线粒体膜通透性转换孔(mPTP)的检测
- 格式:pdf
- 大小:257.86 KB
- 文档页数:4
线粒体功能的检测方法
1.呼吸链酶活性测定:线粒体内的呼吸链酶是线粒体内呼吸过程的关键酶,通过测定这些酶的活性可以评估线粒体呼吸功能。
常用的呼吸链酶活性检测包括葡萄糖6磷酸脱氢酶
(G6PDH)、乳酸脱氢酶(LDH)、丙酮酸脱氢酶(BDH)等。
2.ATP产生测定:线粒体是细胞内ATP的主要合成器官,通过测定ATP的产生量可以间接评估线粒体功能。
ATP产生测定可以通过荧光素酶法、火焰光度法或高效液相色谱法等进行。
3.膜电位测定:线粒体内的质子梯度和膜电位是维持呼吸链正常功能的重要参数,通过测定线粒体膜电位的变化可以评估线粒体的功能状态。
膜电位测定可以使用荧光染料如JC1、TMRE等来进行。
4.氧化还原态检测:线粒体是细胞内氧化还原反应的主要场所,通过测定线粒体内的氧化还原态可以评估线粒体的功能状态。
常用的氧化还原态指标包括还原型谷胱甘肽(GSH)/氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值、还原형尼克酸腺嘌呤二核苷酸(NADH)/氧化型尼克酸腺嘌呤二核苷酸(NAD+)比值等。
5.线粒体膜通透性测定:线粒体膜通透性的改变是线粒体功能损伤的重要标志。
可以通过测定线粒体膜潜规则(MPTP)开关的状态、线粒体膜孔的形成等来评估线粒体膜通透性的改变。
*收稿日期:1999-07-28;修回日期:2000-07-28作者简介:弓景波(1972-),男,陕西周至人,助理实验师,从事心血管研究工作。
分光光度法检测心肌线粒体渗透性转换*弓景波,钱令嘉(军事医学科学院卫生学环境医学研究所,天津 300050)摘要目的:线粒体渗透性转换(mitochondria permeability transition ,M P T )是反映线粒体膜完整和功能的重要指标。
它的测定是根据M PT 增大时线粒体膜内外渗透失衡,导致吸光度明显减少的原理。
我们参照国外文献资料,结合本实验室的条件,采用UV -240分光光度计,建立了分光光度法测定心肌线粒体渗透性转换。
方法:以其在540nm 波长下吸光度减少的幅度及达到平衡所用的时间ΔA /min 值反映M P T 的变化。
结果和结论:通过观察测定体系中不同pH 值,不同线粒体蛋白量,以及不同温度条件下对线粒体PT 的影响,认为pH7.4、0.5mg pro /ml 线粒体以及25℃为最佳条件。
关键词: M P T ; 心肌线粒体; 分光光度法中图分类号:Q 244文献标识码:B文章编号:1000-0834(2001)01-0097-03 线粒体渗透转换孔(mitochondria permeability transition pore ,M PTP )[1]是线粒体渗透转换功能的结构基础,MPTP 对细胞内多种离子浓度变化非常敏感[2],特别是对在细胞内信号传导系统有重要作用Ca 2+的浓度变化敏感。
M PTP 的大量开启能引起膜电位的崩解并导致包括细胞的凋亡。
因此测定M PT 在线粒体的研究中至关重要。
有关对M PT 的检测方法有:活性物质标记测定、膜片钳法等[3]。
标记法需要对物质进行标记且测定繁琐,需要特殊的检测方法;膜片钳法需要特殊的电极,工艺复杂,需要较高的技术;分光光度法简单易用,只需对反应体系的吸光度进行时间扫描,就可获得线粒体渗透转换能力的时相变化,间接反映了M PT 的能力。
心肌线粒体的制备
采用差速分级离心法分离线粒体。
取上述处理后的心脏置于预冷的匀浆介质(16ommol/LKCI,10mmol/LEDTA,0.5%牛血清白蛋白,pH7.4)中尽快剪碎,用组织匀浆机制成10%匀浆,在4℃下,以1000*g离心10min,弃沉淀,上清液于4℃,8000*g离心10min;弃上清液,沉淀用重悬液(320mmol/L蔗糖,l0mmol/LTris一HCI,pH7.4)重悬后再次于4℃,8000*g离心10min。
所得沉淀即为线粒体。
线粒体置于重悬液中用考马斯亮兰蛋白测定法测定蛋白含量。
线粒体渗透性转换的检侧
取线粒体用肿胀液t(120mmol/LKCI,20mmol/LM0pS,10mmol/L Tris一Hcl,5mmol/LKH2PO4,pH7.4)稀释至0.25g/L蛋白质,于25℃,200μmol/L的CaC12作用于线粒体,连续观察520nm处线粒体吸光度(A520)的变化15min,30个循环。
该变化反映线粒体肿胀程度,提示MPTP的开放情况。
线粒体通透性转换孔在天麻素抗心肌细胞氧化应激损伤中的作用韩学超;田炜;徐菁蔓;徐森;孙雅涵;何玛莉;李晓东;李心雨;皮佳仪;于睿【摘要】目的探讨H9c2心肌细胞发生氧化应激损伤时,线粒体膜上的线粒体通透性转换孔(mPTP)在天麻素抗氧化应激损伤的保护机制中所发挥的作用.方法本实验分为6组:正常组,过氧化氢组,天麻素+过氧化氢组,天麻素组,环孢菌素A组,环孢菌素A+天麻素+过氧化氢组.通过加入环孢菌素A(mPTP开放剂)观察天麻素的保护作用是否被抑制.用MTT法初步检测各组细胞存活率,采用Annexin V-FITC/PI双染法通过流式细胞仪观察细胞早期凋亡率,大鼠三磷酸腺苷(ATP)试剂盒检测ATP 的含量,活性氧检测试剂盒检测细胞内活性氧(ROS)的含量,激光扫描共聚焦显微镜观察Jc-1标记的线粒体膜电位,Western blot检测细胞内细胞色素C(Cyt C)含量,Caspase-3活性检测试剂盒检测caspase-3的酶活性.结果环孢菌素A+天麻素+过氧化氢组线粒体的相对膜电位低于天麻素+过氧化氢组(1.98±0.18 vs3.08±0.14),差异有统计学意义(P=0.014).环孢菌素A可以阻断氧化应激时天麻素降低细胞内活性氧和相关凋亡因子的含量、抑制相关因子活性的作用(P<0.05),并且在一定程度上阻断了天麻素的抗凋亡作用(5.77±0.75)%vs(1.97±0.82)%,两者差异有统计学意义(P<0.001).结论天麻素可以通过抑制心肌细胞发生氧化应激损伤时mPTP的开放,最终通过减少凋亡来发挥一定的抗氧化应激损伤的作用.【期刊名称】《南方医科大学学报》【年(卷),期】2018(038)011【总页数】6页(P1306-1311)【关键词】氧化应激损伤;线粒体通透性转换孔;天麻素;环孢菌素A【作者】韩学超;田炜;徐菁蔓;徐森;孙雅涵;何玛莉;李晓东;李心雨;皮佳仪;于睿【作者单位】华北理工大学医学实验研究中心//国家科技部老年医学国际科技合作基地,河北唐山 063000;华北理工大学医学实验研究中心//国家科技部老年医学国际科技合作基地,河北唐山 063000;华北理工大学医学实验研究中心//国家科技部老年医学国际科技合作基地,河北唐山 063000;华北理工大学医学实验研究中心//国家科技部老年医学国际科技合作基地,河北唐山 063000;华北理工大学医学实验研究中心//国家科技部老年医学国际科技合作基地,河北唐山 063000;华北理工大学医学实验研究中心//国家科技部老年医学国际科技合作基地,河北唐山 063000;华北理工大学医学实验研究中心//国家科技部老年医学国际科技合作基地,河北唐山 063000;华北理工大学医学实验研究中心//国家科技部老年医学国际科技合作基地,河北唐山 063000;华北理工大学医学实验研究中心//国家科技部老年医学国际科技合作基地,河北唐山 063000;华北理工大学医学实验研究中心//国家科技部老年医学国际科技合作基地,河北唐山 063000【正文语种】中文氧化应激是引起心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的重要机制之一,而线粒体损伤诱导的细胞凋亡又是心肌氧化应激损伤的主要诱因[1]。
活体细胞线粒体膜通道孔(MPTP)红色荧光(TMRM)检测试剂盒产品说明书(中文版)主要用途活体细胞线粒体膜通道孔(MPTP)红色荧光(TMRM)检测试剂是一种旨在通过四甲基罗丹明甲酯染料,选择性地聚集在线粒体内呈现荧光染色,一旦释放到细胞浆,即刻发生荧光淬灭,来分析和观察线粒体膜通道孔活性的权威而经典的技术方法。
该技术经过精心研制、成功实验证明的。
其适用于各种活体细胞线粒体(动物、人体、昆虫等)膜通道孔活性(开放状态)的检测。
产品严格无菌,即到即用,活体检测,分辨率高,操作简捷,性能稳定。
技术背景线粒体膜通道孔(mitochondrial permeability transition pore;MPTP)是由线粒体内外膜成分构成的非特异性且钙离子依赖性通道。
在细胞凋亡或坏死时,线粒体内容物通过膜通道孔释放到胞浆中。
线粒体膜电位的去极化(depolarization),导致膜通道孔的开放,显著改变线粒体的通透性,使之线粒体膨胀(swelling),内容物释放。
其中钙离子过度进入、线粒体谷胱苷肽的氧化和活性氧族水平的增加等导致膜通道孔的持续开放,而造成细胞色素C的释放和线粒体膜电位的消失。
四甲基罗丹明甲酯(tetramethylrhodamine methyl ester;TMRM),为罗丹明衍生物阳离子染料,作为电势测定(potentiometric)荧光探针:第一,具有亲脂性的;第二,与线粒体内膜负电极结合而聚集;第三,容易进入细胞及其线粒体。
四甲基罗丹明甲酯进入细胞后,被细胞内酯酶切离,产生四甲基罗丹明。
四甲基罗丹明进入线粒体后,被线粒体俘获,呈现强烈荧光。
一旦线粒体膜通道孔开放,四甲基罗丹明释放出来而在胞浆重新分布,其荧光性显著降低。
线粒体内荧光的变化,表明膜通道孔的开放状态。
产品内容清理液(Reagent A)毫升染色液(Reagent B)微升稀释液(Reagent C)毫升产品说明书1份保存方式保存染色液(Reagent B)在-20℃冰箱里,避免光照;其余的保存在4℃冰箱里;有效保证6月用户自备24孔细胞培养板:用于贴壁细胞染色的容器1.5毫升离心管:用于染色工作液配制和细胞染色的容器微型台式离心机:用于沉淀细胞培养箱:用于染色孵育(共聚焦)荧光显微镜:用于细胞荧光分析荧光分光光度仪或荧光酶标仪:用于细胞荧光定量分析细胞流式仪:用于细胞荧光分析实验步骤实验开始前,将-20℃冰箱里的试剂盒中的染色液(Reagent B)置入冰槽里融化,稀释液(Reagent C)放进37℃恒温水槽里预热。
线粒体膜电位测量线粒体功能状态和不少疾病的密切相关,线粒体膜电位(MMP)则是反映细胞内线粒体功能状态的重要参数之一。
本人整理一下线粒体膜电位测量方法,包括主要测量仪器和常用荧光探针,欢迎补充讨论。
常用测量仪器:(1)普通荧光显微镜;(2)激光扫描共聚焦显微镜;(3)流式细胞仪。
常用荧光探针:JC-1,DioC6,mitocapture,罗丹明123,TMRM等。
JC-1(也称CBIC2(3))是一种广泛用于检测线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential)△Ψm的理想荧光探针。
可以检测细胞、组织或纯化的线粒体膜电位。
在线粒体膜电位较高时,JC-1聚集在线粒体的基质(matrix)中,形成聚合物(J-aggregates),可以产生红色荧光;在线粒体膜电位较低时,JC-1不能聚集在线粒体的基质中,此时JC-1为单体(monomer),可以产生绿色荧光。
这样就可以非常方便地通过荧光颜色的转变来检测线粒体膜电位的变化。
JC-1单体可采用488或514nm激光激发,发出绿色荧光波长为529nm左右;JC-1聚合物(J-aggregates)的最大激发波长为585nm,发出红色波长为590nm。
罗丹明123(Rhodamine 123, Rh123)是一种可透过细胞膜的阳离子荧光染料,在正常细胞中能够依赖线粒体跨膜电位进入线粒体基质,荧光强度减弱或消失。
在细胞凋亡发生时,线粒体膜完整性破坏,线粒体膜通透性转运孔开放,引起线粒体跨膜电位(ΔΨm) 的崩溃,Rh123 重新释放出线粒体,从而发出强黄绿色荧光,通过荧光信号的强弱来检测线粒体膜电位的变化和凋亡的发生,可用于培养的细胞或从组织中提取出的线粒体的膜电位检测。
Tetramethylrhodamine, methyl ester (TMRM)也是一种可透过细胞膜的阳离子荧光染料,单激光激发和单荧光发射峰。
可用543nm激光激发,发射橙红色荧光波长在580nm左右。
检测线粒体通透转换孔开放【方法】活体细胞线粒体膜通道孔(MPTP)荧光检测试剂是一种旨在通过钙黄绿素-钴技术,选择性地聚集在线粒体内呈现荧光染色,而存在于或由线粒体释放到细胞浆的荧光染料,即刻发生荧光淬灭,来分析和观察线粒体膜通道孔活性的权威而经典的技术方法。
钙黄绿素-AM进入细胞后,被细胞内酯酶切离,产生具有极性的荧光性强的钙黄绿素。
钙黄绿素进入线粒体后,被线粒体俘获。
同时胞浆内的钙黄绿素受到其淬灭剂钴离子的淬灭。
一旦线粒体膜通道孔瞬时开放,钙黄绿素释放出来,被钴离子淬灭。
线粒体内钙黄绿素荧光的变化,表明膜通道孔的开放状态。
1μM依托咪酯的培养基预处理HL-60细胞1h,同时设未给药对照组:(1)将细胞悬于含钙缓冲液Hanks’液,调整密度为106/ml;(2)两组细胞样品各分3管,管1仅含钙黄绿素(calcein AM),管2含calcein+CoCl2,管三含calcein+CoCl2+ionomycin;(3)将1μM calcein AM溶液与Hanks’液1:500稀释,制备浓度为2μM工作液;(4)两组管1、管2、管3各加入5μl calcein AM工作液,混匀;(5)两组管2、管3各加入5μL CoCl2溶液混匀;(6)两组管3各加入ionomycin 5μL,混匀;(7)所有样品37℃避光保存15分钟;(8)各管加入3.5ml Hank’s液离心,弃上清;(9)各管加入400μL缓冲液重悬细胞,488nm激发波,流式细胞仪检测。
【结果】对照组与预处理组钙黄绿素平均荧光强度值变化(管2-管3)分别为33.71和49.38,预处理组较对照组荧光强度值变化升高15.68,证明预处理组细胞线粒体通透转换孔开放受到抑制。
(图4)通过荧光显微镜观察(图3-22)和流式细胞仪检测(图3-23)可以看到,空白组中细胞清晰可见,呈明显的亮绿色荧光,表明线粒体膜电位值较高,荧光强度达90.49%;而surfactin处理6 h和12 h后,细胞内的荧光强度逐渐降低,呈微弱的绿色荧光,细胞影像模糊,表明此时由于线粒体膜电位降低,荧光强度降到69.53%和46.97%。
线粒体膜通透性
很早就认识到线粒体的膜具有半透性,通过对半透性的研究导致线粒体各组分分离⽅法的建⽴。
■线粒体通透性研究
将线粒体放在100 mM蔗糖溶液中,蔗糖穿过外膜进⼊线粒体的膜间间隙;然后将线粒体取出测定线粒体内部蔗糖的平均浓度,结果只有50 mM,⽐环境中蔗糖的浓度低。
据此推测:线粒体外膜对蔗糖是通透的,⽽内膜对蔗糖是不通透的。
左:将线粒体置于含有100 mM的蔗糖溶液中;中:蔗糖穿过线粒体外膜,达到平衡;右:将线粒体从蔗糖溶液中取出,测定线粒体中蔗糖的浓度。
如果测得线粒体的蔗糖平均浓度是50 mM,就可以推测:100mM的蔗糖仅仅穿过了线粒体外膜,⽽线粒体中有⼀半流动的液体在线粒体基质,由于内膜对蔗糖不通透,所以测得的线粒体平均浓度只有50 mM。
■线粒体各组分的分离
由于线粒体外膜的通透性⽐内膜⾼,利⽤这⼀性质,Donal Parsons 和他的同事最先建⽴了分离线粒体内膜、外膜及其他组分的⽅法.
⾸先将线粒体置于低渗溶液中使外膜破裂,此时线粒体内膜和基质(线粒体质)仍结合在⼀起,通过离⼼可将线粒体质分离。
⽤去垢剂⽑地黄皂苷处理线粒体质,破坏线粒体内膜,释放线粒体基质,破裂的内膜重新闭合形成⼩泡,其表⾯有F1颗粒。