Summary

Screening Assay für oxidativen Stress in einem Feline Astrocyte Cell Line, G355-5

Published: July 13, 2011
doi:

Summary

Ein Screening-Verfahren zur oxidativen zellulären Umgebungen erkennen ist, um die Oxidation von CM-H2DCFDA messen. Sobald in einer Zelle, CM-H2DCFDA Änderungen von nicht-fluoreszierenden in einen fluoreszierenden Verbindung oxidiert. Diese Änderung in der Fluoreszenz wird mittels Durchflusszytometrie gemessen und gibt die Anzahl der Zellen in einer oxidativen Umgebung.

Abstract

Eine häufig vorgeschlagene Mechanismus der Virus-induzierten neuronalen Schädigung ist oxidativer Stress. Astrozyten spielen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle von oxidativem Stress des Zentralen Nervensystems (ZNS). Astrozyten zur Aufrechterhaltung eines homöostatischen Umgebung für Neuronen sowie Schutz der Neuronen von Reactive Oxygen Species (ROS). CM-H2DCFDA ist ein zellpermeablen Indikator für die Anwesenheit von ROS. CM-H 2 DCFDA in die Zelle als nicht-fluoreszierende Verbindung, und wird fluoreszierende nach zelluläre Esterasen entfernen Sie die Acetat-Gruppen, und die Verbindung wird oxidiert. Die Anzahl der Zellen, mittels Durchflusszytometrie gemessen, dass gefunden zu grün fluoreszierenden sind ein Indiz für die Anzahl der Zellen, die in einer oxidativen Zustand sind. CM-H 2 DCFDA ist anfällig für eine Oxidation durch eine große Anzahl verschiedener ROS. Dieser Mangel an Spezifität in Bezug auf die ROS können CM-H 2 DCFDA oxidieren, macht diese Verbindung eine wertvolle Regenten für den Einsatz in den frühen Phasen eines Pathogenese Untersuchung, da dieser Test kann auf dem Bildschirm für eine oxidative zellulären Umgebung, unabhängig von der Sauerstoff verwendet werden Radikal oder Kombination von ROS sind verantwortlich für die zelluläre Bedingungen. Nachdem festgestellt wurde, dass ROS Gegenwart durch Oxidation von CM-H 2 DCFDA, dann weitere Experimente durchgeführt werden, um festzustellen, welche ROS oder eine Kombination von Ross in der jeweiligen Pathogenese beteiligt sind, sind. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass mit der Zugabe von Wasserstoffperoxid eine Erhöhung der CM-H 2 DCFDA fluoreszieren wurde gegenüber dem Kochsalzkontrollen, entdeckt darauf hinweist, dass dieser Test ein wertvolles Test zum Nachweis einer oxidativen Umgebung innerhalb G355-5-Zellen, einer ist feline Astrozyten-Zelllinie.

Protocol

1. Zellkultur von feline Astrozyten und die Behandlung mit H 2 O 2 Kultur-Zelllinie G355-5 in eine 75 cm 2-Kolben mit DMEM-Medium plus Nährstoffe bei 37 ° C und 5% CO 2 bis zu 60% konfluent (~ 5 Tage). Ersetzen Sie die Medien alle 1-2 Tage oder bei Bedarf auf eine gesunde Kultur aufrecht zu erhalten. Entfernen Sie das Medium und 2 ml 0,25% Trypsin. Heben Sie die Zellen durch Pipettieren für 45 s – 1 min bei Raumtemperatur (RT). Schnelle Übert…

Discussion

Ein häufig vorgeschlagene Mechanismus der Virus-induzierten neuronalen Schädigung ist oxidativer Stress 1, 4, 7, 9, 13, 15, 16, 18-22, 27, 31. Grundsätzlich wird vorgeschlagen, dass durch virale Belastung der Glia (Astrozyten und Mikroglia) Freisetzung reaktiver Sauerstoff-Radikale, wie Hydroxid, Superoxidanion, Stickstoffmonoxid und / oder Wasserstoffperoxid, die giftig für Nervenzellen sind. Ebenso hat oxidativer Stress auch als ein wichtiger Pathomechanismus in Methamphetamin-induzierte Neurotoxizität…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Wir danken ReadiSorb Produkte für ihre großzügige Unterstützung dieser Studien.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
DMEM Cellgro 15-013-CV  
MEM Vitamins Cellgro 25-020-cl 1% (v/v)
L-glutamine Hyclone 17-605E 1% (v/v)
Non Essential Amino Acids Hyclone 25-025-cl 1% (v/v)
FBS Hyclone SH30071.03 20% (v/v)
Essential Amino Acids Cellgro 25-030-cl 0.2% (v/v)
500ml vacuum filtration system VWR 87006-076  
15 ml conical tubes Falcon 352097  
75 cm2 tissue culture flasks Falcon 353136  
6 well tissue culture plate Falcon 353224  
CM-H2DCFDA Invitrogen C6827  
Propidium Iodide (PI) Sigma P4170-10mg  
Trypsin Lonza 17-160F  
H2O2 Sigma H6520  
HyQ Antibiotic Hyclone SV30079.01 0.1% (v/v)
G355-5 cells ATCC CRL-2033 Normal feline brain

References

  1. Bukrinsky, M. I., Nottet, H. S., Schmidtmayerova, H. L., Dubrovsky, H., Flanagan, C. R., Mullins, M. E., Lipton, S. A., Gendelman, H. E. Regulation of nitric oxide synthase activity in human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1)-infected monocytes: implications for HIV-associated neurological disease. J Exp Med. 181, 735-745 (1995).
  2. Cadet, J. L., Ali, S., Epstein, C. Involvement of oxygen-based radicals in methamphetamine-induced neurotoxicity: evidence from the use of CuZnSOD transgenic mice. Ann N Y Acad Sci. 738, 388-3891 (1994).
  3. Cathcart, R., Schwiers, E., Ames, B. N. Detection of picomole levels of hydroperoxides using a fluorescent dichlorofluorescein assay. Anal Biochem. 134, 111-116 (1983).
  4. Chao, C. C., Hu, S., Peterson, P. K. Glia: the not so innocent bystanders. J Neurovirol. 2, 234-239 (1996).
  5. Cooper, A. J., Kristal, B. S. Multiple roles of glutathione in the central nervous system. Biol Chem. 378, 793-802 (1997).
  6. Cubells, J. F., Rayport, S., Rajendran, G., Sulzer, D. Methamphetamine neurotoxicity involves vacuolation of endocytic organelles and dopamine-dependent intracellular oxidative stress. J Neurosci. 14, 2260-2271 (1994).
  7. Dawson, V. L., Dawson, T. M., Uhl, G. R., Snyder, S. H. Human immunodeficiency virus type 1 coat protein neurotoxicity mediated by nitric oxide in primary cortical cultures. Proc Natl Acad Sci U S A. 90, 3256-329 (1993).
  8. Desagher, S., Glowinski, J., Premont, J. Astrocytes protect neurons from hydrogen peroxide toxicity. J Neurosci. 16, 2553-2562 (1996).
  9. Dewhurst, S., Gelbard, H. A., Fine, S. M. Neuropathogenesis of AIDS. Mol Med Today. 2, 16-23 (1996).
  10. Dringen, R. Metabolism and functions of glutathione in brain. Prog Neurobiol. 62, 649-671 (2000).
  11. Dringen, R., Hamprecht, B. Glutathione restoration as indicator for cellular metabolism of astroglial cells. Dev Neurosci. 20, 401-407 (1998).
  12. Dringen, R., Pfeiffer, B., Hamprecht, B. Synthesis of the Antioxidant Glutathione in Neurons: Supply by Astrocytes of CysGly as Precursor for Neuronal Glutathione. J Neurosci. 19, 562-569 (1999).
  13. Everall, I. P. H. u. d. s. o. n., L, R. W. K. e. r. w. i. n. Decreased absolute levels of ascorbic acid and unaltered vasoactive intestinal polypeptide receptor binding in the frontal cortex in acquired immunodeficiency syndrome. Neurosci Lett. 224, 119-1122 (1997).
  14. Gabriel, C., Camins, A., Sureda, F. X., Aquirre, L., Escubedo, E., Pallas, M., Camarasa, J. Determination of nitric oxide generation in mammalian neurons using dichlorofluorescin diacetate and flow cytometry. J Pharmacol Toxicol Methods. 38, 93-938 (1997).
  15. Gendelman, H. E., Genis, P., Jett, M., Zhai, Q. H., Nottet, H. S. An experimental model system for HIV-1-induced brain injury. Adv Neuroimmunol. 4, 189-1893 (1994).
  16. Hayman, M., Arbuthnott, G., Harkiss, G., Brace, H., Filippi, P., Philippon, V., Thomson, D., Vigne, R., Wright, A. Neurotoxicity of peptide analogues of the transactivating protein tat from Maedi-Visna virus and human immunodeficiency virus. Neuroscience. 53, 1-6 (1993).
  17. Hirata, H., Ladenheim, B., Rothman, R. B., Epstein, C., Cadet, J. L. Methamphetamine-induced serotonin neurotoxicity is mediated by superoxide radicals. Brain Res. , 677-6345 (1995).
  18. Koka, P., He, K., Zack, J. A., Kitchen, S., Peacock, W., Fried, I., Tran, T., Yashar, S. S., Merrill, J. E. Human immunodeficiency virus 1 envelope proteins induce interleukin 1, tumor necrosis factor alpha, and nitric oxide in glial cultures derived from fetal, neonatal, and adult human brain. J Exp Med. 182, 941-951 (1995).
  19. Kong, L. Y., Wilson, B. C., McMillian, M. K., Bing, G., Hudson, P. M., Hong, J. S. The effects of the HIV-1 envelope protein gp120 on the production of nitric oxide and proinflammatory cytokines in mixed glial cell cultures. Cell Immunol. 172, 77-83 (1996).
  20. Koutsilieri, E., Gotz, M. E., Sopper, S., Sauer, U., Demuth, M., ter Meulen, V., Riederer, P. Regulation of glutathione and cell toxicity following exposure to neurotropic substances and human immunodeficiency virus-1 in vitro. J Neurovirol. 3, 342-349 (1997).
  21. Lipton, S. A. Similarity of neuronal cell injury and death in AIDS dementia and focal cerebral ischemia: potential treatment with NMDA open-channel blockers and nitric oxide-related species. Brain Pathol. 6, 507-517 (1996).
  22. Lipton, S. A., Yeh, M., Dreyer, E. B. Update on current models of HIV-related neuronal injury: platelet-activating factor, arachidonic acid and nitric oxide. Adv Neuroimmunol. 4, 181-188 (1994).
  23. Mills, E. M., Takeda, K., Yu, Z. X., Ferrans, V., Katagiri, Y., Jiang, H., Lavigne, M. C., Leto, T. L., Guroff, G. Nerve growth factor treatment prevents the increase in superoxide produced by epidermal growth factor in PC12 cells. J Biol Chem. 273, 22165-22168 (1998).
  24. Peuchen, S., Duchen, M. R., Clark, J. B. Modulation of the glutathione redox state in adult astrocytes. Biochem Soc Trans. 24, 449S-449S (1996).
  25. Possel, H., Noack, H., Augustin, W., Keilhoff, G., Wolf, G. 2,7-Dihydrodichlorofluorescein diacetate as a fluorescent marker for peroxynitrite formation. FEBS Lett. 416, 175-178 (1997).
  26. Sagara, J., Makino, N., Bannai, S. Glutathione efflux from cultured astrocytes. J Neurochem. 66, 1876-1881 (1996).
  27. Stefano, G. B., Smith, E. M., Paemen, L. R., Hughes, T. K. HIV gp120 associated neurological deficits: a potential role for nitric oxide and other signal molecules. Advances in Neuroimmunology. 3, 47-57 (1993).
  28. Sundaresan, M., Yu, Z. X., Ferrans, V. J., Irani, K., Finkel, T. Requirement for generation of H2O2 for platelet-derived growth factor signal transduction. Science. 270, 296-299 (1995).
  29. Wang, X. F., Cynader, M. S. Astrocytes provide cysteine to neurons by releasing glutathione. J Neurochem. 74, 1434-1442 (2000).
  30. Wilson, J. X. Antioxidant defense of the brain: a role for astrocytes. Can J Physiol Pharmacol. 75, 1149-1163 (1997).
  31. Zenger, E., Collisson, E. W., Barhoumi, R., Burghardt, R. C., Danave, I. R., Tiffany-Castiglioni, E. Laser cytometric analysis of FIV-induced injury in astroglia. Glia. 13, 92-100 (1995).

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Testa, M. P., Alvarado, O., Wournell, A., Lee, J., Guilford, F. T., Henriksen, S. H., Phillips, T. R. Screening Assay for Oxidative Stress in a Feline Astrocyte Cell Line, G355-5. J. Vis. Exp. (53), e2841, doi:10.3791/2841 (2011).

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