活细胞成像显示不同的亚细胞谷胱甘肽势的变化
在4月的问题实验生物学和医学一个多学科的研究小组由Drs。雷克斯Gaskins和保罗Kenis基因组生物学研究所(游戏)在伊利诺伊大学香槟校区的校园描述最近的工作在亚细胞氧化还原内稳态。胞内reduction-oxidation反应构成多种细胞功能包括能量代谢、信号和转录过程。由于这些至关重要的作用在调节正常细胞行为,氧化还原状态被认为是一个关键的生物研究领域在不同的疾病,包括癌症。
氧化状态通常被认为是指示性的细胞压力;然而,细胞本身释放有害活性氧在能源生产,中和细胞内抗氧化缓冲系统。最近发展的基因编码的特定于谷胱甘肽(GSH)的荧光生物传感器,最丰富的细胞氧化还原缓冲区,促进了延误研究小组的发现不同的胞质与谷胱甘肽氧化还原势的变化线粒体在细胞内。
“高度敏感的探测器Grx1-roGFP2使我们监控快速区分活细胞中谷胱甘肽氧化还原电位的变化。复杂氧化还原细胞器之间的相互作用是维持细胞的重要健康和失衡可能导致肿瘤细胞的转变,“弗拉基米尔Kolossov博士说,通讯作者。
探针的荧光强度的变化对应于氧化的变化:减少谷胱甘肽,它是高度表明整体氧化还原平衡。时间流逝的图片收集在蔡司Axiovert 200荧光显微镜在游戏内的核心成像设备允许氧化还原状态的实时监控活细胞的胞质和线粒体。
“在现代生物学线粒体被认为是比细胞的大国;它们集成多个细胞信号调节进展通过细胞周期和细胞凋亡。因此,至关重要的是,他们保持最佳功能,防止异常细胞的发展,”杰西卡Beaudoin合著者。
体内模型,研究小组发现的证据明显organellar扰动后氧化还原平衡抑制谷胱甘肽合成与buthionine sulfoximine,证明增加线粒体氧化谷胱甘肽耗竭与胞质。观察到的效果是在多种哺乳动物细胞系,包括正常和肿瘤发生的模型。综上所述,这些研究结果表明不同的氧化还原谷胱甘肽巯基/二硫氧化还原电对的需求静止细胞的胞质内线粒体和揭示不同的氧化还原平衡的调节反应抑制谷胱甘肽的生物合成。
史蒂芬·r·古德曼博士主编实验生物学和医学说,“Kolossov等利用一个基因编码的氧化还原探针有能力确定氧化/不同细胞间的活细胞内谷胱甘肽水平降低。这将是一个重要的方法来研究氧化还原变化疾病包括癌症、神经退行性疾病、心血管疾病、镰状细胞病和其他涉及氧化应激”。
