激萌系列 【国当然热门】 线粒体询查器具大全

为什么询查线粒体激萌系列

线粒体在健康和疾病中阐发严防要作用，不仅是能量产生的重要，还有好多其他功能 激萌系列[1]：

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离子稳态：从铁和钙的稳态到激素和神经递质的产生，王人离不开线粒体。绝顶是在钙稳态中，线粒体行动革新者、缓冲池和传感器参与细胞内钙信号传导。线粒体不错储存和开释钙，从而影响细胞质中钙峰值的体式、频率和幅度，这关于各式细胞历程王人致密关联。

胞内、胞酬酢流：线粒体与其他细胞器和环境相互作用，影响各个生理层面的相似。线粒体是细胞间通信的中枢，在复杂的革新举止和细胞间通信中充任信号细胞器。线粒体与细胞核之间的信号转导通路，在细胞稳态中上演重要扮装。

免疫系统：线粒体可革新免疫细胞的功能偏激对感染的反应。线粒体看重产生免疫细胞激活、增殖和哄骗功能所需的能量。线粒体还参与活性氧的产生，这关于免疫细胞的抗菌智力相配挫折。此外，线粒体还参与免疫细胞去世和炎症的革新。位于线粒体外膜上的线粒体抗病毒信号卵白（MAVS）在病毒感染的免疫反应中至关挫折。因此，线粒体健康与免疫系统功能息息关联。

肠说念微生物群：肠说念微生物群不错影响线粒体更生，从而影响能量产生和其他线粒体功能。线粒体不错通过产活命性氧和其他代谢物来影响肠说念微生物群的构成。线粒体和肠说念微生物群之间的这种相互作用关于看护肠说念健康来说短长常挫折的，况且与多种疾病议论，包括代谢概述征、炎症性肠病和神经退行性疾病。

生物钟：据文件报说念，线粒体举止和动态会影响日夜节拍，况且线粒体与日夜系统相互作用以革新 NAD+ 等重要分子的生物合成。

 

线粒体功能退却与疾病的关系

线粒体功能退却与多种疾病关联，包括代谢概述征、神经系统疾病、癌症、心血管疾病、传染病以及炎症性疾病，底下是几个例子：

代谢概述征：线粒体功能退却可能导致代谢概述征，这种疾病的特征包括高血压、高血糖和胆固醇水平畸形等一系列症状，这些疾病会增多患腹黑病、中风和二型糖尿病的风险。

神经系统疾病：线粒体功能退却与阿尔茨海默病、帕金森氏症和肌萎缩侧索硬化 (ALS) 等神经系统疾病议论。线粒体功能退却可能导致能量产生减少和活性氧产生增多，从而导致神经元毁伤。

癌症：线粒体代谢的改变可能导致癌症的发生和发展。线粒体功能退却会导致活性氧产生增多，从而导致 DNA 毁伤和突变，促进癌症的发展。

心血管疾病：线粒体功能退却可能会损害心肌产生能量的智力，从而导致腹黑疾病，包括心力穷苦、心律失常和其他心血管疾病。

炎症性疾病：线粒体功能退却可激发慢性炎症，导致各式炎症性疾病的发展，包括自己免疫性疾病。

 

线粒体询查的器具

线粒体样式&定位询查

笔据样品类型和具体应用，线粒体结构秀雅汇总如下：

MitoTracker 秀雅探针激萌系列

MitoTracker 探针是小分子 (<1 kDa)、细胞浸透性线粒体给与性染料，含有硫醇反应性氯甲基，部分探针可在固定后保握染料与线粒体蚁合。由于探针与线粒体硫醇酿成共价键，因此它们只可用作绝顶测定，以检测活细胞的线粒体膜电位，弗成随技术动态检测线粒体膜变化。

图1. 在A549细胞中使用 MitoTracker™ Red CMXRos (货号 M7512) 染色线粒体

CellLight荧光交融卵白

当需要在活细胞中不依赖于膜电位秀雅线粒体并追踪细胞的步履动态时，推选使用 CellLight 试剂，操作浅薄、可与其他试剂共用，也不错固定。

图2. 在HeLa细胞中使用CellLight™ Mitochondria-GFP (货号C10600) 秀雅线粒体

线粒体卵白抗体

线粒体秀雅抗体特异性检测线粒体卵白，不错匡助询查线粒体的样式和能源学以偏激他关联的生理病理气象。常见的线粒体靶点有细胞色素c氧化酶（COX），氢离子转运ATP酶线粒体F1复合体，热休克卵白60，抗增殖卵白Prohibitin等。

图3. 在印度麂鹿皮成纤维细胞顶用小鼠抗 OxPhos Complex V 阻挠剂卵白抗体秀雅线粒体，搭配二抗 Alexa Fluor™ 555 山羊抗小鼠 IgG (货号 A21422)

 

线粒体功能分析

线粒体的毁伤包括线粒体氧化复原电位和膜电位的变化，后者是线粒体健康的一个中枢特征。

线粒体内膜电位对Ca2+的招揽和储存、活性氧的产生妥协毒作用至关挫折，其中最挫折的是氧化磷酸化合成ATP [2]。

因此，膜的去极化是评价线粒体功能退却的精粹方针，这与药物毒性的关联性越来越高 [3-7]。

膜电位的变化，以及ATP与ADP比率的裁减、线粒体基质钙水平的增多、氧化应激和胞质细胞色素c的开释均被觉得与线粒体膜通透性改造议论，线粒体膜通透性改造孔 (MPTP) 不错改变离子和小分子的稳态。

线粒体功能的纰谬不错使用各式荧光试剂盒来检测，包括线粒体钙、超氧化物、线粒体膜通透性改造和膜电位的检测。

线粒体膜电位动态变化的检测

线粒体膜电位的绝顶检测

线粒体超氧化物生成的检测

细胞超氧化物生成的增多与多种疾病气象议论 [8]。它是氧化磷酸化的副产品，因此提供了另一种评估线粒体健康和细胞气象的门径。

图4. 在U2OS细胞顶用MitoSOX™ Green (货号M36005) 检测线粒体超氧化物

线粒体钙离子检测

线粒体Ca2+ 浓度升高在驱动要领性细胞去世（凋一火）以偏激他细胞水平的历程中起着挫折作用 [9]。荧光探针在蚁合Ca2+ 时发达出光谱反馈，使询查东说念主员概况使用荧显豁微镜、流式细胞分析和荧光光谱法询查细胞内游离Ca2+ 浓度的变化。

图5. 线粒体钙水暖热能源学的多参数成像。（A）用CellLight Mitochondria-GFP和5μM Rhod-2 AM在37℃下秀雅HeLa细胞15分钟，成像技术跨越100秒。（B–D）为区域（A）放大的图像，展示跟着技术的推移，单个细胞内的单个线粒体。（C，D）当用10μM组织胺束缚后，钙从里面被开释出来。Rhod-2橙红色荧光的增多揭示了线粒体紧邻钙开释的位置。（C）中的箭头默示线粒体可能损害了钙招揽，要是单独使用Rhod-2 AM检测，可能会遗漏这一细节。星号默示单个线粒体，走漏钙水平暂时升高。

线粒体膜通透性改造孔变化的检测

线粒体膜通透性改造孔 (MPTP) 是位于线粒体表里膜的非特异性通说念，询查默示，参与细胞去世历程中线粒体因素的开释。MPTP的开关极地面改变了线粒体的浸透性以及线粒体膜电位。这种握续孔隙激活是由线粒体Ca2+ 超载、线粒体谷胱甘肽氧化、线粒体活性氧水平升高和其他促凋一火条目引起的。

参考文件

1) Casanova， A.， Wevers， A.， Navarro-Ledesma， S.， & Pruimboom， L. (2023). Mitochondria: It is all about energy. Frontiers in Physiology， 14. 

2) Nicholls， DG (2004) Mitochondrial Membrane Potential and Aging. Aging Cell 3: 35-40.

3) Tirmenstein， MA， Hu， CX， Gales TL， et al.(2002) Effects of Troglitazone on HepG2 Viability and Mitochondrial Function Toxicol. Sci.69: 131-8.

4) O'Brien PJ， Irwin W， Diaz D， et al.(2006) High Concordance of Drug-Induced Human Hepatotoxicity With in Vitro Cytotoxicity Measured in a Novel Cell-Based Model Using High Content Screening. Arch Toxicol 80: 580-604.

5) Dykens JA， Will Y. (2007) The Significance of Mitochondrial Toxicity Testing in Drug Development. Drug Discovery Today 12:777-85.

6) Dykens JA，Jamieson JD，Marroquin LD，et al .(2008) In Vitro Assessment of Mitochondrial Dysfunction and Cytotoxicity of Nefazodone， Trazodone， and Buspirone. Toxicol Sci 103: 335-45.

7) Abraham VC， Towne DL， Waring JF， et al.(2008) Application of a High-Content Multiparameter Cytotoxicity Assay to Prioritize Compounds Based on Toxicity Potential in Humans. J Biomol Screen 13: 527-37.

8) He L， He T， Farrar S et al.(2017) Antioxidants Maintain Cellular Redox Homeostasis by Elimination of Reactive Oxygen Species. Cell Physiol Biochem 44: 532-553.

9) Giorgi C， Romagnoli A， Pinton P et al.(2008) Ca2+ Signaling， Mitochondria and Cell Death. Curr Mol Med 8: 119-130.

 

 

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