Metabolik oranları değişiklikler ölçme ilerleme çeşitli hastalıklar ve yaşlanma anlamak için merkezi bir noktada bulunuyor. Burada, daha yakından fizyolojik devlet benzer ve mitokondrial etkinliği değiştirmek roman uyuşturucu açığa yardımcı olabilir tüm baş oksijen tüketimi ölçmek için bir roman tekniği mevcut.
Düzenlenmiş metabolik etkinliğini oturma hücrelerinin normal çalışması için önemlidir. Nitekim, değiştirilmiş metabolik aktivite nedensel kanser, diyabet, ateş ve bir kaç isim için yaşlanma ilerleme ile bağlantılıdır. Örneğin, mitokondrial etkinlik, hücrenin metabolik güç merkezi, değişimler birçok gibi hastalıklar nitelendirmiştir. Genel olarak, mitokondri ve oksijen Tüketim oranları mitokondrial faaliyet güvenilir bir okuma kabul edildi ve bu çalışmaların bazı ölçümlerde izole mitokondri veya hücreleri temel alan. Ancak, bu koşullar bütün doku karmaşıklığı temsil etmeyebilir. Son zamanlarda, biz tamamen izole sinek kafa dan oksijen Tüketim oranları dinamik ölçüm sağlar yeni bir yöntem geliştirdik. Bu yöntemi kullanarak, düşük oksijen Tüketim oranları tüm baş segmentin yaşlı genç karşı sinekli kaydettik. İkinci olarak, lizin deacetylase inhibitörleri hızla oksijen tüketimi bütün başından alter keşfettim. Bizim roman tekniği bu nedenle ortaya çıkarılması, yeni özellikler metabolik oranları etkisi olabilir çeşitli ilaçların yardımcı olabilir. Ayrıca, bizim yöntemi daha çok fizyolojik Birleşik benzeyen bir deneysel kurulumunda metabolik davranış daha iyi anlaşılmasını verebilir.
Düzenlenmiş metabolik aktivite hücreleri yaşama ve sağlıklı fonksiyonu bir doku için önemlidir. Kuralsız metabolik aktivite kapsamlı başlangıçlı ve ilerleme çeşitli maladies1bağlanacak şekilde gösterilmiştir. Örneğin, düşük metabolik aktivite daha önce Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıklarda tanımlanmıştır ve yaş ilişkili bellek bozukluğu2,3. Ayrıca, mitokondrial disfonksiyon nedensel yaşlanma süreci4,5‘ te yer olduğuna inanılıyor. Öte yandan, yüksek mitokondrial ve metabolik oranları nerede tumorigenesis7mitokondrial inhibitörleri kullanımı azaltılmış kanser hücreleri6‘ da tarif edildi.
Metabolik aktivite bir okuma mitokondri oksijen tüketim oranı (OCR) olduğunu. İlginçtir, bu tür okuma öncelikle izole mitokondri elde edilir veya hücreleri, böylece ne literatürde açıklanan çoğunluğu fizyolojik devlet benzemez bir okuma ağırlıklı. Ancak, bu teknik bazı dezavantajları vardır. İlk olarak, mitokondrial tecrit Protokolü ilgili bir yapay doku genç karşı büyük doku9dan izole mitokondri karşılaştırırken olabilir onun bütünlük8, zarar verebilir. Ayrıca, yalıtım süreç uzun ve mitokondriyal işlev9,10,11düzenleyen ilgili protein ardından değişikliklerin kaybolmasına neden. Ayrıca, izole mitokondri sürekli olarak tüm doku metabolik oranları12,13temsil etmemektedir gösterilmiştir. Böyle hücresel biyolojik karmaşıklık olarak görülebilir, ‘bütün, parçaların toplamından daha büyüktür’, Yani, mitokondri izole zaman onların metabolizma hızı ile karşılaştırıldığında karmaşık hücre içinde farklı metabolik oranları görüntüleyebilir.
Hücreleri izole mitokondri daha daha iyi bir OCR okuma sunabilir iken, bütün bir doku hücre-hücre iletişim bağlamında kaybolabilir. Örneğin, beyindeki nöronların metabolik aktivite komşu Gliyal hücreler14metabolik faaliyete son derece bağımlı olur. Bu nedenle, tüm doku veya tüm organizmalar OCR araştırmak için yeni teknikler kurulması başlangıçlı ve çeşitli hastalıkların ilerleme için daha anlayışlı kanıtlayabilir.
Son zamanlarda, yeni teknikler bu sorunlar ve OCR ölçüm bütün doku, segment veya canlı organizmalar etkinleştirmek için ortaya çıkmıştır. Örneğin, son bir çalışma ile respirometer15permeabilized fiber yaklaşımı kullanarak bir böceği uçuş kas Oksijen ölçüm bildirdi. Yeni makineleri, mikro-basınçlırespirometri için OCR pankreas adacıkları16,17ölçümü izin. Sonuç olarak, bu teknoloji, OCR ölçüm tüm solucanlar18 ve Zebra balığı19sağlar bildirilmiştir. Ancak, sindirim bariyer varlığı çeşitli ilaçlar OCR değişiklikler bağlamında test etmek için bir sorun teşkil. İlginçtir, son raporları Neville ve arkadaşları ile iyi plaka20,21tek drosophila larva beyin ölçmek için yeni bir teknik göstermiştir.
Bu çalışmada, tüm yaşam ve mobil olmayan Drosophila22tüm OCR ölçümü etkinleştirmek için benzer bir kurulum kullandık. Bu teknik sindirim sistemi bariyer13,22geçmek zorunda kalmadan tüm segment metabolik aktivite üzerinde çeşitli ilaçlar etkisini ölçme ikincil bir avantaj sunuyor. Örneğin, daha önce bu lizin deacetylase inhibitörü (KDACi), enjeksiyon bir uyuşturucu inanılan bir geliştirilmiş anılar oluşumu23‘ sonuçlandı beyin, epigenetik yönteminde değiştirmek için doğrudan gösterilmiştir. Ancak, bizim roman tekniği kullanarak, hangi nöronal faaliyette tek başına bir faktör olabilir KDAC inhibisyon OCR, hızlı bir artış sonuçlandı keşfetti. Bizim iletişim kuralı çeşitli ilaçlar, genetik manipülasyon veya fizyolojik Devletler (hastalık, yaşlanma) etkisi üzerinde OCR bir bütün kafa bağlamında değerlendirmek için basit ve yeni bir yöntem sağlar.
Bizim yeni teknik yaşlanma metabolik değişiklikler ve hastalık bütün sinek kafa kesimleri22bağlamında incelemek için yeni bir yaklaşım sunar. Yöntem de KDAC sodyum bütrat oksijen tüketimi etkisini incelemek için uygun olması. Biz gösterildiği lizin deacetlyase inhibitörleri (HDACs/KDACs) OCR değişiklikleri neden. Esasen, böyle inhibitörleri hedefler (Bu inhibitörleri Sınıf III uyku, Sirtuins değil etkisi) mitokondri içinde lokalize normalde olmayan24, tür ilaçlar sadece test edilebilir üzerinde bir en az doku düzeyi. Gerçekten de, çeşitli ilaçlar doğrudan beyne böylece sindirim sistemi tarafından olası işleme/değiştirme/inactivation atlayarak, enjekte edilir. Bu nedenle, bizim teknik baş kesimi nasıl böyle doğrudan etkisi uyuşturucu içine yeni bilgiler sunar.
Birkaç önemli adım vardır. İlk olarak, iletişim kuralında belirtildiği gibi iki kişinin plaka hazırlanması ile küçük bir saat, bir tabak hazırlama önerilir. Bizim deneyim, kalite ve istikrar OCR ölçümlerin zaman zamanında hazırlanan daha iyi. Ne zaman çok uzun sürdü, istikrarlı OCR daha kısa süre yanı sıra düşük OCR alıcı kuyu oluşumu artmaktadır. İkinci olarak, kalite kontrol yapmak ve çeşitli örnekleri arasında deneysel koşullar benzer (pH, oksijen seviyesi) olduğundan emin olmak önemlidir. Son olarak, önemli bir adım doğru algoritma örnekleri analiz etmek için seçmektir. Biz gösterildiği varsayılan AKOS algoritma oksijen yüksek oranları13tüketilen örnekleri yanıltıcı ve bazen karşıt hesaplamalarda vermiştir. Biz bu nedenle oksijen düzeyleri için ham veri kontrolü ve elde edilen OCR karşılaştırarak önemini vurgulamak.
Şu anda, bu teknik ile bazı sınırlamaları vardır. Oda sıcaklığında makine ilâ 31 ° (Bu en az ölçüm sıcaklığı makine oda sıcaklığında ise) C, ısıtır sinek kafa25bir stres durumu temsil. Bu ancak 25 ° c ölçümleri sağlayacak bir soğuk oda makine yerleştirerek üstesinden gelebilir ve dolayısıyla sinek başkanları için olası ısı stres olmadan. Son rapor böylece sinekler 25 ° C21OCR kaydını etkinleştirme 11 ° C’de makine yerleştirerek göstermiştir. Yine de, sinek kafa ayrılık oda sıcaklığında yapılmalıdır. Ayrıca, sıcaklık derecesi fluctuations zorlu denetim pH değişiklikleri yapmak ve bu nedenle oldukça benzer deneysel kurulumları kullanarak OCR fizyolojik koşullar/ilaç etkisini test etmek için tavsiye edilir. Buna ek olarak, katkı oksijen tüketimi olmayan-mitokondrial-bağımsız mekanizmalar tarafından kurulan26henüz olmamıştır. Sinek kafasına verimli çeşitli solunum inhibitörleri kullanarak, böyle mitokondrial Sigara oksijen Tüketim oranları kurmak mümkün olacaktır.
Bu çeşitli memeli maladies değişiklikler enerji metabolizması ile karakterize dikkat çekicidir. Bunlar arasında kanser gibi her iki metabolik azaltma Alzheimer hastalığı gibi veya metabolik tarafından karakterize hastalıklar uyumlanma. İlginçtir, KDAC inhibitörleri Alzheimer hastalığı ve kanser tedavi27için kullanılır. Hangi KDAC tarafından inhibitörleri ve tedavi edici yönü ulaşmada vardır kesin mekanizmaları belirsiz kalırken, bizim teknik verilerden böyle inhibitörleri metabolizma modüle roman kavramı destekler.
Özet olarak, bu yöntem genel oksijen tüketimini ölçme vivo içinde oranları ve daha doğru bir şekilde izole mitokondri protokolleri12‘ gözden genel metabolizma üzerinde uyuşturucu etkileri görüntüler için değerlidir. Örneğin, bu yöntemi, yerine önceki teknikleri, elde edilen sonuçlar yaş ilişkili metabolik değişmezlik KDAC tedavi üzerine yeni trendleri karıştığı. Ek iş en iyi duruma getirmek için gerekli ise deneysel koşullar için kafaları uç, bizim teknik ve uygun analiz ile birlikte tüm yaşam dokuları bağlamında mitokondrial aktivitesinin daha fazla aydınlatma neden olabilir.
The authors have nothing to disclose.
Andreas Ladurner, Carla Margulis’in ve takımları kapsamlı deneysel destek için teşekkür ederiz. Caitlin Ondracek el yazması üzerine onun yorum için teşekkür. Sofia Vikstrom bize bu tekniği erken aşamalarında oluşturmada yardım için teşekkür etmek istiyorum. Biz de onun teknik yardım için olabilir Sanderhoff teşekkür ederim. LB Alman Federal Bakanlığı Eğitim ve araştırma (Infrafrontier grant 01KX1012) tarafından finanse edilmektedir. SP AXA araştırma fonu doktora sonrası Bursu ve NSFC (Grant numarası 81870900) tarafından finanse edildi. AVV QBM tarafından finanse edilmektedir.
Glucose | Sigma-Aldrich | G8644 | D-(+)-Glucose solution 100 g/L in H2O, sterile-filtered |
XF assay Medium | Agilent | 103575-100 | Seahorse XF DMEM Medium, pH 7.4 |
Sodium butyrate | Merck | 817500 | Dissolved in XF assay buffer |
Seahorse XF24/e24 analyzer | Agilent | ||
XF24/e24 Extracellular Assay Kit | Agilent | 100850-001 | Cartridge |
XF24/e24 Islet Capture Microplates | Agilent | 101122-100 | Plate |
Seahorse Capture Screen Insert Tool | Agilent | 101135-10 | Insertor |
Petri dish | Sarstedt | 821,472 | Petri dish 92 x 16 mm |