Questo protocollo descrive una tecnica rapida per quantificare la traslocazione di GLUT4 dal citoplasma alla membrana plasmatica delle cellule mediante citometria di flusso.
Il glucosio è la principale fonte di energia per il corpo, che richiede una regolazione costante della sua concentrazione nel sangue. Il rilascio di insulina dal pancreas induce assorbimento del glucosio da parte dei tessuti insulino-sensibili, in particolare il cervello, muscolo scheletrico e adipociti. I pazienti affetti da diabete di tipo 2 e / o l'obesità spesso sviluppano resistenza all'insulina e sono in grado di controllare i loro omeostasi del glucosio. Nuove conoscenze sui meccanismi di resistenza all'insulina può fornire nuove strategie di trattamento per diabete di tipo 2.
La famiglia di trasportatori del glucosio GLUT è composto da tredici membri distribuiti su diversi tessuti in tutto il corpo 1. Trasportatore del glucosio di tipo 4 (GLUT4) è il principale trasportatore che l'assorbimento di glucosio media da parte dei tessuti insulino-sensibili, come il muscolo scheletrico. Su legame dell'insulina al suo recettore, vescicole contenenti GLUT4 traslocare dal citoplasma alla membrana plasmatica, inducendo l'assorbimento del glucosio. Ridotta traslocazione GLUT4 è una delle cause della resistenza all'insulina nei diabete di tipo 2 2,3.
La traslocazione di GLUT4 dal citoplasma alla membrana plasmatica possono essere visualizzati mediante immunocitochimica, utilizzando fluoroforo-coniugati GLUT4 anticorpi specifici.
Qui, descriviamo una tecnica per quantificare gli importi totali di GLUT4 traslocazione alla membrana plasmatica delle cellule durante un arco temporale scelto, citometria a flusso. Questo protocollo è rapido (meno di 4 ore, compresi l'incubazione con l'insulina) e consente l'analisi di un minimo di 3.000 cellule o fino a 1 milione di cellule per ogni condizione in un singolo esperimento. Si basa su anti-GLUT4 anticorpi diretti contro un epitopo esterno del trasportatore che si legano ad esso non appena viene esposto al mezzo extracellulare dopo traslocazione alla membrana plasmatica.
Abbiamo dimostrato una tecnica rapida per quantificare la traslocazione del GLUT4 dal citoplasma alla membrana plasmatica delle cellule mediante citometria di flusso.
GLUT4 è solo transitoriamente espressa a livello della membrana plasmatica delle cellule ed è endocitosi. Dal momento che gli anticorpi legati rimanere attaccato al GLUT4, anche durante endocitosi, il segnale di fluorescenza fornisce la quantità totale di GLUT4 che è stato esposto a livello della membrana plasmatica per tutta la durata scelta di incubazione in presenza di insulina.
Questa tecnica può essere applicata anche allo studio della traslocazione di altre proteine da un compartimento intracellulare alla membrana plasmatica, ha fornito un buon anticorpo diretto contro un epitopo esterna della proteina di interesse è disponibile. Ad esempio, un test simile è oggi comunemente utilizzato per valutare il tasso di degranulazione di linfociti T citotossici e dei linfociti natural killer misurando la traslocazione di CD107a alla loro membrana plasmatica 4,5. La traslocazione della fosfatidilserina dal lato interno della membrana plasmatica verso il lato esterno durante l'apoptosi delle cellule o necrosi può essere rilevata mediante citometria di flusso, utilizzando fluoroforo marcata con annessina V 6.
Oltre rapidità del test, citometria a flusso presenta il vantaggio di permettere lo studio della traslocazione delle proteine alla membrana plasmatica in popolazioni di cellule miste. Infatti, si può combinare colorazione per i marcatori sottoinsieme delle cellule e per la proteina di interesse, seguita dalla acquisizione dati su un multi-laser citofluorimetro 7.
Le quantità di anticorpi di cui al paragrafo 1.2 del protocollo sono un punto di partenza, si consiglia di titolare il tuo anticorpi con le vostre cellule di interesse per determinare la concentrazione minima di anticorpi che ti dà un segnale di massima. Una buona gamma di partenza per il primario di anticorpi anti-umano GLUT4 che abbiamo usato qui sarebbe 1-10 microlitri per canna (cioè anticorpi 0,2-2 mg per provetta), ogni tubo contenente non più di 1 milione di cellule. Per gli altri anticorpi primari, fare riferimento alle istruzioni del fornitore.
Normalizzazione dei dati è necessario in quanto autofluorescenza di cellule varia dal donatore al donatore e da esperimento per esperimento.
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato sostenuto dalle concessioni dal Clifford signora Vecchio Bianco Graham Dotato Fondo di ricerca e il NIH (AR059838) a CB, dal NIH (AR052791, AR044387-ARRA, e NS063298) a LTT, e dal Baylor College of Medicine Citometria Ordinamento e Cell Core con finanziamenti del NIH (NCRR S10RR024574, NIAID AI036211, e NCI P30CA125123). I contenuti sono di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresentano necessariamente il punto di vista ufficiale del NIH.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
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 |