This article describes the protocol for the purification of photoreceptor outer segment fragments (POS) via ultracentrifugation from porcine/bovine retinae using homogenization and sucrose gradient centrifugation. This protocol allows the preparation of large stocks of POS aliquots, labeled or unlabeled, that can then be stored at -80 °C.
ניתוח של אחד מתפקידיה החיוניים של אפיתל של רשתית פיגמנט (RPE) תאים, phagocytosis של שברי דיסטלי גילאים בילו של מגזרים חיצוניים קולטי אור (POS) יכול להתבצע במבחנה. מגזרים חיצוניים קולטי אור עם ערימות של דיסקים קרומיים המכילים את מכונות phototransduction מתחדשות ללא הרף ברשתית. POS בילה בוטלו מדי יום על ידי תאי RPE. מכרסמים חזירי / שור ותאי RPE אנושיים, להכיר POS ממינים שונים באופן דומה. כדי להקל על ביצוע סדרה גדולה של ניסויים עם שונות קטנות, מלאי גדול של קופה יכולה להיות מבודד מעיניים חזיריות ומאוחסן קפוא בaliquots. פרוטוקול זה מנצל את המאפיין של photopigments המציג צבע כתום כאשר כל הזמן בחושך. תחת אור אדום עמום, רשתיות נאספים במאגר מeyecups פתח לחתוך בחצי. ההשעיה תא הרשתית הומוגני, מסונן והועמסה על שיפוע סוכרוז רציף. לאחר CENtrifugation, POS נמצא בלהקה בדידה בחלק העליון של השיפוע שיש לו צבע כתום אופייני. POS נאסף אז, הסתובב, resuspended ברצף במאגרים לשטוף, נספר וaliquoted. קופה השיגה בדרך זו יכולה לשמש למבחני phagocytosis וניתוח של הפעלת חלבון, לוקליזציה או אינטראקציה בזמנים שונים לאחר אתגר POS. לחלופין, POS יכול להיות מתויג עם fluorophores, דואר. G., FITC, לפני aliquoting לכימות שלאחר מכן הקרינה של POS מחייב או בליעה. יישומים אפשריים נוספים כוללים שימוש באתגר קופה או קופה שונה בשילוב עם תנאי לחץ כדי לחקור את ההשפעה של סטרס חמצוני או הזדקנות על תאי RPE.
ברשתית, ראייה מופעלת על ידי isomerization של מולקולות רגישות לאור הנקראות opsins, לפני שהפך לאות שניתן להעביר בין הנוירונים עד לאזורים החזותיים במוח. מולקולות אלה מוטבעים בערימות של דיסקים קרומיים הדומים פנקייק, המהווה את החלקים החיצוניים קטע של תאי קולטי אור (PRS). נתון חשיפה מתמדת לאור ולכן רמות ניכרות של סטרס חמצונים, הפורטוריקנים ברציפות לחדש מגזרים החיצוניים שלהם כדי להגביל את נזק חמצוני פוטנציאלי. מגזרים חיצוניים קולטי אור נמצאים בקשר הדוק עם microvilli הפסגה של התאים השכנים אפיתל הפיגמנט ברשתית (RPE). תאי RPE מהווים חלק החיצוני של מחסום הדם-רשתית ולהבטיח שורה ארוכה של משימות שהם חיוניים לבריאות קולטנית אור ופונקצית 1, כגון מרווה קרני אור באמצעות פיגמנטים המלנין, מחדש isomerization של רשתית מרכיב opsin photoreactive, חומרים מזינים ומתן growth גורמים, משתתף ברשות המטבוליט יחסי הציבור.
בנוסף, תאי RPE לחסל בילו POS ולמחזר מרכיביהם, כיבוש יומי שמוסדר על ידי מקצב צירקדי ברשתית יונקים 2,3. האישור של קופה סככה הוא הכרחי להישרדות יחסי ציבור. כאשר הוא ביטל לחלוטין, לצבור פסולת קופה והפורטוריקנים להידרדר גורמים 4,5 אובדן ראייה מהיר. אם הפרופיל הקצבי הולך לאיבוד והוחלף על ידי פעילות מתמדת, פגמי יחסי הציבור והרשתית לצבור עם גיל 6. לכן, חשוב מאוד לאפיין את הרגולציה המולקולרית של phagocytosis הרשתית במבחנה כדי להבין פנוטיפים הקשורים לבעיות בתפקודה. מעניין, את המנגנון המולקולרי בתאי הרשתית הוא מאוד דומה לזה המשמש על ידי מקרופאגים כדי לנקות תאים אפופטוטיים ושניהם תלויים בהכרה של phosphatidylserine נחשף בפסולת phagocytic 7-9. ובכל זאת, תאי הרשתית ומקרופאגים להסדיר phagocytosis שונה, כמו מקרופאגים לבחור לחיסול מיידי של תאים אפופטוטיים בזמן מפגש בזמן שתאי RPE בקצב לבלוע POS רק פעם ביום למרות הקשר הקבוע שלהם עם מגזרים חיצוניים. הדבר מצביע על מנגנוני רגולציה ספציפיים שעדיין אינם מובנות במלואו.
רב של המולקולות מעורבות במכונות phagocytic הרשתית זוהו או תוקף הודות לשימוש בקופה מבודדת ומבחני phagocytosis תרבית תאים. קולט integrin alphavbeta5 ממוקם על פני תא פסגת הרשתית, בתיאום עם יגנד MFG-E8, נקשר באופן ספציפי ל10-12 POS, אשר לאחר מכן הם הפנימו באמצעות קולטן טירוזין קינאז MerTK 13-15. קולט נבלות CD36 הוכח להשתתף בצריכת קופה ולהשפיע על המהירות שלו 16,17, ועשוי לשמש כחיישן של פוספוליפידים חמצון על פני השטח POS 18. הפנמה צריכה הגיוס של שלד תא-התחת F- אקטיןחלבוני ociated כגון Annexin 2 19, שרירן II 20 ושרירן VIIA 21,22. POS Native או מתחמצן במבחנה גם מנוצלים להבין פנוטיפים הזדקנות של תאי RPE in vivo קשורים להצטברות של POS מתעכל בצורה גרועה חמצון 23-28. הדור של תאי RPE שמקורם בתאי גזע יזם בקשה חדשה לקופה מבודדת המשמשים להוכחה פונקציונלי של תאים לפני שהם מושתלים לבעלי חיים או חולים 29,30,27.
תואר לראשונה על ידי Molday ועמיתים בשינה 1987 31, הפרוטוקול לבידודה של קופה שור משלב צעד ultracentrifugation של homogenates רשתית במילויי סוכרוז רציפים עם תצפית של המראה הכתום האופייני לphotopigment רשתית מולבן (ביצוע 11- רשתית cis). בעבר 10 השנים, בשל אמצעי זהירות שננקטה על מנת לצמצם את הסיכון של מחלת פרה משוגעת, שימוש בעיניים חזיריות הפכו increasingly בולט. הפרוטוקול המתואר כאן מראה כיצד להשיג כמויות גדולות של POS מחזירי או עיני שור שניתן aliquoted ומאוחסנים לפרקי זמן ממושכים. זו מבטלת את הצורך להכין POS מעיני מכרסם, המחייב שימוש במספר רב של בעלי חיים להכנת POS וassay 32,33,21,22. בנוסף, פרטים על תיוג POS לפני האחסון באמצעות מולקולות ניאון ניתנים, לכמת ולחזות POS באופן פשוט ובר-השוואה ליישומים מסוימים בהשוואה לקופת תיוג לאחר assay phagocytosis 32,10. לכן, מניות הגדולות אלה מאפשרים לשחזור וקלות שימוש בסוגים רבים ושונים של ניסויים.
שלושה שלבים או תנאים חיוניים לטיהור מותאמת: איכות ליהוק שיפוע ומניפולציה צינורות שיפוע עדינה, שמירה על רקמות מצוננות ובחושך עד שלב האיסוף, כוח של טלטול של homogenates הרשתית להשיג בידוד POS ראוי משאר יחסי הציבור תא. אם כמה בעיות מתעוררות ברואה הלהקה הכתומה כראוי, הם ככל הנרא…
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי סוכנות הידיעות לאומי דה לה משוכלל ונדיר (Jeunes Chercheuses / Chercheurs Jeunes לEFN), Fondation Voir et Entendre וFondation טנקור שולר (מענקים לחוקר צעיר לEFN), המרכז הלאומי דה לה משוכלל ונדיר Scientifique (CNRS, משרה קבועה לEFN) , והעין הלאומית של המכון הלאומי לבריאות (R01-EY13295 לSCF). בנוסף, Institut de la החזון ממומן על ידי המכון הלאומי דה לה סנטה et de la משוכלל ונדיר Medicale, Université פייר et מארי קירי בפריז 6, המרכז הלאומי דה לה משוכלל ונדיר Scientifique ומחלקת de Paris.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Specific Material/Equipment | |||
2-chamber gradient maker | gradient maker with 30-ml chambers | ||
3-mm diameter silicone tubing | tubing for gradient casting | ||
small size magnetic stir bar | stir bar fitting the gradient maker chamber | ||
red safelight lamp | inactinic lamp for dissection in the dark | ||
Ultra Clear 25×89 cm tubes | Beckman | 344058 | ultracentrifugation tubes |
PP Oak Ridge tubes | Nalgene | 3119-0050 | 30-mL centrifugation tubes |
Optima LE-80K | Beckman Coulter | 365668 | ultracentrifuge |
SW 32Ti swing rotor | Beckman Coulter | 369694 | swing rotor for ultracentrifuge |
Avanti J-26 XP | Beckman Coulter | 393124 | centrifuge |
JA-25.50 rotor | Beckman Coulter | 363058 | rotor for Avanti J-26 XP centrifuge |
FITC Isomer I | Life Technologies | F-1906 | fluorescent dye |
Other Material/Equipment | |||
counting chamber (such as Neubauer or Malassez) | |||
dark ice buckets with lids | |||
scales | |||
magnetic stirrer and upholding pole | |||
refrigated microcentrifuge | |||
37 °C water bath | |||
-80 °C freezer | |||
Consumables | |||
labcoat | Health and safety | ||
gloves | |||
sleeve protectors | |||
googles | |||
absorbent pads | |||
biohazard trash bags and bins | |||
Weck-Prep blades (60-mm/2.25-in wide razor blades) | Dissection | ||
15-cm plastic dish | |||
sterile gauze sheets | |||
15- and 50-mL tubes | Common consumables | ||
microtubes | |||
aluminum foil |