細胞自噬的研究方法介紹
一
、自噬誘導劑
(1) Bredeldin A / Thapsigargin / Tunicamycin
:模擬內質網應激
(2) Carbamazepine/ L-690
,330/ Lithium Chloride(氯化鋰)
:IMPase抑製劑(即Inositol monophosphatase
,肌醇單磷酸酶)
(3) Earle's平衡鹽溶液
:製造饑餓
(4) N-Acetyl-D-sphingosine(C2-ceramide)
:Class I PI3K Pathway抑製劑
(5) Rapamycin
:mTOR抑製劑
(6) Xestospongin B/C
:IP3R阻滯劑
二
、自噬抑製劑
(1) 3-Methyladenine(3-MA)
:(Class III PI3K) hVps34 抑製劑
(2) Bafilomycin A1
:質子泵抑製劑
(3) Hydroxychloroquine(羥氯喹)
:Lysosomal lumen alkalizer(溶酶體腔堿化劑)
除了選用上述工具藥外
,一般還需結合遺傳學技術對自噬相關基因進行幹預
:包括反義RNA幹擾技術(Knockdown)
、突變株篩選
、外源基因導入等
。
三、自噬過程進行觀察和檢測
細胞經誘導或抑製後
,需對自噬過程進行觀察和檢測
,常用的策略和技術有
:
1
、觀察自噬體的形成
由於自噬體屬於亞細胞結構
,普通光鏡下看不到
,因此
,直接觀察自噬體需在透射電鏡下
。phagophore的特征為
:新月狀或杯狀
,雙層或多層膜,有包繞胞漿成分的趨勢
。自噬體(**1)的特征為
:雙層或多層膜的液泡狀結構
,內含胞漿成分
,如線粒體
、內質網
、核糖體等
。自噬溶酶體(**2)的特征為
:單層膜
,胞漿成分已降解
。(autophagic vacuole
,**)
2
、在熒光顯微鏡下采用GFP-LC3融合蛋白來示蹤自噬形成
由於電鏡耗時長
,不利於監測(Monitoring)自噬形成
,人們利用LC3在自噬形成過程中發生聚集的現象開發出了此技術
。無自噬時
,GFP-LC3融合蛋白彌散在胞漿中
;自噬形成時
,GFP-LC3融合蛋白轉位至自噬體膜
,在熒光顯微鏡下形成多個明亮的綠色熒光斑點
,一個斑點相當於一個自噬體
,可以通過計數來評價自噬活性的高低
。
3
、利用Western Blot檢測LC3-II/I比值的變化以評價自噬形成
自噬形成時
,胞漿型LC3(即LC3-I)會酶解掉一小段多肽,轉變為(自噬體)膜型(即LC3-II)
,因此
,LC3-II/I比值的大小可估計自噬水平的高低
。
(注意
:LC3抗體對LC3-II有更高的親和力
,會造成假陽性
。方法2和3需結合使用
,同時需考慮溶酶體活性的影響
。)
4
、檢測長壽蛋白的批量降解
:非特異
5
、MDC(Monodansylcadaverine
,單丹磺酰屍胺)染色
:包括自噬體
,所有酸性液泡都被染色
,故屬於非特異性的
。
6
、CellTrackerTM Green染色
:主要用於雙染色
,但其能染所有的液泡
,故也屬於非特異性的
。
四
、自噬相關蛋白的定位
在研究自噬相關蛋白時
,需對其進行定位
。由於自噬體與溶酶體
、線粒體
、內質網
、高爾基體關係密切
,為了區別
,常用到一些示蹤蛋白在熒光顯微鏡下來共定位
:
Lamp-2
:溶酶體膜蛋白
,可用於監測自噬體與溶酶體融合
。
LysoTrackerTM 探針
:有紅或藍色可選
,顯示所有酸性液泡
。
pDsRed2-mito
:載體
,轉染後表達一個融合蛋白(紅色熒光蛋白+線粒體基質定位信號)
,可用來檢測線粒體被自噬掉的程度(Mitophagy)
。
MitoTraker探針
:特異性顯示活的線粒體
,熒光在經過固定後還能保留
。
Hsp60
:定位與線粒體基質
,細胞死亡時不會被釋放
。
Calreticulin(鈣網織蛋白)
:內質網腔
(注意
:這些蛋白均為胞漿蛋白
,爬片或胰酶消化的細胞在做免疫熒光前需先透膜(permeablize)
,可采用0.1%SDS處理
。)