Diese Arbeit wurde vom National Institute of Aging (AG04418), National Institute on Drug Abuse, National Institute of Health-Karolinska Institutet Graduate Partnerships Program, Karolinska Institutet, Schweden Research Council, Schwedisch Brain Power und Schwedisch Brain Foundation unterstützt. Vielen Dank an Mattias Karlen und Dr. Giuseppe Coppotelli für kreative Unterstützung bei der Abbildung 1 und 2 zeigen; Karin Pernold für technische Hilfe und Drs. Barry J. Hoffer, Lars Olson, und Nils-Göran Larsson für viele hilfreiche Ratschläge und Diskussion.

1. Tissue Vorbereitung Kryoschneiden <ol><li> Sacrifice das Tier entweder durch Genickbruch oder Enthauptung, im Einklang mit den verfügbaren ethischen ermöglichen. </li><li> Schnell sammeln Gewebe von Interesse (zB. Gehirn), und schnell auf Trockeneis (Gewebe kann Einfrieren in Isopentan oder Propan mit flüssigem Stickstoff gekühlt, um eine optimale Morphologie zu erhalten benötigen) einfrieren. Shop Gewebe in Aluminiumfolie bei -80 ° C bis zu seiner Sektion. </li><li> Embed gefrorenen Gewebe in Vorbereitung Kryoschneiden. </li><li> Sammeln Sie 14-um Kryostatschnitte bei -21 ° C (Möglicherweise müssen Temperatur einstellen ± 1-2 ° C). Thaw Schnitte auf Objektträger mit Heizblock, und speichern Sie gleitet ohne Deckglas bei -20 ° C bis zur Verwendung. </li></ol> 2. COX Histochemie <ol><li> Lassen Sie die Objektträger bei Raumtemperatur für 1 Stunde trocknen lassen. Legen Sie Folien in einer Dia-Färbung Kammer mit feuchtem Filterpapier, in Streifen schneiden. Um consistent Ergebnisse in jedem Experiment ist es empfehlenswert, maximal zehn Folien pro Experiment Prozess zu zeitlichen Verzögerungen zu minimieren. </li><li> Bereiten Sie unter einer chemischen hood 1X DAB, Cytochrom c 100 pM in 0,1 M PBS pH = 7,0. Vortex schnell. </li><li> Add 2 pg Rinder Catalase (2 pg ml -1 oder ungefähr 4 IU ml -1). Gut mischen durch Vortexen zu brechen alle Körner von Katalase. </li><li> Anwenden von 150 bis 200 ul des Inkubationsmedium zu jeder Folie, verwenden Pipettenspitze gleichmäßig auf alle Bereiche verteilt. </li><li> Inkubieren Sie die Objektträger für 40 Minuten bei 37 ° C. </li><li> Entfernen Sie überschüssige Lösung von den Folien. Waschen Sie die Objektträger 4-mal, jeweils 10 Minuten in 0,1 M PBS pH = 7,0. </li><li> Zurück Dias Dia-Färbung Kammer mit nassen Papierstreifen. </li></ol> 3. SDH Histochemie <ol><li> Bereiten Sie unter einer chemischen Haube 1,5 mM NBT, 130 mM Natrium-Succinat, 0,2 mM PMS, und 1,0 mM Natriumazid in 0,1 M PBS pH = 7,0. Seien Sie vorsichtig mit dem SchirmPMS vor Licht. Vortex schnell. </li><li> Apply 150-200 ul Inkubationsmedium zu jeder Folie, verwenden Pipettenspitze gleichmäßig auf alle Bereiche verteilt. </li><li> Inkubieren Sie die Objektträger für 40 Minuten bei 37 ° C. </li><li> Entfernen Sie überschüssige Lösung von den Folien. Waschen Sie die Objektträger 4-mal, jeweils 10 Minuten in 0,1 M PBS pH = 7,0. </li><li> Entwässern der Objektträger für 2 Minuten in den folgenden Konzentrationen von Ethanol: 70%, 70%, 95%, 95%, 99,5%. Dann lassen Sie 10 Minuten in einer zusätzlichen 99,5% fort. </li><li> Die Objektträger in Xylol für 10 Minuten. Mit Entellan und Deckglas. Lassen Sie die Dias über Nacht oder mindestens 1-2 Stunden in einem gut belüfteten Ort trocknen lassen. </li></ol> 4. Bestimmung der mitochondrialen Dysfunktion <ol><li> Die Höhe der mitochondriale Dysfunktion wird durch die Menge der zellulären-Blau-Färbung dargestellt. Um halb quantifizieren diese Beträge sollten Dias codiert und visualisiert werden unter Hellfeld-Mikroskopie. Semi-Quantifizierung sollte bei einem Blind durchgeführt werden<html> Basis unter Verwendung einer Skala, zB 0-4 (0, keine blaue Färbung; 4, nur blaue Färbung). Am besten ist es, diese Art von Semi-Quantifizierung auf mehreren Abschnitten aus einem bestimmten Thema / Tier durchführen, um einen Mittelwert für jeden Probanden / Tier berechnen. </li><li> Statistik sollte mit einem nicht-parametrischen Test, wie Mann-Whitney-oder Kruskal-Wallis werden. </li></ol> 5. Entsprechende Spezifität Kontrollen <ol><li> Für Spezifität Kontrollen für COX-Aktivität, repeat &quot;COX Histochemie&quot; Schritte, und fügen 2,5 mM Natriumazid, ein Terminal Atmungskette Inhibitor. </li><li> Für Spezifität Kontrollen für SDH-Aktivität, repeat &quot;SDH Histochemie&quot; Schritte mit der Entfernung von Natriumsuccinat und die Zugabe von 50 mM Malonat, ein kompetitiver Inhibitor der SDH. </li><li> Waschen und dehydrieren Abschnitte in einem Ethanol-Serie, und dann montieren und Deckglas die Folien wie in den Schritten 3.4 beschrieben - 3,6. </li></ol> 6. Repräsentative Ergebnisse: tent &quot;&gt; Das Gesamtkonzept der COX / SDH Doppel-Kennzeichnung histochemischen Assay ist in Abbildung 2 dargestellt. Repräsentative Beispiele für geeignete COX / SDH Doppel-Kennzeichnung Histochemie in Hirnschnitten von Wildtyp-und vorzeitig alternde mtDNA Mutator Mäuse sind in Abbildung 3. Die dunkelbraune Färbung in Wildtyp-Mäusen (Abbildung 3, links) zeigten normale COX-Aktivität. Cells mit Atmungskette Mängel, durch die blaue Färbung angegeben, wurden in 12 Wochen alten mtDNA Mutator Mäusen zeigten, und diese Mängel wurde weiter verbreitet als mtDNA Mutator Mäuse im Alter bis 46 Wochen (Abbildung 3, Mitte und rechts). Beispiele für unangemessene COX / SDH Doppel-Kennzeichnung in Hirnschnitten von Wildtyp-Mäusen aufgrund unzureichender COX Kennzeichnung sind in Abbildung 4 dargestellt. Unzureichende Inkubationszeit für den Nachweis der COX-Aktivität oder die Verringerung der Verfügbarkeit von molekularem Sauerstoff durch Eindecken der Folie während der Inkubation führte zu einer verminderten Ablagerung der DAB reagierenIonenprodukt und damit für die Bildung des blauen Formazan Endprodukt während der SDH Inkubation erlaubt. COX-und SDH-Aktivitäten können auch separat untersucht werden (Abb. 5, links und Mitte), jedoch ist die sequenzielle Kennzeichnung hilfreich bei der Identifizierung Zellen mit COX Mängel, aufgrund der Bildung des blauen Niederschlag während der SDH Inkubationszeit (Abbildung 3, Mitte und rechts). Spezifität Kontrollen für COX-und SDH-Aktivitäten kann auch (Abbildung 5, rechts). <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/3266/3266fig1.jpg" /> Abbildung 1. Mitochondrialen Atmungskette Komplexe IV. Die mitochondrialen Atmungskette ist in der inneren Membran lokalisiert und umfasst fünf Komplexe. Der Zweck der Atmungskette ist, um Elektronen aus Complex Transport I bis IV und damit es einen Protonengradienten über die innere Membran durch Complex V (ATPase) verwendet werden, um ATP zu produzieren schafft. Red Sechsecke represent-Untereinheiten durch mtDNA codiert. Weiß Sechsecke stellen Untereinheiten von Kern-DNA (beachten Sie, dass Complex II vollständig aus dem Kern-Genom kodiert) kodiert. So könnten Mutationen in der mitochondrialen Genoms verursacht Dysfunktion der Atmungskette durch Mutationen in den Untereinheiten der Atmungskette Komplexe. <img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/3266/3266fig2.jpg" /> Abbildung 2. Flussdiagramm der COX / SDH Doppel-Kennzeichnung histochemischen Assay. Präparieren Sie die Organe von Interesse, schnell frieren die Gewebe auf Trockeneis, und lagern Sie sie bei - 80 ° C. Sammeln Kryostatschnitte und halten bei - 20 ° C bis zur Verwendung. Lassen Abschnitte an der Luft trocknen bei Raumtemperatur für 1 Stunde. Bereiten Sie das Inkubationsmedium für COX Histochemie, wenden Sie es auf den Rutschen, und inkubieren für 40 Minuten bei 37 ° C. Waschen Sie die Schnitte in PBS 4 mal für jeweils 10 Minuten zu waschen. Bereiten Sie das Inkubationsmedium für SDH Histochemie, es auf die slides, und wieder für 40 Minuten bei 37 ° C inkubieren Waschen Sie die Teile wieder in PBS, in einer Ethanol-Reihe dehydrieren, und dann montieren und Deckglas den Folien. Die COX / SDH doppelt markierten Abschnitte sind bereit, unter Hellfeld-Mikroskopie innerhalb von 1-2 Stunden zu sehen. <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/3266/3266fig3.jpg" /> Abbildung 3. Repräsentative Beispiele von COX / SDH Doppel-Kennzeichnung. Hirnschnitten von Wildtyp-und vorzeitig alternde mtDNA Mutator Mäuse wurden nacheinander für COX-und SDH-Aktivitäten gekennzeichnet. (Maßstab:. 200 pm) Normal COX-Aktivität (dargestellt durch dunkelbraune Farbe) wurde im Hippocampus von Wildtyp-Mäusen (links) dargestellt. COX Mängel (angedeutet durch blaue Farbe) wurden im Hippocampus von Mäusen mtDNA Mutator (Mitte und rechts) enthüllt. Es war ein weiterer Rückgang der COX-Aktivität um 46 Wochen alt in mtDNA Mutator Mäusen, was auf weit verbreitete Verschlimmerung der Atmungskette Dysfunktion. Die beobachteten mitomitochondriale Dysfunktion in mtDNA Mutator Mäusen 12 ist durch ein hohes Maß an mtDNA Punktmutationen sowie erhöhte lineare Streichungen 5 verursacht. <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/3266/3266fig4.jpg" /> Abbildung 4. Beispiele für unangemessene COX / SDH Doppel-Kennzeichnung. Hirnschnitten von Wildtyp-Mäusen wurden nacheinander für COX-und SDH-Aktivitäten gekennzeichnet. (Maßstab:. 200 um) Unzureichende Inkubationszeiten (10 und 25 Minuten) für den Nachweis der COX-Aktivität führte zu einer reduzierten Abscheidung der braunen DAB Reaktionsprodukt, im Vergleich zu den 40-minütigen Inkubationszeit (links und Mitte). Die verkürzte Inkubationszeiten für die Bildung des blauen Formazan Endprodukt während der SDH Inkubation erlaubt, irreführend was auf das Vorhandensein von Zellen mit COX Mängel. Eindecken der Objektträger während der COX Inkubation führte auch zu ungenau Bildung und Ablagerung des DAB reagierenIonenprodukt (rechts). <img alt="Abbildung 5" src="/files/ftp_upload/3266/3266fig5.jpg" /> Abbildung 5. Ich ndividuelle COX-und SDH-Kennzeichnung und Spezifität zu steuern. Hirnschnitten von Wildtyp-Mäusen wurden getrennt für die COX-und SDH-Aktivitäten, durch die dunkelbraune Farbe und die blaue Farbe, bzw. (links und Mitte) gekennzeichnet sind. Obwohl COX-und SDH-Aktivitäten individuell beschriftet werden können, hat die sequenzielle Kennzeichnung erwies sich bei der Suche nach Zellen mit mitochondriale Dysfunktion vorteilhaft. Ein Beispiel für eine Spezifität Steuerung für COX-und SDH-Aktivitäten im Gehirn von einem Wildtyp-Mäusen zeigte keine Kennzeichnung (rechts). (Maßstab:. 200 um)

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	<li>Larsson, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Somatic+mitochondrial+DNA+mutations+in+mammalian+aging.">Somatic mitochondrial DNA mutations in mammalian aging.</a> Annu. Rev. Biochem. 79, 683-706 (2010).</li><li>Cottrell, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+mitochondrial+DNA+mutations+in+disease+and+aging.">Role of mitochondrial DNA mutations in disease and aging.</a> Ann. NY Acad. Sci. 908, 199-207 (2000).</li><li>Harman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biologic+clock:+the+mitochondria.">The biologic clock: the mitochondria.</a> J. Am. Geriatr. Soc. 20, 145-147 (1972).</li><li>Wallace, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+genetics+-+a+paradigm+for+aging+and+degenerative+diseases.">Mitochondrial genetics - a paradigm for aging and degenerative diseases.</a> Science. 256, 628-632 (1992).</li><li>Trifunovic, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Premature+ageing+in+mice+expressing+defective+mitochondrial+DNA+polymerase.">Premature ageing in mice expressing defective mitochondrial DNA polymerase.</a> Nature. 429, 417-423 (2004).</li><li>Ameur, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-deep+sequencing+of+mouse+mitochondrial+DNA:+mutational+patterns+and+their+origins.">Ultra-deep sequencing of mouse mitochondrial DNA: mutational patterns and their origins.</a> PLoS Genet. 7, e1002028-e1002028 (2011).</li><li>Safdar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endurance+exercise+rescues+progeroid+aging+and+induces+systemic+mitochondrial+rejuvenation+in+mtDNA+mutator+mice.">Endurance exercise rescues progeroid aging and induces systemic mitochondrial rejuvenation in mtDNA mutator mice.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 108, 4135-4140 (2011).</li><li>DiMauro, S., Bonilla, E., Zeviani, M., Nakagawa, M., DeVivo, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+myopathies.">Mitochondrial myopathies.</a> Ann. Neurol. 17, 521-538 (1985).</li><li>Old, S. L., Johnson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+of+microphotometric+assay+of+succinate+dehydrogenase+and+cytochrome+c+oxidase+activities+for+use+on+human+skeletal+muscle.">Methods of microphotometric assay of succinate dehydrogenase and cytochrome c oxidase activities for use on human skeletal muscle.</a> Histochem. J. 21, 545-555 (1989).</li><li>Chaturvedi, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+PGC-1alpha+function+in+muscle+in+Huntington's+disease.">Impaired PGC-1alpha function in muscle in Huntington's disease.</a> Hum. Mol. Genet. 18, 3048-3065 (2009).</li><li>Edgar, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Random+point+mutations+with+major+effects+on+protein-coding+genes+are+the+driving+force+behind+premature+aging+in+mtDNA+mutator+mice.">Random point mutations with major effects on protein-coding genes are the driving force behind premature aging in mtDNA mutator mice.</a> Cell. Metab. 10, 131-138 (2009).</li><li>Ross, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+brain+lactate+is+a+hallmark+of+aging+and+caused+by+a+shift+in+the+lactate+dehydrogenase+A/B+ratio.">High brain lactate is a hallmark of aging and caused by a shift in the lactate dehydrogenase A/B ratio.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107, 20087-20092 (2010).</li><li>Crugnola, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+respiratory+chain+dysfunction+in+muscle+from+patients+with+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Mitochondrial respiratory chain dysfunction in muscle from patients with amyotrophic lateral sclerosis.</a> Arch. Neurol. 67, 849-854 (2010).</li><li>Nonaka, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+pathology+in+cytochrome+c+oxidase+deficiency.">Muscle pathology in cytochrome c oxidase deficiency.</a> Acta. Neuropathol. 77, 152-160 (1988).</li><li>DiMauro, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+encephalomyopathies.">Mitochondrial encephalomyopathies.</a> Neurol. Clin. 8, 483-506 (1990).</li><li>Bonilla, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+morphological+approaches+to+the+study+of+mitochondrial+encephalomyopathies.">New morphological approaches to the study of mitochondrial encephalomyopathies.</a> Brain. Pathol. 2, 113-119 (1992).</li><li>Brierley, E. J., Johnson, M. A., Lightowlers, R. N., James, O. F., Turnbull, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+mitochondrial+DNA+mutations+in+human+aging:+implications+for+the+central+nervous+system+and+muscle.">Role of mitochondrial DNA mutations in human aging: implications for the central nervous system and muscle.</a> Ann. Neurol. 43, 217-223 (1998).</li><li>Borthwick, G. M., Johnson, M. A., Ince, P. G., Shaw, P. J., Turnbull, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+enzyme+activity+in+amyotrophic+lateral+sclerosis:+implications+for+the+role+of+mitochondria+in+neuronal+cell+death.">Mitochondrial enzyme activity in amyotrophic lateral sclerosis: implications for the role of mitochondria in neuronal cell death.</a> Ann. Neurol. 46, 787-790 (1999).</li><li>Gellerich, F. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+respiratory+rates+and+activities+of+respiratory+chain+complexes+correlate+linearly+with+heteroplasmy+of+deleted+mtDNA+without+threshold+and+independently+of+deletion+size.">Mitochondrial respiratory rates and activities of respiratory chain complexes correlate linearly with heteroplasmy of deleted mtDNA without threshold and independently of deletion size.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1556, 41-52 (2002).</li><li>Larsson, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+transcription+factor+A+is+necessary+for+mtDNA+maintenance+and+embryogenesis+in+mice.">Mitochondrial transcription factor A is necessary for mtDNA maintenance and embryogenesis in mice.</a> Nat. Genet. 18, 231-236 (1998).</li><li>Ekstrand, M. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progressive+parkinsonism+in+mice+with+respiratory-chain-deficient+dopamine+neurons.">Progressive parkinsonism in mice with respiratory-chain-deficient dopamine neurons.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104, 1325-1330 (2007).</li><li>Seligman, A. M., Karnovsky, M. J., Wasserkrug, H. L., Hanker, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nondroplet+ultrastructural+demonstration+of+cytochrome+oxidase+activity+with+a+polymerizing+osmiophilic+reagent,+diaminobenzidine+(DAB).">Nondroplet ultrastructural demonstration of cytochrome oxidase activity with a polymerizing osmiophilic reagent, diaminobenzidine (DAB).</a> J. Cell. Biol. 38, 1-14 (1968).</li><li>Dubowitz, V., Brooke, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+Biopsy:+A+Modern+Approach.">Muscle Biopsy: A Modern Approach.</a> , (1973).</li><li>Cottrell, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytochrome+c+oxidase+deficient+cells+accumulate+in+the+hippocampus+and+choroid+plexus+with+age.">Cytochrome c oxidase deficient cells accumulate in the hippocampus and choroid plexus with age.</a> Neurobiol. Aging. 22, 265-272 (2001).</li><li>Blanco, C. E., Sieck, G. C., Edgerton, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+histochemical+determination+of+succinic+dehydrogenase+activity+in+skeletal+muscle+fibres.">Quantitative histochemical determination of succinic dehydrogenase activity in skeletal muscle fibres.</a> Histochem. J. 20, 230-243 (1988).</li><li>Moraes, C. T., Ricci, E., Bonilla, E., DiMauro, S., Schon, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mitochondrial+tRNA(Leu(UUR))+mutation+in+mitochondrial+encephalomyopathy,+lactic+acidosis,+and+strokelike+episodes+(MELAS):+genetic,+biochemical,+and+morphological+correlations+in+skeletal+muscle.">The mitochondrial tRNA(Leu(UUR)) mutation in mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis, and strokelike episodes (MELAS): genetic, biochemical, and morphological correlations in skeletal muscle.</a> Am. J. Hum. Genet. 50, 934-949 (1992).</li><li>Petruzzella, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extremely+high+levels+of+mutant+mtDNAs+co-localize+with+cytochrome+c+oxidase-negative+ragged-red+fibers+in+patients+harboring+a+point+mutation+at+nt+3243.">Extremely high levels of mutant mtDNAs co-localize with cytochrome c oxidase-negative ragged-red fibers in patients harboring a point mutation at nt 3243.</a> Hum. Mol. Genet. 3, 449-454 (1994).</li><li>Tulinius, M. H., Holme, E., Kristiansson, B., Larsson, N. G., Oldfors, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+encephalomyopathies+in+childhood.+I.+Biochemical+and+morphologic+investigations.">Mitochondrial encephalomyopathies in childhood. I. Biochemical and morphologic investigations.</a> J. Pediatr. 119, 242-250 (1991).</li><li>Haas, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+in-depth+evaluation+of+suspected+mitochondrial+disease.">The in-depth evaluation of suspected mitochondrial disease.</a> Mol. Genet. Metab. 94, 16-37 (2008).</li></ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Die kombinierte COX / SDH histochemische Methode ermöglicht die Visualisierung von Zellen mit mitochondriale Dysfunktion. Diese Technik, die mit früheren Studien aus dem Jahr 1968, nach wie vor beliebt, mit vielen bedenkt es den &quot;Goldstandard&quot; zur Erkennung mitochondrialer Erkrankungen bei Patienten, 14,19,26,27. Es ist jetzt häufig verwendet, um mtDNA-Mutation-driven Altern und altersbedingte Erkrankungen 12,13,18,20,21,24 untersuchen. Die COX / SDH Doppel-Kennzeichnung wird häufig p...

<table border="1"><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare (optional) </td></tr><tr><td> Dry Ice </td><td> AGA Gas AB </td><td> Blockform </td><td></td></tr><tr><td> Isopentan (2-Methyl-butan) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 277258 CAS: 78-78-4 </td><td></td></tr><tr><td> Cyrostat Einbettung Lösung </td><td> Sakura Finetek </td><td> Tissue Tek 4583 </td><td></td></tr><tr><td> Kryostat </td><td> Microm </td><td> Microm Modell HM 500M </td><td></td></tr><tr><td> Slides </td><td> Thermo Scientific </td><td> Super Frost Plus- Menzel Gläser J1800AMWZ </td><td></td></tr><tr><td> Deckgläser Borosilikatglas </td><td> VWR International </td><td> 16004-098 </td><td> 24 x 50 mm </td></tr><tr><td> Filter Paper </td><td> Munktell Filter AB </td><td> Qualität: 1350 ArtikelAnzahl: 242 001 </td><td> 430 x 430 mm </td></tr><tr><td> 3,3 &#39;-Diaminobenzidintetrahydrochlorid (DAB) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> Sigma flüssiges Substrat System, D7304 </td><td></td></tr><tr><td> Cytochrom c (Typ III, von Pferden Herz) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> C2506 CAS: 9007-43-6 </td><td></td></tr><tr><td> Bovine Katalase (aus Leber) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> C9322 CAS: 9001-05-2 </td><td></td></tr><tr><td> Nitroblautetrazolium (NBT) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> N6876 CAS: 298-83-9 </td><td></td></tr><tr><td> Natriumsuccinat </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S2378 CAS: 6106-21-4 </td><td></td></tr><tr><td> Phenazinmethosulfat (PMS) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P9625 CAS: 299-11-6 </td><td> PMS ist lichtempfindlich. Schild aus Licht. </td></tr><tr><td> Natriumazid </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S8032 CAS: 26628-22-8 </td><td></td></tr><tr&gt; <td> Xylol </td><td> VWR International </td><td> EM-XX0060-4 </td><td></td></tr><tr><td> Entellan </td><td> VWR International </td><td> 100503-870 </td><td></td></tr><tr><td> Malonat (Malonsäure) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M1296 CAS: 141-82-2 </td><td></td></tr></table>

visualization of mitochondrial respiratory function using cytochrome c oxidase / succinate dehydrogenase (cox/sdh) double-labeling histochemistry

Mitochondriale DNA (mtDNA) Mängel sind eine wichtige Ursache von Krankheit und kann zugrunde liegen, Alterung und altersbedingte Veränderungen 1,2. Die mitochondrialen Theorie des Alterns legt eine Rolle für die Mutationen der mtDNA, die Bioenergetik Homöostase und zelluläre Funktion zu ändern, in dem Alterungsprozess 3 können. Eine Fülle von Beweisen zur Stützung dieser Theorie 1,4, ein Beispiel ist die mtDNA Mutator Maus 5 zusammengestellt worden, jedoch ist die genaue Rolle von mtDNA Schaden in alternden nicht ganz verstanden 6,7. Die Beobachtung der Tätigkeit der Atemwege Enzyme ist ein einfacher Ansatz für die Untersuchung mitochondriale Dysfunktion. Komplex IV, oder Cytochrom c Oxidase (COX), ist essentiell für die Funktion der Mitochondrien. Die katalytischen Untereinheiten der COX durch mtDNA codiert und sind für die Montage der Anlage (Abbildung 1) von wesentlicher Bedeutung. So sind richtige Synthese und Funktion weitgehend auf mtDNA Integrität 2.Obwohl auch andere respiratorische Komplexe untersucht werden konnte, sind Komplexe IV und II die meisten zugänglich histochemische Untersuchung 8,9. Complex II oder Succinat-Dehydrogenase (SDH), ist vollständig von Kern-DNA (Abbildung 1) kodiert, und seine Aktivität ist in der Regel nicht durch eine Störung der mtDNA betroffen, obwohl ein Anstieg mitochondrialen Biogenese 10-12 hindeuten könnten. Die gestörte mtDNA beobachtet in der mitochondrialen Krankheiten, Alterung und altersbedingter Krankheiten führt oft auf die Anwesenheit von Zellen mit geringer oder fehlender COX-Aktivität 2,12-14. Obwohl COX-und SDH-Aktivitäten einzeln untersucht werden können, hat die sequentielle Doppel-Kennzeichnung Methode 15,16 erwies sich bei der Suche nach Zellen mit mitochondriale Dysfunktion 12,17-21 vorteilhaft. Viele der optimalen Verfassung des Assays ermittelt worden sind, wie Substratkonzentration, Elektronen-Akzeptoren / Geber-, Zwischen-Elektronen-Carrier, Einfluss von pH-Wert, und die Reaktion time 9,22,23. 3,3 &#39;-Diaminobenzidin (DAB) ist eine effektive und zuverlässige Elektronendonator 22. In Zellen mit funktionierendem COX, wird die braune Indamin Polymerprodukt in der mitochondrialen Cristae lokalisieren und zu sättigen Zellen 22. Diejenigen Zellen, die mit dysfunktionalen COX wird daher nicht von der DAB Produkt gesättigt sein, so dass für die Visualisierung von SDH-Aktivität durch Reduktion von Nitroblautetrazolium (NBT), einen Elektronenakzeptor, zu einem blauen Formazan Endprodukt 9,24. Cytochrom c und Natriumsuccinat Substrate werden hinzugefügt, um endogene Werte zwischen Steuerung und kranken / mutierten Gewebe 9 normalisieren. Katalase ist als Vorsichtsmaßnahme, um mögliche Verunreinigung Reaktionen von Peroxidaseaktivität 9,22 vermeiden aufgenommen. Phenazinmethosulfat (PMS), einem Zwischenprodukt Elektronen-Carrier, wird in Verbindung mit Natriumazid, eine Atmungskette Inhibitor, der zur Bildung des endgültigen Reaktionsprodukte 9,25 zu erhöhen. Trotz dieser KenntnisATION, einige wichtige Details, die die Folge dieser schicklich einfache Test, zusätzlich zur Spezifität Kontrollen und Fortschritte in der Technik, noch nicht vorgestellt worden.

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Visualization of Mitochondrial Respiratory Function using Cytochrome C Oxidase / Succinate Dehydrogenase COX/SDH Double-labeling Histochemistry

Die Cytochrom-c-Oxidase / Natrium-Dehydrogenase (COX / SDH) Doppel-Kennzeichnung Methode erlaubt die direkte Visualisierung der mitochondrialen Atmungskette Enzymmangel in frisch-gefrorenen Gewebeschnitten. Dies ist eine einfache histochemische Technik und ist nützlich bei der Untersuchung mitochondrialer Krankheiten, Alterung und altersbedingte Erkrankungen.

Visualisierung der mitochondrialen Atmungskette Funktion mit Cytochrom C Oxidase / Succinat-Dehydrogenase (COX / SDH) Double-Kennzeichnung Histochemie

Mitochondrial DNA (mtDNA) defects are an important cause of disease and may underlie aging and aging-related alterations 1,2. The mitochondrial theory of ...

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Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Biology

Visualization of Mitochondrial Respiratory Function using Cytochrome C Oxidase / Succinate Dehydrogenase (COX/SDH) Double-labeling Histochemistry

36.6K Aufrufe.  Karolinska Institutet. Die Cytochrom-c-Oxidase / Natrium-Dehydrogenase (COX / SDH) Doppel-Kennzeichnung Methode erlaubt die direkte Visualisierung der mitochondrialen Atmungskette Enzymmangel in frisch-gefrorenen Gewebeschnitten. Dies ist eine einfache histochemische Technik und ist nützlich bei der Untersuchung mitochondrialer Krankheiten, Alterung und altersbedingte Erkrankungen.

Serie: Visualization of Mitochondrial Respiratory Function using Cytochrome C Oxidase / Succinate Dehydrogenase COX/SDH Double-labeling Histochemistry

Using Isolated Mitochondria from Minimal Quantities of Mouse Skeletal Muscle for High throughput Microplate Respiratory Measurements

Skeletal muscle mitochondria play a specific role in many disease pathologies. As such, the measurement of oxygen consumption as an indicator of mitochondrial function in this tissue has become more prevalent. Although many technologies and assays exist that measure mitochondrial respiratory pathways in a variety of cells, tissue and species, there is currently a void in the literature in regards to the compilation of these assays using isolated mitochondria from mouse skeletal muscle for use in microplate based technologies. Importantly, the use of microplate based respirometric assays is growing among mitochondrial biologists as it allows for high throughput measurements using minimal quantities of isolated mitochondria. Therefore, a collection of microplate based respirometric assays were developed that are able to assess mechanistic changes/adaptations in oxygen consumption in a commonly used animal model. The methods presented herein provide step-by-step instructions to perform these assays with an optimal amount of mitochondrial protein and reagents, and high precision as evidenced by the minimal variance across the dynamic range of each assay.

The methods presented provide step-by-step instructions for the performance of a collection of microplate based respirometric assays using isolated mitochondria from minimal quantities of mouse skeletal muscle. These assays are able to measure mechanistic changes/adaptations in mitochondrial oxygen consumption in a commonly used animal model.

Verwendung von isolierten Mitochondrien aus minimalen Mengen an Maus-Skelettmuskel für die Hochdurchsatz-Mikroplatten-Atemmessungen

Skeletal muscle mitochondria play a specific role in many disease pathologies. As such, the measurement of oxygen consumption as an indicator of ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Analytical Determination of Mitochondrial Function of Excised Solid Tumor Homogenates

Mitochondria are essential to the onset and progression of cancer through energy production, reactive oxygen species regulation, and macromolecule synthesis. Genetic and functional adaptations of mitochondria to the tumor environment drive proliferative and metastatic potential. The advent of DNA and RNA sequencing removed critical barriers to the evaluation of genetic mediators of tumorigenesis. However, to date, methodological approaches to evaluate tumor mitochondrial function remain elusive and require technical proficiency limiting the feasibility, ultimately diminishing diagnostic and prognostic value in both experimental and clinical settings. Here, we&#160;outline a simple and rapid method to quantify rates of oxidative phosphorylation (OXPHOS) and electron transfer (ET) capacity in freshly excised solid tumor homogenates using high-resolution respirometry. The protocol can be reproducibly applied across species and tumor types as well as adapted to evaluate a diversity of mitochondrial ET pathways. Using this protocol, we demonstrate that mice bearing a luminal B mammary cancer exhibit defective nicotinamide adenine dinucleotide-linked respiration and reliance on succinate to generate adenosine triphosphate via OXPHOS.

We developed a practical protocol and analytical approach to evaluate mitochondrial oxidative phosphorylation and electron transfer capacity in fresh tumor homogenates. This protocol can be easily adapted to survey various mitochondrial functions that contribute to cancer initiation, progression, and treatment response.

Analytische Bestimmung der mitochondrialen Funktion von exzidierten soliden Tumorhomogenaten

Mitochondria are essential to the onset and progression of cancer through energy production, reactive oxygen species regulation, and macromolecule ...

Krebsforschung

Assessing Mitochondrial Function in Sciatic Nerve by High-Resolution Respirometry

Mitochondrial dysfunction in peripheral nerves accompanies several diseases associated with peripheral neuropathy, which can be triggered by multiple causes, including autoimmune diseases, diabetes, infections, inherited disorders, and tumors. Assessing mitochondrial function in mouse peripheral nerves can be challenging due to the small sample size, a limited number of mitochondria present in the tissue, and the presence of a myelin sheath. The technique described in this work minimizes these challenges by using a unique permeabilization protocol adapted from one used for muscle fibers, to assess sciatic nerve mitochondrial function instead of isolating the mitochondria from the tissue. By measuring fluorimetric reactive species production with Amplex Red/Peroxidase and comparing different mitochondrial substrates and inhibitors in saponin-permeabilized nerves, it was possible to detect mitochondrial respiratory states, reactive oxygen species (ROS), and the activity of mitochondrial complexes simultaneously. Therefore, the method presented here offers advantages compared to the assessment of mitochondrial function by other techniques.

High-resolution respirometry coupled to fluorescence sensors determines mitochondrial oxygen consumption and reactive oxygen species (ROS) generation. The present protocol describes a technique to assess mitochondrial respiratory rates and ROS production in the permeabilized sciatic nerve.

Beurteilung der mitochondrialen Funktion im Ischiasnerv durch hochauflösende Respirometrie

Mitochondrial dysfunction in peripheral nerves accompanies several diseases associated with peripheral neuropathy, which can be triggered by multiple ...

Biochemie

Preparation and Respirometric Assessment of Mitochondria Isolated from Skeletal Muscle Tissue Obtained by Percutaneous Needle Biopsy

Respirometric profiling of isolated mitochondria is commonly used to investigate electron transport chain function. We describe a method for obtaining samples of human Vastus lateralis, isolating mitochondria from minimal amounts of skeletal muscle tissue, and plate based respirometric profiling using an extracellular flux (XF) analyzer. Comparison of respirometric profiles obtained using 1.0, 2.5 and 5.0 &#956;g of mitochondria indicate that 1.0 &#956;g is sufficient to measure respiration and that 5.0 &#956;g provides most consistent results based on comparison of standard errors. Western blot analysis of isolated mitochondria for mitochondrial marker COX IV and non-mitochondrial tissue marker GAPDH indicate that there is limited non-mitochondrial contamination using this protocol. The ability to study mitochondrial respirometry in as little as 20 mg of muscle tissue allows users to utilize individual biopsies for multiple study endpoints in clinical research projects.

Methods for biopsy of Vastus lateralis, preparation of purified mitochondria, and respirometric profiling are described. The use of small muscle volume makes this technique suitable for clinical research applications.

Vorbereitung und Respirometrische Bewertung der Mitochondrien isoliert aus dem Skelettmuskelgewebe durch perkutane Nadelbiopsie Erhalten

Respirometric profiling of isolated mitochondria is commonly used to investigate electron transport chain function. We describe a method for obtaining ...

Medizin

Stabile Isotopenverfolgung und LC-MS-Analyse zur Messung von DHODH- und SDH-Aktivitäten

Oxygen-Independent Assays to Measure Mitochondrial Function in Mammals

The flow of electrons in the mitochondrial electron transport chain (ETC) supports multifaceted biosynthetic, bioenergetic, and signaling functions in mammalian cells. As oxygen (O2) is the most ubiquitous terminal electron acceptor for the mammalian ETC, the O2 consumption rate is frequently used as a proxy for mitochondrial function. However, emerging research demonstrates that this parameter is not always indicative of mitochondrial function, as fumarate can be employed as an alternative electron acceptor to sustain mitochondrial functions in hypoxia. This article compiles a series of protocols that allow researchers to measure mitochondrial function independently of the O2 consumption rate. These assays are particularly useful when studying mitochondrial function in hypoxic environments. Specifically, we describe methods to measure mitochondrial ATP production, de novo pyrimidine biosynthesis, NADH oxidation by complex I, and superoxide production. In combination with classical respirometry experiments, these orthogonal and economical assays will provide researchers with a more comprehensive assessment of mitochondrial function in their system of interest.

Autor im Rampenlicht: Sauerstoffunabhängige Assays zur Messung der mitochondrialen Funktion bei Säugetieren  

Here, we present a compilation of assays to directly measure mitochondrial function in mammalian cells independently of their ability to consume molecular oxygen.

Sauerstoffunabhängige Assays zur Messung der mitochondrialen Funktion bei Säugetieren

The flow of electrons in the mitochondrial electron transport chain (ETC) supports multifaceted biosynthetic, bioenergetic, and signaling functions in ...

Multi-parameter Measurement of the Permeability Transition Pore Opening in Isolated Mouse Heart Mitochondria

The mitochondrial permeability transition pore (mtPTP) is a non specific channel that forms in the inner mitochondrial membrane to transport solutes with a molecular mass smaller than 1.5 kDa. Although the definitive molecular identity of the pore is still under debate, proteins such as cyclophilin D, VDAC and ANT contribute to mtPTP formation. While the involvement of mtPTP opening in cell death is well established1, accumulating evidence indicates that the mtPTP serves a physiologic role during mitochondrial Ca2+ homeostasis2, bioenergetics and redox signaling 3.
mtPTP opening is triggered by matrix Ca2+ but its activity can be modulated by several other factors such as oxidative stress, adenine nucleotide depletion, high concentrations of Pi, mitochondrial membrane depolarization or uncoupling, and long chain fatty acids4. In vitro, mtPTP opening can be achieved by increasing Ca2+ concentration inside the mitochondrial matrix through exogenous additions of Ca2+ (calcium retention capacity). When Ca2+ levels inside mitochondria reach a certain threshold, the mtPTP opens and facilitates Ca2+ release, dissipation of the proton motive force, membrane potential collapse and an increase in mitochondrial matrix volume (swelling) that ultimately leads to the rupture of the outer mitochondrial membrane and irreversible loss of organelle function.
Here we describe a fluorometric assay that allows for a comprehensive characterization of mtPTP opening in isolated mouse heart mitochondria. The assay involves the simultaneous measurement of 3 mitochondrial parameters that are altered when mtPTP opening occurs: mitochondrial Ca2+ handling (uptake and release, as measured by Ca2+ concentration in the assay medium), mitochondrial membrane potential, and mitochondrial volume. The dyes employed for Ca2+ measurement in the assay medium and mitochondrial membrane potential are Fura FF, a membrane impermeant, ratiometric indicator which undergoes a shift in the excitation wavelength in the presence of Ca2+, and JC-1, a cationic, ratiometric indicator which forms green monomers or red aggregates at low and high membrane potential, respectively. Changes in mitochondrial volume are measured by recording light scattering by the mitochondrial suspension. Since high-quality, functional mitochondria are required for the mtPTP opening assay, we also describe the steps necessary to obtain intact, highly coupled and functional isolated heart mitochondria.

A spectrofluorometric protocol for the measurement of the mitochondrial permeability transition pore opening in isolated mouse heart mitochondria is presented here. The assay involves the simultaneous measurement of mitochondria Ca2+ handling, mitochondrial membrane potential and mitochondrial volume. The procedure for obtaining high-quality and functional heart mitochondria is also described.

Multi-Parameter-Messung der Durchlässigkeit Transition Pore Opening in isolierten Maus-Mitochondrien

The mitochondrial permeability transition pore (mtPTP) is a non specific channel that forms in the inner mitochondrial membrane to transport solutes with ...

Biologie

Confocal Imaging of Single Mitochondrial Superoxide Flashes in Intact Heart or In Vivo

Mitochondrion is a critical intracellular organelle responsible for energy production and intracellular signaling in eukaryotic systems. Mitochondrial dysfunction often accompanies and contributes to human disease. Majority of the approaches that have been developed to evaluate mitochondrial function and dysfunction are based on in vitro or ex vivo measurements. Results from these experiments have limited ability in determining mitochondrial function in vivo. Here, we describe a novel approach that utilizes confocal scanning microscopy for the imaging of intact tissues in live aminals, which allows the evaluation of single mitochondrial function in a real-time manner in vivo. First, we generate transgenic mice expressing the mitochondrial targeted superoxide indicator, circularly permuted yellow fluorescent protein (mt-cpYFP). Anesthetized mt-cpYFP mouse is fixed on a custom-made stage adaptor and time-lapse images are taken from the exposed skeletal muscles of the hindlimb. The mouse is subsequently sacrificed and the heart is set up for Langendorff perfusion with physiological solutions at 37 &deg;C. The perfused heart is positioned in a special chamber on the confocal microscope stage and gentle pressure is applied to immobilize the heart and suppress heart beat induced motion artifact. Superoxide flashes are detected by real-time 2D confocal imaging at a frequency of one frame per second. The perfusion solution can be modified to contain different respiration substrates or other fluorescent indicators. The perfusion can also be adjusted to produce disease models such as ischemia and reperfusion. This technique is a unique approach for determining the function of single mitochondrion in intact tissues and in vivo.

Confocal Imaging of Single Mitochondrial Superoxide Flashes in Intact Heart or In Vivo

Confocal scanning microscopy is applied for imaging single mitochondrial events in perfused heart or skeletal muscles in live animal. Real-time monitoring of single mitochondrial processes such as superoxide flashes and membrane potential fluctuations enables the evaluation of mitochondrial function in a physiologically relevant context and during pathological perturbations.

Die konfokale Bildgebung von Einzel Mitochondrial Super Blinkt Intact Herz oder<em&gt; In Vivo</em

Mitochondrion is a critical intracellular organelle responsible for energy production and intracellular signaling in eukaryotic systems. Mitochondrial ...

Immunodetection of Outer Membrane Proteins by Flow Cytometry of Isolated Mitochondria

Methods to detect and monitor mitochondrial outer membrane protein components in animal tissues are vital to study mitochondrial physiology and pathophysiology. This protocol describes a technique where mitochondria isolated from rodent tissue are immunolabeled and analyzed by flow cytometry. Mitochondria are isolated from rodent spinal cords and subjected to a rapid enrichment step so as to remove myelin, a major contaminant of mitochondrial fractions prepared from nervous tissue. Isolated mitochondria are then labeled with an antibody of choice and a fluorescently conjugated secondary antibody. Analysis by flow cytometry verifies the relative purity of mitochondrial preparations by staining with a mitochondrial specific dye, followed by detection and quantification of immunolabeled protein. This technique is rapid, quantifiable and high-throughput, allowing for the analysis of hundreds of thousands of mitochondria per sample. It is applicable to assess novel proteins at the mitochondrial surface under normal physiological conditions as well as the proteins that may become mislocalized to this organelle during pathology. Importantly, this method can be coupled to fluorescent indicator dyes to report on certain activities of mitochondrial subpopulations and is feasible for mitochondria from the central nervous system (brain and spinal cord) as well as liver.

Described here is a method to detect and quantify mitochondrial outer membrane proteins by immunolabeling of mitochondria isolated from rodent tissue and analysis by flow cytometry. This method can be extended to assess functional aspects of mitochondrial subpopulations.

Visualisierung der mitochondrialen Atmungskette Funktion mit Cytochrom C Oxidase / Succinat-Dehydrogenase (COX / SDH) Double-Kennzeichnung Histochemie

Zusammenfassung

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Verwendung von isolierten Mitochondrien aus minimalen Mengen an Maus-Skelettmuskel für die Hochdurchsatz-Mikroplatten-Atemmessungen

Analytische Bestimmung der mitochondrialen Funktion von exzidierten soliden Tumorhomogenaten

Beurteilung der mitochondrialen Funktion im Ischiasnerv durch hochauflösende Respirometrie

Vorbereitung und Respirometrische Bewertung der Mitochondrien isoliert aus dem Skelettmuskelgewebe durch perkutane Nadelbiopsie Erhalten

Sauerstoffunabhängige Assays zur Messung der mitochondrialen Funktion bei Säugetieren

Sauerstoffunabhängige Assays zur Messung der mitochondrialen Funktion bei Säugetieren

Sauerstoffunabhängige Assays zur Messung der mitochondrialen Funktion bei Säugetieren

Multi-Parameter-Messung der Durchlässigkeit Transition Pore Opening in isolierten Maus-Mitochondrien

Die konfokale Bildgebung von Einzel Mitochondrial Super Blinkt Intact Herz oder

Immundetektion von Außenmembranproteinen mittels Durchflusszytometrie von isolierten Mitochondrien