Dieses Protokoll beschreibt ein schnelles Verfahren, um die Translokation von GLUT4 aus dem Zytoplasma zu quantifizieren, um die Plasmamembran von Zellen mittels Durchflusszytometrie.
Glukose ist der wichtigste Energiequelle für den Körper, die eine konstante Regelung seiner Konzentration im Blut. Insulinfreisetzung der Bauchspeicheldrüse verursacht Glukoseaufnahme durch Insulin-sensitiven Geweben, vor allem das Gehirn, Skelettmuskel und Adipozyten. Patienten mit Typ-2-Diabetes und / oder Übergewicht entwickeln häufig eine Insulinresistenz und sind unfähig, ihre Glukose-Homöostase zu kontrollieren. Neue Einblicke in die Mechanismen der Insulinresistenz können neue Therapiestrategien bei Typ-2-Diabetes.
Die GLUT-Familie Glucose-Transporter besteht aus dreizehn Mitgliedern auf verschiedenen Gewebe im gesamten Körper 1 verteilt. Glucose-Transporter Typ 4 (GLUT4) ist der wichtigste Transporter, vermittelt Glukoseaufnahme durch Insulin empfindlicher Gewebe wie die Skelettmuskulatur. Bei der Bindung von Insulin an seinen Rezeptor, Vesikel mit GLUT4 aus dem Zytoplasma transloziert zur Plasmamembran, induzieren Glukoseaufnahme. Reduzierte GLUT4 Translokation ist eine der Ursachen der Insulinresistenz bei Typ-2-Diabetes 2,3.
Die Translokation von GLUT4 aus dem Zytoplasma an die Plasmamembran visualisiert werden können Immunzytochemie, mit Fluorophor-konjugierten GLUT4-spezifischen Antikörpern.
Hier beschreiben wir eine Technik, um Gesamtmengen von GLUT4 Translokation an die Plasmamembran von Zellen in einem ausgewählten Zeitraum zu quantifizieren, mittels Durchflusszytometrie. Dieses Protokoll ist schnell (weniger als 4 Stunden, einschließlich der Inkubation mit Insulin) und ermöglicht die Analyse von so wenig wie 3.000 Zellen oder so viele wie 1 Million Zellen pro Bedingung in einem einzigen Experiment. Es stützt sich auf anti-GLUT4 Antikörper, die gegen einen externen Epitop des Transporters, die an sie bindet, sobald sie an die extrazelluläre Medium nach Translokation an die Plasmamembran ausgesetzt ist.
Wir haben ein schnelles Verfahren zur Quantifizierung der Translokation von GLUT4 aus dem Zytoplasma an die Plasmamembran von Zellen mittels Durchflusszytometrie nachgewiesen.
GLUT4 ist nur vorübergehend an der Plasmamembran von Zellen exprimiert wird und durch Endozytose. Da die gebundenen Antikörper an der GLUT4, auch während der Endozytose bleiben, gibt das Fluoreszenzsignal der Gesamtbetrag der GLUT4, die an der Plasmamembran während der gewählten Dauer der Inkubation in Gegenwart von Insulin ausgesetzt war.
Diese Technik kann auch zur Untersuchung der Translokation von anderen Proteinen aus einem intrazellulären Kompartiment zur Plasmamembran angewandt werden, sofern eine gute Antikörper gerichtet an einen externen Epitop des Proteins von Interesse ist vorhanden. Zum Beispiel, ist ein ähnlicher Test jetzt häufig verwendet, um die Rate der Degranulation von zytotoxischen T-Lymphozyten und natürliche Killer-Lymphozyten durch die Messung der Translokation von CD107a ihrer Plasmamembran 4,5 zu bewerten. Die Translokation von Phosphatidylserin von der Innenseite der Plasmamembran auf die Außenseite während Apoptose oder Nekrose kann auch mittels Durchflusszytometrie detektiert werden, mit Fluorophor-markierten Annexin V 6.
Neben Schnelligkeit des Tests präsentiert Durchflusszytometrie den Vorteil, dass die Untersuchung von Protein-Translokation an die Plasmamembran in gemischten Zellpopulationen. Tatsächlich kann man Färbung für Zell-Untergruppe Marker und für das Protein von Interesse, durch die Datenerfassung auf einem Multi-Laser-Durchflusszytometer 7 an zu kombinieren.
Die Mengen von Antikörpern in Absatz 1.2 des Protokolls gegeben sind ein Ausgangspunkt, empfehlen wir Ihnen titrieren Ihre Antikörper mit Zellen von Interesse, um die minimale Antikörperkonzentration, die Ihnen ein maximales Signal zu bestimmen. Ein guter Ausgangspunkt Bereich für die Primär-Anti-Human-Antikörper GLUT4 wir hier verwendet haben würde 1-10 ul pro Röhrchen (dh 0,2-2 ug Antikörper pro Röhrchen), wobei jedes Rohr mit nicht mehr als 1 Million Zellen. Für andere primäre Antikörper, die Anweisungen des Herstellers beziehen.
Die Normalisierung der Daten ist notwendig, da die Autofluoreszenz von Zellen vom Spender zum Spender und von Experiment zu Experiment variieren.
The authors have nothing to disclose.
Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse der Mrs. Clifford Elder Weiß Graham unterstützte Stiftungsprofessur Research Fund und die NIH (AR059838) zu CB, von der NIH (AR052791, AR044387-ARRA, & NS063298) zu LTT, und von der Baylor College of Medicine Cytometry und Cell Sorting-Core mit Mitteln aus dem NIH (NCRR S10RR024574, NIAID AI036211, und NCI P30CA125123). Der Inhalt ist ausschließlich in der Verantwortung der Autoren und stellen nicht notwendigerweise die offizielle Meinung des NIH.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
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Anti-human GLUT4 antibodies | Santa Cruz Biotechnologies | sc-1606 | Against an external epitope of GLUT4 | |
Chicken anti-goat IgG conjugated to AlexaFluor 488 | Invitrogen | A-21467 | ||
Recombinant human insulin | Sigma | I2643 | ||
Cell lifters | VWR | 29942-118 | Cut to fit the wells | |
5 ml tubes for FACS | VWR | 60819-138 | Fit all BD machines |