01.線粒體的結(jié)構(gòu)與功能

線粒體是一種雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，核心功能是調(diào)節(jié)能量生成。它通過線粒體激肽、線粒體未折疊蛋白反應(yīng)及線粒體自噬維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，是多種誘導(dǎo)細(xì)胞死亡途徑的相交點(diǎn)。

線粒體的主要功能是調(diào)節(jié)能量生成(ATP)和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)，信號(hào)傳導(dǎo)主要由改變鈣離子與ROS水平來實(shí)現(xiàn)，它們與線粒體相關(guān)疾病進(jìn)展相關(guān)。與線粒體相關(guān)的細(xì)胞程序性死亡有多種形式：凋亡、自噬、鐵死亡等，在諸多疾病機(jī)制中具有重要作用。

圖1. 線粒體的結(jié)構(gòu)、功能以及與其他細(xì)胞器的通訊[來源: Nguyen, Thanh T et al. “Mitochondria-associated programmed cell death as a therapeutic target for age-related disease.” Experimental & molecular medicine vol. 55,8 (2023): 1595-1619. doi:10.1038/s12276-023-01046-5]

02. 研究線粒體的重要性

線粒體在細(xì)胞代謝中扮演核心角色。它不僅負(fù)責(zé)能量轉(zhuǎn)換，還參與其他代謝途徑，如三羧酸循環(huán)(TCA)、氧化磷酸化(OXPHOS)、脂肪酸氧化、核苷酸合成與氨基酸代謝等。

線粒體處于細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)中的核心位置，其功能狀態(tài)直接影響到細(xì)胞能量水平和多種代謝途徑。線粒體代謝與生物合成的異常在腫瘤、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病、衰老等疾病的進(jìn)程中具有關(guān)鍵的調(diào)控作用。

03.線粒體異常代謝與疾病的關(guān)系

腫瘤：引發(fā)腫瘤凋亡的一個(gè)主要機(jī)制是線粒體代謝旺盛使腫瘤細(xì)胞中ROS水平升高。過量ROS破壞線粒體功能導(dǎo)致線粒體膜去極化，激活內(nèi)在凋亡途徑。在涉及免疫應(yīng)答的復(fù)雜機(jī)制中，線粒體是抑制和促進(jìn)腫瘤免疫逃避的核心介質(zhì)。

神經(jīng)退行性疾病：神經(jīng)元在大多依賴線粒體產(chǎn)生的能量與Ca²⁺緩沖，易受到線粒體功能障礙的影響。Aβ積累是阿爾茨海默病(AD)的關(guān)鍵啟動(dòng)物，它誘導(dǎo)線粒體Ca²⁺過載，破壞線粒體穩(wěn)態(tài)。

心血管疾?。?/span>與神退疾病類似，線粒體相關(guān)PCD是心血管疾病的關(guān)鍵調(diào)節(jié)過程，與心力衰竭、動(dòng)脈粥樣硬化和動(dòng)脈瘤息息相關(guān)。

代謝性疾病：在Ⅱ型糖尿病中，糖毒性、脂毒性和胰島淀粉樣多肽聚集導(dǎo)致β細(xì)胞功能障礙，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通路被激活。促凋亡因子CHOP水平的增加導(dǎo)致ROS產(chǎn)生、線粒體功能障礙和細(xì)胞凋亡。

04.線粒體研究相關(guān)產(chǎn)品

1.線粒體分離提取

圖2. 使用Cat#60005收集HeLa細(xì)胞線粒體。通過熒光法蛋白定量試劑盒(Cat#11100)定量。在100μg線粒體中加/不加MitoLite^? Green(#22675)進(jìn)行孵育后用流式細(xì)胞儀檢測(cè)。

2.線粒體形態(tài)、示蹤

圖3. MitoLite^? Blue FX490(Cat#22674)、MitoLite^? Red FX600(Cat#22677)和MitoLite^? NIR FX690(Cat#22690)染色效果圖。

3.ATP檢測(cè)

圖4. 用Cat#21612試劑盒在NOVOstar酶標(biāo)儀(BMG Labtech)檢測(cè)96孔白板中Jurkat細(xì)胞的ATP信號(hào)值。試劑盒可檢測(cè)到100個(gè)細(xì)胞的信號(hào)值，檢測(cè)間隔時(shí)間為1秒。

4.氧化還原酶

圖5. 三種抗氧化酶在發(fā)育野蠅幼蟲周圍宿主衍生結(jié)構(gòu)中的活性。(a)超氧化酶歧化酶活性; (b)谷胱甘肽過氧化物酶活性; (c)過氧化氫酶活性。使用Cat#11560檢測(cè)GPx活性。來源: Cloak Scavenges the Reactive Oxygen Species around the Larvae of Drino inconspicuoides (Diptera: Tachinidae) by Zhang K, Nakamura S, Furukawa S. Insects. July 2023.

5、平衡電子對(duì)

圖6. 使用(Cat#15296)試劑盒對(duì)Jurkat細(xì)胞中NADH/NADPH進(jìn)行流式分析。細(xì)胞在無血清培養(yǎng)基中加/不加100 μM NADH孵育30分鐘，然后與JJ1902 NAD(P)H探針工作液孵育30分鐘。在流式APC通道檢測(cè)熒光強(qiáng)度。

6、線粒體膜電位

圖7. FCCP對(duì)Jurkat細(xì)胞線粒體膜電位的影響。用JC-10工作液與細(xì)胞孵育后加/不加5μM FCCP處理Jurkat細(xì)胞10分鐘。用流式細(xì)胞儀FITC和PE通道測(cè)量j-聚集體和單體形式JC-10的熒光強(qiáng)度。將未補(bǔ)償數(shù)據(jù)(左列)與補(bǔ)償數(shù)據(jù)(右列)進(jìn)行比較。

7、線粒體鈣離子

注：除列表產(chǎn)品外，我們也有其他各類鈣離子熒光探針，詳詢業(yè)務(wù)員

8、線粒體活性氧

圖8. 用Cat#22970試劑盒檢測(cè)Jurkat細(xì)胞中的超氧化物。AMA處理組(紅色): 用50 μM antiycin A(AMA)在37℃處理細(xì)胞30分鐘，然后用MitoROS^? 580孵育1小時(shí)。對(duì)照組(藍(lán)色): 細(xì)胞直接與MitoROS^? 580在37℃下孵育1小時(shí)。在流式細(xì)胞儀PE通道檢測(cè)熒光信號(hào)。

9、脂質(zhì)過氧化

圖9. 在37℃完全培養(yǎng)基中用1×Lipoxite^? R590/G525染色Jurkat細(xì)胞30分鐘。H2O2：向細(xì)胞中加入250μM的H2O2孵育30分鐘。然后用1×Lipoxite^? R590/G525孵育細(xì)胞，用流式細(xì)胞儀FITC和PE通道檢測(cè)。數(shù)據(jù)表示為紅色(PE)/綠色(FITC)熒光強(qiáng)度的比值。在H2O2處理的細(xì)胞中比值降低，表明H2O2誘導(dǎo)脂質(zhì)發(fā)生過氧化。

10、線粒體自噬

圖10. 用Cat#22998和MitoLite^? Green FM(Cat#22695)在96孔板(黑色側(cè)壁透明底)共染HeLa細(xì)胞。分別用Cy3/TRITC濾鏡和FITC濾鏡拍攝，并進(jìn)行重疊。

11、凋亡檢測(cè)Annexin V凋亡檢測(cè)試劑盒列表

圖11. 檢測(cè)Annexin V-iFluor^? 488與磷脂酰絲氨酸在Jurkat細(xì)胞中的結(jié)合活性。Jurkat細(xì)胞在37℃、 5% CO2培養(yǎng)箱中不加(藍(lán)色)/加20 μM喜樹堿(紅色)孵育4~5小時(shí)，用Annexin V-iFluor^? 488染色30分鐘。使用流式細(xì)胞儀FITC通道檢測(cè)Annexin V-iFluor^? 488的熒光強(qiáng)度。

Caspase活性/結(jié)合檢測(cè)產(chǎn)品列表

圖12. 使用Cat#22823試劑盒檢測(cè)Jurkat細(xì)胞中Caspase 3/7活性。Jurkat細(xì)胞在37℃、5% CO2培養(yǎng)箱中，不加(藍(lán)色)/加20 μM喜樹堿(紅色)孵育4~5小時(shí)，用TF2-DEVD-FMK染色1小時(shí)。用流式檢測(cè)FITC通道的熒光信號(hào)。

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