تحليلات لتدفق الكالسيوم المتقدرية في الميتوكوندريا المعزولة والخلايا المستزرعة

الميتوكوندريا هي المواقع الحاسمة من Ca^{2 +} مخزن داخل الخلايا والإشارات. عقود أبحاث أظهرت أن الميتوكوندريا لديها القدرة على الاستيراد، وتنحية Ca^{2 + 1،2}. الميتوكوندريا، ومع ذلك، ليست المواقع مجرد السلبي من Ca^{2 +} مخزن. Ca^{2 +} في حجرة المتقدرية يؤدي وظائف الإشارات الأساسية بما في ذلك تنظيم المخرجات الأيضية وتفعيل مسارات الموت المتقدرية يتوسط الخلية، التي تم استعراضها سابقا³. للتنظيم الأيضي، Ca^{2 +} يعزز نشاط ثلاثة dehydrogenases المترجمة بمصفوفة دورة حمض تريكاربوكسيليك، فضلا عن مجمعات سلسلة التنفس، لزيادة إنتاج الطاقة المتقدرية^4،5 . مع المتقدرية Ca^{2 +} التحميل الزائد و dysregulated المتقدرية Ca^{2 +} المناولة، المسام Ca^{2 +} مشغلات نفاذية المتقدرية الانتقال افتتاح (MPTP)، مما يؤدي إلى بيرميبيليزيشن المتقدرية الغشاء الداخلي، تمزق الأغشية الخسارة المحتملة، خلل mitochondrial، تورم، وفي نهاية المطاف، الخلية وفاة^6،7،،من⁸⁹. وهكذا، Ca^{2 +} إشارات المتقدرية تؤثر تأثيراً مباشرا الحياة الخلوية ومسارات الموت عن طريق السيطرة الأيضية ومحور MPTP الموت.

في السنوات الأخيرة، هناك وقد تم التوسع بسرعة الاهتمام بدراسة المتقدرية Ca^{2 +} ديناميات المستحقة في جزء كبير لتحديد مكونات جزيئية من Ca^{2 +} أونيبورتير المتقدرية المعقدة، الداخلية المتقدرية استيراد غشاء الناقل الذي وضع الأولية من Ca^{2 +} إلى^11،،من ¹⁰مصفوفة المتقدرية¹². تحديد هذه الوحدات الفرعية الهيكلية والتنظيمية أونيبورتير قد أوجد إمكانية استهداف وراثيا المتقدرية Ca^{2 +} تدفق تعدل وظيفة الميتوكوندريا والخلل وتيسير الدراسة مساهمة من أونيبورتير المعقدة والمتقدريه Ca^{2 +} التدفق للمرض^13،،من¹⁴¹⁵. والواقع أن mitochondrial Ca^{2 +} إشارات قد تورط في الأسباب المرضية لمجموعة متنوعة من الأمراض بدءاً من أمراض القلب نيوروديجينيريشن، وسرطان^16،،من^{1718، ،}من ¹⁹²⁰.

نظراً لأهمية أساسية المتقدرية Ca^{2 +} إشارات في الأيض وموت الخلايا، وجنبا إلى جنب مع نطاق واسع من النظم البيولوجية أن Ca^{2 +} إشارات المتقدرية الآثار، أساليب تقييم المتقدرية Ca^{2 +} تدفق ذات أهمية كبيرة. وليس من المستغرب، وقد وضعت مجموعة متنوعة من تقنيات وأدوات لقياس Ca المتقدرية^{2 +} . وتشمل هذه الأساليب التي تستخدم أدوات مثل Ca نيون^{2 +}-الأصباغ الحساسة^21،22 المرمزة وراثيا Ca^{2 +} وأجهزة الاستشعار والموجهة إلى الميتوكوندريا، مثل cameleon وأيكوورين^{23، 24}. والهدف من هذه المقالة هو تسليط الضوء على مختلف أساليب ونظم النموذجي الذي يمكن أن يقاس Ca^{2 +} امتصاص المتقدرية. نحن نقدم طريقتين تجريبية لتقييم المتقدرية Ca^{2 +} تدفق القدرة. استخدام الميتوكوندريا القلب على سبيل مثال، نحن بالتفصيل منصة المستندة إلى قارئ لوحة لقياس Ca المتقدرية^{2 +} صبغ الإقبال على استخدام Ca^{2 +} حساسة الكالسيوم الأخضر-5N مثالي للأنسجة المعزولة الميتوكوندريا¹⁴ . باستخدام خلايا 3T3 المستزرعة في المعاهد الوطنية للصحة، يصف لنا أيضا تحليل القائم على تصوير مجهرية [كنفوكل] لقياس المتقدرية Ca^{2 +} في الخلايا بيرميبيليزيد باستخدام Ca^{2 +} حساسة صبغ Rhod-2/ص²⁵.