaltılacağını olduğunu gösterdi, adlı izotonik koşulları hücrelere kıyasla. Sinir hücreleri ekstrasellüler ozmotik stres yaşıyor, ekzositozu sırasında serbest miktarı kesirli düşüş için hücre içi elektrokimyasal sitometresi göre ölçülen vezikül quantal boyutunda değişiklik büyüklüğü karşılaştırma , quantal boyutu ve çıkış tutarı nörotransmitter adlı izotonik koşulları (Şekil 7)24hücrelere kıyasla % 60, göreli bir düşüş gösterdi. Vezikül quantal boyutu ayarlamasında vezikül nörotransmitter konsantrasyon hücrelerinin ozmotik basınç yaşandığı potansiyel bir varyasyon ile arasında bir ilişki için TEM görüntü analizi izotonik ve hipertonik maruz hücrelerin vezikül boyutunu belirlemek için gerçekleştirildi koşullar. Ayrıca, koyu bir karanlık küre zarda veziküller bağlı olarak TEM Albümdeki görselleştirildiği yoğun çekirdek protein matris LDCVs içinde boyama yoğun çekirdek matris bu veziküller içinde hacmi ölçmek için kullanıldı. Şekil 8' de sunulan vezikül boyutu adlı izotonik koşulları hücrelerde göre ekstraselüler ozmotik strese maruz hücreleri, % 60'a düşürüldü. TEM görüntülerde LDCVs içinde net bir çözüm de hesaplanan şekilde LDCV ve yoğun çekirdek ölçülen çap hesaplanan birimden çevreleyen halo çözüm hacmi görüntülenir. TEM görüntü analizi özetlenen sonuçları gösterdi, şekil 8' de gösterildiği şekliyle ekstraselüler ozmotik esas olarak 's şok sırasında24olduğunu LDCVs halo çözümde hacmi azalır.
Resim 1 : Tek hücre ekzositozu amperometry. Amperometric ölçme ekzositozu tek kromafin deneysel kurmak bir şematik24hücreleri. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2: Amperometric izleri ekzositozu ölçümleri. (A) A temsilcisi amperometric kayıt ekzositozu adlı izotonik (siyah renk) ve hipertonik (kırmızı renk) hücre dışı ortamlarda kromafin hücre. Bir ortalama amperometric spike ekzositozu ölçüm kromafin hücre izotonik (siyah) üzerinden (B) genişleme ve hipertonik (kırmızı) hücre dışı ortamlarda24. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3 : Ekzositozu osmotik şoktan sonra yayımlanan katekolaminler sayısı reversibility. (A) ekzositozu kromafin hücrelerden sırasında serbest moleküllerin sayısı (n = 4) üç ardışık Ba2 + elektrodlar, izotonik içinde ilk uyarım, hipertonik ikinci tarafından ve izotonik arabellek üçüncüsü. Unpaired t-test istatistiksel sonuçları gösterilir. P -değeri ilk Ba2 + stimülasyon (Ba2 + STIM 1) izotonik arabelleği ikinci Ba2 + stimülasyon (Ba2 + STIM 2) hipertonik arabelleği ile karşılaştırılması için pbu 0.1088 ve p=-value için İkinci Ba2 + stimülasyon hipertonik çözelti içinde üçüncü Ba2 + stimülasyon (Ba2 + STIM 3) izotonik arabelleği ile karşılaştırılması p olduğunu 0.059 =. (B) denetim nörotransmitter moleküllerin üç ardışık Ba2 + elektrodlar kromafin hücre serbest miktarını gösteren deney (n = 4) izotonik arabelleği. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4 : Osmotik basınç etkisi ekzositozu etkinlik. (A) ekstrasellüler Osmolarite etkisi ekzositozu etkinlik ekzositozu olaylar ne zaman kromafin frekans sunulan hücreleri (n = 4) izotonik, o zaman hipertonik, baryum solüsyonu ile uyarılmış olan ve nihayet izotonik koşullarında. Değerleri her hücreden sivri ortalama sayısı olarak sunulur ve tüm hücreleri ortalama (ortalama (SEM) standart hatası) örnek. Bir t-test için unpaired verileri kullanarak değişiklikleri istatistiksel anlamlılık sundu ( p -izotonik Ba2 + stimülasyon 1 ve hipertonik Ba2 + stimülasyon 2 pdeğerdir 0.0126 ve p=-karşılaştırılması için değer hipertonik Ba2 + stimülasyon 2 ve izotonik Ba2 + dürtme 3 polduğunu 0.037 =). (B) denetim deney üç ardışık baryum elektrodlar kromafin hücre, sonra ekzositozu olayları sıklığını sunulması (n = 4) izotonik koşullarında. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5 : Hücre içi vezikül elektrokimyasal sitometresi vezikül quantal boyut değişiklikleri izlemek için. (A) için hücre içi elektrokimyasal sitometresi kullanılan kurmak deneysel bir şeması. (B) bir tarama elektron mikroskobu görüntüsü tipik nanotip konik karbon fiber elektrot24. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 6 : Gösterilen hücre içi elektrokimyasal sitometresi ölçümleri Hücre içi amperometric sitometresi kayıtları kromafin hücre izotonik (siyah), (A) temsilcisi izleri ve hipertonik (kırmızı) hücre dışı ortamlarda. Bir ortalama amperometric spike adlı izotonik (siyah) kromafin hücre hücre içi sitometresi ölçüm üzerinden (B) genişleme ve hipertonik (kırmızı) hücre dışı ortamlarda24. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 7 : Miktar ekzositozu ve belirlenmesi vezikül quantal boyutu yayımlanan katekolaminler miktarının. (A) adlı izotonik kromafin hücre ekzositozu kayıtları sırasında serbest moleküllerin ortalama sayısı (n = 22) ve hipertonik (n = 20) ortamlar. Değerleri her hücreden ekzositozu olay başına serbest ve örneklenmiş hücrelerden (± SEM) ortalama moleküllerinin ortalama bir sayı olarak sunulmaktadır. Değişiklikleri istatistiksel anlamlılık t-test için unpaired verileri kullanarak sunulmaktadır (p -değeri = 0,0003) (B) molekülleri izotonik (n kromafin hücre, hücre içi elektrokimyasal sitometresi tarafından algılanan olarak vezikül başına ortalama sayısı 19 =) ve hipertonik (n = 16) koşulları. Değerleri, moleküller spike başına ortalama sayısı olarak her hücreden tespit olarak sunulan ve örnek tüm hücrelerden (± SEM) ortalama. Değişiklikleri istatistiksel anlamlılık unpaired veri için t-testi kullanılarak sunulur (p - değeri 0.0108 =)24. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 8 : Büyük yoğun çekirdek vezikül boyutu ozmotik basınç etkisi. LDCVs, yoğun çekirdek protein ve yoğun çekirdek protein matris çevreleyen halo çözüm hesaplanan hacmi attolitres (aL) görüntü analizi izotonik kromafin hücre TEM görüntülerin üzerinden hesaplanır (n = 12) ve hipertonik (n = 9) arabellekleri. Sonuçları 311 veziküller hücre başına ortalama ve ortalama tek hücreleri (± SEM) toplanmıştır. P-değerleri unpaired t-izotonik ve hipertonik arabellekleri karşılaştırma testleri rapor edilmektedir. P-0.0385 (*) vezikül birim, 0.3967 yoğun temel birim, 0.0047 (*) halo cilt24için için için değerdir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Burada bir iletişim kuralı ve salgı veziküller ve daha iyi nasıl bir fiziksel güç gibi ozmotik basınç salgı veziküller etkileyebilir anlayış kazanmak için ekzositozu işlemi çözümlemek için üç tamamlayıcı analitik yöntemleri birleştiren avantajları mevcut ve salgı hücreleri ekzositozu sürecinde. Bu yöntemler ekzositozu etkinlik, veziküller kendi doğal ortamlarında quantal boyutunu belirlemek için kullanılır, hücre içi elektrokimyasal sitometresi kayıt için kurulan bir yöntemdir karbon fiber elektrot amperometry içerir ve transmisyon elektron mikroskobu görüntü analizi salgı. sivilce cilt izlemek için. Bu çalışmada, amperometry kayıtlarından bir izotonik ve hipertonik hücre dışı ortama maruz kromafin hücre, tek vezikül ekzositozu olayların Nicel veri toplayarak biz o ozmotik şok önemli ölçüde azaltır doğruladı tutar nörotransmitter ekzositozu sırasında serbest ve bu hücreler geri dönülebilir olarak yeniden elde etmek ve başlangıçtaki miktar serbest geri bir izotonik ortam (şekil 3) yerleştirilir.
Amperometric kayıtları bilgiler zaman karşı ekzositozu olayların sıklığı ve bu nedenle de ekzositozu faaliyet hücreler farklı ozmotik ortamlarda, değişiklikleri izlemek için kullanılabilir. Bu veri yorumlanır ve faaliyet değişiklikler anında veya zaman bir fonksiyonu olarak oluşup oluşmadığına ayırt için kullanılır. Ozmotik stres exocytotic etkinlik engel olmasına rağmen önceki çalışmalarında gösterdiği gibi kolayca derledi havuzun veziküller24füzyonu engel değildi. Kayıt süresi bir dönem boyunca toplam exocytotic etkinliğini çözümlemeye ekzositozu etkinliği verilerini de kullanılabilir. Burada ekzositozu kromafin hücre için iki farklı ozmotik koşullar maruz adlı bir 3 dakikalık kayıt olaylardan ekzositozu birikmiş sayısı mevcut. Bu veriler bir inhibisyon hücrelerinin ozmotik stres ve hücreleri ekstrasellüler izotonik ortamına döndükten sonra bu faaliyet kısmi bir iyileşme elde edilebilir yaşıyor ekzositozu faaliyet göstermektedir. Ancak, en önemlisi, kontrol deneyleri birden çok Ba2 + elektrodlar bu deneylerde kullanılan zaman dilimi içinde her zaman bir hücre salgılanması için uyarılmış ekzositozu etkinliğinde belirgin bir şekilde azaltılmasına neden gösterdi. Üçüncü ardışık Ba2 + stimülasyon, sadece bir üçüncü ekzositozu aktivitesinin devam edildi ve açıkça baryum ve belki de bu deneylerde elektrodlar zamanlama etkileyen vezikül döngüsü. Bu neden exocytotic aktivite izotonik çözümde osmotik şoktan sonra yerleştirilen hücrelerdeki kurtarıldı ve neden bu hücreler hücreleri izotonik koşullarda 3'ten sonra karşılaştırıldığında etkinlik benzer bir göreli azaltma görüntülenen açıklamak için ilgili olabilir Sıralı Ba2 + elektrodlar. Bu nedenle, amperometry kayıt ekzositozu veziküller nörotransmitter füzyon gözenek aracılığıyla serbest plazma zarı ile sigorta için tetiklenir andan itibaren salgı veziküller hakkında bilgiler sağlar. Böylece nicel tek vezikül nörotransmitter üzerinde yayın tarihi ve ekzositozu etkinliği hakkında bilgi toplanır.
Yayımlanan nörotransmitter miktarı tetiklenir, nerede tam vezikül içerik veya içerik parçası serbest ekzositozu modu tarafından düzenlenmiş olması. Sadece sadece ne bir vezikül ihraç algılar karbon fiber amperometry kullanarak ekzositozu yayın inceleyerek, serbest nörotransmitter tespit edilen miktarda bir değişiklik tetiklenmiş modu bir değişiklik için ilgili olup olmadığını ayırt etmek zor ekzositozu, vezikül içerik yayın etkileyen hücresel biyofiziksel özellikleri oluşturmak veya değişiklikleri vezikül quantal boyutunda bir değişiklik. Bu nedenle, ekzositozu amperometric kayıt hücre içi elektrokimyasal sitometresi kullanarak ölçüleri ile tamamlayan tarafından vezikül canlı hücreleri quantal boyutunda in situ ölçümleri ile karakterize ve olması dolayısıyla karşılaştırmak için kullanılan vezikül içerik serbest bırakmak--dan veziküller ekzositozu26sırasında kısmını.
Bu çalışmada, vezikül quantal boyutu ozmotik stres tarafından etkileniyorsa araştırmak için biz miktar ve izotonik ve hipertonik koşullara maruz hücreleri vezikül quantal boyutunda değerlendirilmesi için bu tekniği uygulanır. Canlı bir hücre sitoplazma içine nanotip elektrot ekleme oldukça invaziv olarak kabul edilir gibi bu deneyler hücre başına sadece bir kez gerçekleştirilen ve aynı hücre, tekrar değil. Bu nedenle, bu deneyler tercihen bir izotonik ve hipertonik hücre dışı ortama maruz rasgele seçilen hücre grupları üzerinden bireysel ölçümleri olarak gerçekleştirilir. Ekzositozu serbest tutar nörotransmitter değişiklikler için hücre içi elektrokimyasal sitometresi göre ölçülen vezikül quantal boyutunda değişiklikleri karşılaştırmak için bir hücre içi kayıt deneysel koşullarıyla eşleşen düşünmelisiniz ve Ayrıca ekzositozu ayrı rasgele hücreleri, amperometry kayıt gerçekleştirin. Çalışmalar aynı tek hücre üzerinde gerçekleştirilmesi durumunda bu deneysel protokoller de üst üste BaCl2 elektrodlar etkisini göz önünde bulundurun ve hücre içi sitometresi için kullanılan deneysel koşullarla eşleşen emin olmak için önemli ölçümleri. Bu da tam yerleştirme ve bir hücre yerleştirildiğinde elektrot derinliği kontrol etmek zordur dikkati çekiyor. Böylece, her hücre vezikül quantal boyutu analiz için rasgele bir örnek sağlar. Buna ek olarak, vezikül quantal boyutu bu yöntemi kullanarak sondalama farklılıkları, örneğin, vezikül olgunluk ayrım yapmamak ve bu nedenle aynı zamanda varyasyon ölçümleri için eklemek olabilir. Hücre içi deneyler vezikül quantal boyutu hücreleri ekstrasellüler ozmotik basınca maruz, azalma göstermiştir. Bu yöntem tarafından tespit quantal boyutunda göreli düşüş sırasında ekzositozu nörotransmitter sürümde göreli değişiklikler gözlemleri için karşılaştırıldı. Bu çalışmada quantal boyutu göreli düşüş ozmotik stres algılama hücreleri'nörotransmitter piyasaya düşüş aynı sırada olduğunu ortaya koymuştur.
Ozmotik stres sivilce nörotransmitter konsantrasyon değiştirme Eğer doğrulamak için vezikül birim TEM analiz izotonik ve hipertonik koşullarına maruz kalan kimyasal olarak sabit kromafin hücre için Imaging kullanılarak değerlendirilmiştir. Analiz görüntüleme TEM hücreleri bir ozmotik şoka maruz kaldığında veziküller küçültmek ve boyutunda göreli düşüş vezikül quantal boyutu ile birlikte sürekli nörotransmitter konsantrasyon24korumak için ayarlanır gösterdi. İki ayırt nanometre görüntü çözünürlüğü sağlar TEM görüntü analizi aşama, yoğun çekirdek protein matris ve çevresindeki halo çözüm içinde LDCVs ve bu nedenle yoğun çekirdek protein matris hacmi belirlemek mümkün ve halo çözüm hacmi hesaplamak. Bu analiz, vezikül birim düşüş ağırlıklı olarak azalan bir birime yoğun çekirdek protein matris24çevreleyen halo çözümden ilgili olarak belirlendi.
Hücreler için tetiklenir Özet olarak, bu çalışmada hediyeleri nasıl üç analitik yöntem gösteren bir protokol birleştirilir ve salgı veziküller nörotransmitter önce karakterizasyonu sağlar yayın ve ne bu veziküller serbest bırakılır ekzositozu ekzositozu tarafından ekstraselüler stres etkilenir gibi işlevleri hücre ve nasıl salgı veziküller daha iyi bir anlayış kazanmak için. Bu protokolü nasıl nörotransmitter ekzositozu yayın üzerinde sorulara cevap yardımcı olmak için de kullanılabilir ve vezikül quantal boyutu fiziksel ortamda diğer değişiklikler veya salgı hücreleri etkileyebilecek potansiyel uyuşturucu etkilenir.
Yazarlar ifşa gerek yok.
Yazarlar İsveçli Araştırma Konseyi (349-2007-finansman için 8680) ve Dalsjöfors Kött AB (Dalsjöfors, İsveç) sığır adrenal bezleri bağış için teşekkür etmek istiyorum.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
NaCl | Sigma Aldrich | S7653 | |
KCl | Sigma Aldrich | P9333 | |
NaHCO3 | Sigma Aldrich | S5761 | |
HEPES | Sigma Aldrich | H3375 | |
MgCl2 | Sigma Aldrich | M-2670 | |
Glucose | Sigma Aldrich | G8270 | |
Collagenase P | Roche, Sweden | 11 213 857 001 | |
100-µM Nylon mesh | Fisher Sientific | 08-771-19 | |
Percoll | Sigma Aldrich | P1677 | |
Collagen IV coated 60 mm plastic dish | VWR | 354416 | |
Centrifuge | Avanti J-20XP | ||
Borosilicate glass capillary | Sutter instrument Co., Novato, CA | ||
Micropipette puller | Narishing Inc., Japan | PE-21 | |
Epoxy solutions (A and B) | Epoxy technology, Billerica, MA | ||
Beveller | Narishing Inc. | EG-400 | |
Inverted Microscope | Olympus | IX81 | |
Patch clamp Instrument | Molecular Devices, Sunnyvale, CA | Axopatch 200B | |
Micromanipulator | Burleigh Instrument Inc., USA | PCS-5000 | |
Butane Flame | Multiflame AB, Hässelholm, Sweden | ||
Transmission electron microscopy | Omega | Leo 912 AB |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır