Summary

Ensayo de detección de estrés oxidativo en una línea celular astrocitos felina, G355-5

Published: July 13, 2011
doi:

Summary

Un método de cribado para detectar la oxidación celular entornos es medir la oxidación de la CM-H2DCFDA. Una vez oxidado dentro de una célula, CM-H2DCFDA cambios no fluorescentes en un compuesto fluorescente. Este cambio en la fluorescencia se mide mediante citometría de flujo e indica el número de células en un ambiente oxidativo.

Abstract

Un mecanismo frecuentemente sugerido inducida por el virus de daño neuronal es el estrés oxidativo. Los astrocitos tienen un papel importante en el control de estrés oxidativo del Sistema Nervioso Central (SNC). Los astrocitos ayudan a mantener un medio homeostático de las neuronas, así como la protección de las neuronas a partir de especies reactivas del oxígeno (ROS). CM-H2DCFDA es un indicador penetran en las células de la presencia de ROS. CM-H 2 DCFDA entra en la célula como un compuesto no fluorescente, y se convierte en fluorescente después de esterasas celulares eliminar los grupos de acetato, y el compuesto se oxida. El número de células, medido por citometría de flujo, que se encuentran para ser fluorescente verde es una indicación de la cantidad de células que se encuentran en un estado de oxidación. CM-H 2 DCFDA es susceptible a la oxidación por un gran número de diferentes ROS. Esta falta de especificidad, respecto de los cuales ROS puede oxidar CM-H 2 DCFDA, hace que este compuesto un regente valiosa para su uso en las primeras etapas de una investigación de la patogénesis, ya que este ensayo puede ser utilizado para la detección de un ambiente oxidativo celular, independientemente de que el oxígeno radical o una combinación de ROS son los responsables de las condiciones celulares. Una vez que se ha establecido que las ROS se presentan por la oxidación de la CM-H 2 DCFDA, entonces experimentos adicionales se puede realizar para determinar qué combinación de ROS o ROS están implicados en el proceso de patogénesis particular. Los resultados de este estudio demuestran que con la adición de peróxido de hidrógeno un aumento de la CM-H 2 DCFDA fluorescencia se detectó en relación con los controles de solución salina, lo que indica que este ensayo es una prueba muy útil para la detección de un ambiente oxidativo en las células G355-5, un la línea celular de astrocitos felino.

Protocol

1. De cultivo celular de astrocitos y felino, el tratamiento con H 2 O 2 La línea de cultivo celular G355-5 en un frasco de 75 cm 2 con los medios de comunicación DMEM más nutrientes a 37 ° C y 5% de CO 2 hasta el 60% de confluencia (~ 5 días). Vuelva a colocar los medios de comunicación cada 1-2 días o según sea necesario para mantener una cultura saludable. Retire el medio y agregar 2 ml de tripsina 0,25%. Levante las células mediante pipeteo du…

Discussion

A menudo se sugiere un mecanismo de daño neuronal inducido por el virus es el estrés oxidativo 1, 4, 7, 9, 13, 15, 16, 18-22, 27, 31. Básicamente, se propone que a través de la exposición al virus de la glía (astrocitos y microglia) liberar los radicales de oxígeno reactivo, tal como hidróxido, el anión superóxido, óxido nítrico y / o peróxido de hidrógeno, que son tóxicos para las neuronas. Del mismo modo, el estrés oxidativo también ha sido sugerido como un importante mecanismo patológico …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Damos las gracias a los productos ReadiSorb por su generoso apoyo de estos estudios.

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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