Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации
Saved in:
| Published in: | Проблемы криобиологии |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68558 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации / А.П. Демченко // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 3. — С. 268. — рос., англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859464412150104064 |
|---|---|
| author | Демченко, А.П. |
| author_facet | Демченко, А.П. |
| citation_txt | Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации / А.П. Демченко // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 3. — С. 268. — рос., англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы криобиологии |
| first_indexed | 2025-11-24T05:46:26Z |
| format | Article |
| fulltext |
268
Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации
А.П. ДЕМЧЕНКО
Институт биохимии имени А.В. Палладина НАН Украины, Киев
Changes of Cellular Membranes during Apoptosis and Methods of Their Detection
A.P. DEMCHENKO
Palladin Institute of Biochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, Ukraine
Апоптоз является очень сложным клеточным явле-
нием, участвующим в различных физиологических
и патологических процессах. Апоптоз – это ключевой
фактор, за которім можно вести наблюдение, если живые
организмы или их клетки и ткани подвергаются различ-
ным стрессам, в том числе вызванным низкими темпе-
ратурами. Важным является мониторинг апоптоза c ис-
пользованием неинвазивных методов контроля и визуа-
лизации. Перспективным подходом в этом направлении
является тестирование свойств клеточных мембран, в ко-
торых происходят характерные изменения [Демченко,
2012].
Флуоресценция известна как наиболее чувствитель-
ный и малодеструктивный метод в клеточных исследо-
ваниях. Соответствующие флуоресцентные красители
могут встраиваться в мембрану и давать информацию
об изменениях текучести, полярности, электростати-
ческого потенциала и т.д. [Демченко, Mely и соавт., 2009].
Идея автора о распознавании этих апоптотических изме-
нений привели к новому методу их идентификации.
Молекула исходного красителя 3-гидроксифлавона была
модифицирована таким образом, чтобы спонтанно
включаться в клеточную мембрану, изменяя спектр
флуоресценции [Шинкарь, Климченко и соавт., 2007].
В настоящее время один из этих красителей – F2N12S –
лицензирован и распространяется фирмой «Invitrogen»
(США). Большими преимуществами этого метода яв-
ляются как относительно низкая цена реагентов, так
и возможность изучения апоптоза с использованием
спектроскопии клеточных суспензий, проточной цито-
метрии и конфокальной или двухфотонной микроскопии.
Презентация фосфатидилсерина на внешней оболочке
клеточной мембраны влияет на электростатический
потенциал и гидратацию, а краситель F2N12S обеспечи-
вает прямую идентификацию этих изменений. Данный
подход развивали путем разработки нового зонда на ос-
нове нильского красного (NR12S) с аналогичной F2N12S
функциональностью с эмиссией в длинноволновой
области.
В докладе будет представлен сравнительный анализ
новых и традиционных технологий. В связи с небольшим
размером молекул зонда его связывание занимает нес-
колько минут. Это позволяет наблюдать за развитием
апоптоза на самом раннем этапе. Встраивание зонда
происходит с высокой тропностью ко всем типам клеток
(живые, апоптические или мертвые), что позволяет
идентифицировать эти клетки по шкале сравнения интен-
сивности флуоресценции, анализируя только их отличи-
тельный ратиометрический сигнал при отсутствии
фонового сигнала зонда. Самокалибровка сигнала апоп-
тоза на молекулярном уровне позволяет регистрировать
степень и пространственное распределение апоптоти-
ческих изменений на клеточных плазматических мемб-
ранах. Становится возможным изучение генерации и
распространения сигнала апоптоза на мембранах отдель-
ных клеток. Сочетая в себе высокое пространственно-
временное разрешение, чувствительность и простоту
в использовании, эта методика открыта для дальнейшего
развития.
Apoptosis is a very complex cellular phenomenon
involved in a wide variety of physiological and pathological
processes. It is the key factor that can be monitored when
the living organisms or their cells and tissues are subjected
to different stress conditions, including treatment by low
temperatures. The ability to monitor apoptosis using
noninvasive sensing and imaging techniques are a great
challenge. The promising approach in this direction is testing
the properties of cell membranes demonstrating charac-
teristic changes [Demchenko, 2012].
Fluorescence is known as the most sensitive and low
destructive method in cellular research. The smart designed
fluorescent dyes can incorporate into the membrane and
report on its changes in terms of fluidity, polarity, electro-
static potential, etc. [Demchenko, Mely et al. 2009]. The
author’s idea of recognizing these apoptotic changes has
resulted in a new method of its detection. The parent 3-
hydroxyflavone dye molecule is modified in such a way
that it incorporates spontaneously into cell membrane
providing the change of fluorescence emission color
[Shynkar, Klymchenko et al. 2007]. One of these dyes is
presently known as F2N12S and it is licensed and distributed
by Invitrogen (USA) (Cat. No A35137). The great advan-
tages of this method are both relatively low price of reagents
and the ability to study apoptosis by combine using
spectroscopy of cell suspensions, flow cytometry and
confocal or two-photon microscopy. The phosphatidyl-
serine exposure on the outer leaflet of cell membrane
involves electrostatic potential and hydration, and the
F2N12S dye allows providing direct probing of these
changes. This approach was further extended by developing
a new probe based on Nile Red (NR12S) with analogous to
F2N12S functionalization but which emits fluorescence
strongly shifted to longer wavelengths.
The presentation will provide comparative analysis of
new and traditional technologies. Due to small probe
molecular size, its binding occupies several minutes only.
This allows observing development of apoptosis process
from very early steps. Incorporation of probe occurs with
high affinity to all types of cells (living, apoptotic or dead),
which allows detecting these cells on comparable scale of
fluorescence intensity analyzing only their distinguishing
ratiometric signal with the absence of background probe
signal. Self-calibration of apoptotic signal on molecular scale
allows recording the degree and the spatial distribution of
the apoptotic changes over the cell plasma membranes. The
studying of generation and propagation of apoptotic signal
over the membranes of individual cells becomes possible.
Combining high spatiotemporal resolution, sensitivity, and
ease of use, this methodology is opened for further develop-
ment.
problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №3
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №3
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-68558 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7673 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T05:46:26Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Демченко, А.П. 2014-09-26T15:47:53Z 2014-09-26T15:47:53Z 2012 Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации / А.П. Демченко // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 3. — С. 268. — рос., англ. 0233-7673 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68558 ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии Низкотемпературное и гипотермическое хранение клеток, тканей и органов Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации The Changes of Cellular Membranes during Apoptosis and the Methods of Their Detection Article published earlier |
| spellingShingle | Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации Демченко, А.П. Низкотемпературное и гипотермическое хранение клеток, тканей и органов |
| title | Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации |
| title_alt | The Changes of Cellular Membranes during Apoptosis and the Methods of Their Detection |
| title_full | Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации |
| title_fullStr | Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации |
| title_full_unstemmed | Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации |
| title_short | Изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации |
| title_sort | изменения клеточных мембран при апоптозе и методы их идентификации |
| topic | Низкотемпературное и гипотермическое хранение клеток, тканей и органов |
| topic_facet | Низкотемпературное и гипотермическое хранение клеток, тканей и органов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68558 |
| work_keys_str_mv | AT demčenkoap izmeneniâkletočnyhmembranpriapoptozeimetodyihidentifikacii AT demčenkoap thechangesofcellularmembranesduringapoptosisandthemethodsoftheirdetection |