Analysen der mitochondrialen Calcium Zustrom in isolierten Mitochondrien und kultivierten Zellen

Mitochondrien sind kritische Websites der intrazellulären Ca^{2 +} -Lager- und Signaltechnik. Jahrzehntelange Forschungen haben gezeigt, dass Mitochondrien die Fähigkeit haben zu importieren und sequester Ca^{2 + 1,2}. Mitochondrien, sind jedoch nicht nur passive Websites von Ca^{2 +} -Lager. Ca^{2 +} auf die mitochondriale Kompartiment führt grundlegende Signalisierung Funktionen einschließlich der Regulierung metabolische Ausgabe und Aktivierung von mitochondrialen vermittelte Zelle Tod wegen, wurde zuvor³überprüft. Für die Stoffwechselregulation erhöht Ca^{2 +} die Aktivität von drei Matrix-lokalisierte Dehydrogenases Tricarboxylic Säure Zyklus sowie die Atmungskette komplexe, Erhöhung der Mitochondrien Energie Produktion^4,5 . Mit mitochondrialen Ca^{2 +} Überlastung und Dysregulated mitochondriale Ca^{2 +} Handling Ca^{2 +} Trigger mitochondrialen Permeabilität Übergang pore (MPTP) Öffnung, was zu inneren mitochondrialen Membran Permeabilisierung, Membran Verlustrisiko, mitochondriale Dysfunktion, Schwellungen, Bruch und letztlich Zelle Tod^6,7,8,9. Daher wirkt sich mitochondriale Ca^{2 +} Signalisierung direkt zelluläre Leben und Tod Wege durch metabolische Kontrolle und MPTP-Tod-Achse.

In den letzten Jahren, es wurde rasch erweitert Interesse an der Erforschung der mitochondrialen Ca^{2 +} Dynamik im großen Teil zur Identifizierung der molekularen Bestandteile der mitochondrialen Ca^{2 +} Uniporter Komplex, eine mitochondrial Inner Membran-Transporter, der eine primäre Ca^{2 +} ist in der mitochondrialen Matrix ^10,11,12importieren. Identifizierung von diesen strukturellen und regulatorischen Untereinheiten der Uniporter hat die Möglichkeit, gezielt genetisch mitochondriale Ca^{2 +} Zustrom zu modulieren, mitochondriale Funktion und Dysfunktion hervorgebracht und erleichtert das Studium der der Beitrag der Uniporter komplex und mitochondriale Ca^{2 +} Zustrom Krankheit^13,14,15. In der Tat hat die mitochondriale Ca^{2 +} Signalisierung in den Pathologien von den unterschiedlichsten Krankheiten wie Herzerkrankungen, Neurodegeneration und Krebs^{16,17,18verwickelt, 19,20}.

Angesichts der grundlegenden Bedeutung der mitochondrialen Ca^{2 +} signalisieren in den Stoffwechsel und Zelltod und kombiniert mit der großen Reichweite von biologischen Systemen auswirkt, mitochondriale Ca^{2 +} Signalisierung, Verfahren zur Beurteilung der mitochondrialen Ca^{2 +} Zustrom von großem Interesse sind. Nicht überraschend, wurden eine Vielzahl von Techniken und Instrumenten zur mitochondrialen Ca^{2 +} Messung entwickelt. Dazu gehören Methoden, die nutzen Sie Tools wie z. B. fluoreszierende Ca^{2 +}-empfindlichen Farbstoffen^21,22 und genetisch codierte Ca^{2 +} Sensoren gezielt zu den Mitochondrien, wie z. B. Cameleon und Aequorin^{23, 24}. Das Ziel dieses Artikels ist, markieren Sie verschiedene Methoden und Modellsysteme in denen mitochondrialen Ca^{2 +} Aufnahme gemessen werden kann. Wir präsentieren zwei experimentelle Methoden zur Beurteilung der mitochondrialen Ca^{2 +} Zustrom Kapazität. Mit kardialen Mitochondrien als Beispiel, wir ausführlich eine Platte Leser-basierte Plattform zur Messung der mitochondrialen Ca^{2 +} Aufnahme mit Ca^{2 +} sensible färben Kalzium grün-5N, die ideal geeignet ist für isolierte Gewebe Mitochondrien¹⁴ . Mit kultivierten Zellen der NIH-3 t 3, erläutern wir im folgenden eine konfokalen Mikroskopie Imaging-basierte Test zur Messung der mitochondrialen Ca^{2 +} in permeabilized Zellen mit der Ca^{2 +} sensibler Farbstoff Rhod-2/AM²⁵.