Оценка возможности одновременного исследования гликолиза и окислительного фосфорилирования с использованием тест-наборов Seahorse XF

Обложка
  • Авторы: Пономарева В.Н.1,2, Власова В.В.1,2
  • Учреждения:
    1. Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук
    2. ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
  • Выпуск: Том 28, № 3 (2025)
  • Страницы: 573-578
  • Раздел: КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
  • URL: https://journal-vniispk.ru/1028-7221/article/view/319903
  • DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-17152-AFO
  • ID: 319903

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Метаболизм играет ключевую роль в поддержании пролиферации и функций иммунных клеток. Множество ферментативных реакций, главными из которых являются гликолиз и окислительное фосфорилирование, позволяет клеткам производить энергию, а также необходимые компоненты для синтеза белков, липидов и нуклеотидов. Современным подходом в изучении процессов, связанных с метаболизмом клетки, является использование анализатора Seahorse XF, который в реальном времени измеряет уровень внеклеточного закисления и потребления кислорода. Это позволяет получить точную информацию о динамике гликолиза и окислительного фосфорилирования в исследуемых клетках. Для оценки этих параметров применяются тест-наборы Glycolytic Rate Assay Kit и Cell Mito Stress Test Kit, часть компонентов которых идентична. Тем не менее возможность одновременного использования компонентов этих тестов для исследования нескольких метаболических путей не предусмотрена, что приводит к увеличению трудоемкости и стоимости комплексных исследований, а также к повышенным требованиям к количеству биоматериала и риску ошибок при обработке данных. Цель работы – оценка возможности одновременного исследования гликолиза и окислительного фосфорилирования с использованием тест-наборов Seahorse XF. Были использованы три варианта тестов: 1) Glycolytic Rate Assay; 2) Cell Mito Stress Test; 3) комбинированный тест, подразумевающий последовательное внесение растворов ингибиторов из оригинальных тестов. Показано, что объединение тестов не влияет на фиксируемые на базальном уровне показатели гликолиза и окислительного фосфорилирования. Другие параметры, такие как максимальная скорость гликолиза и окислительного фосфорилирования, компенсаторный гликолиз и резервная дыхательная емкость митохондрий, в совместном исследовании также были сопоставимы со значениями отдельных тестов. Таким образом, совместное применение компонентов тест-наборов Glycolytic Rate Assay Kit и Cell Mito Stress Test Kit дает возможность одновременно изучать широкий диапазон метаболических показателей иммунных клеток, от базальных значений гликолитической и дыхательной активности до максимальных показателей и резервной емкости гликолиза и окислительного фосфорилирования. Это не приводит к потере качества получаемого результата, однако уменьшает количество необходимого биологического материала и погрешность при его обработке. Использование комбинированного подхода создаст возможность для глубокого изучения метаболических аспектов, связанных с активацией и пролиферацией как иммунных, так и опухолевых клеток.

Об авторах

Валерия Николаевна Пономарева

Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук; ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: ponomarievaVN@yandex.ru

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии; лаборант кафедры микробиологии и иммунологии

Россия, г. Пермь; г. Пермь

В. В. Власова

Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук; ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Email: ponomarievaVN@yandex.ru

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии; инженер кафедры микробиологии и иммунологии

Россия, г. Пермь; г. Пермь

Список литературы

  1. Радыгина Т.В., Петричук С.В., Курбатова О.В., Купцова Д.Г., Потапов А.С. Определение ферментов гликолиза и окислительного фосфорилирования в лимфоцитах у пациентов с иммунозависимыми заболеваниями. Аллергология и иммунология в педиатрии, 2023. № 2. С. 54-56. [Radygina T.V., Petrichuk S.V., Kurbatova O.V., Kuptsova D.G., Potapov A.S. Determination of enzymes of glycolysis and oxidative phosphorylation in lymphocytes in patients with immuno-dependent diseases. Allergologiya i immunologiya v pediatrii = Allergology and Immunology in Paediatrics, 2023, no. 2, pp. 54-56. (In Russ.)]
  2. Benzoni P., Da Dalt L., Elia N., Popolizio V., Cospito A., Giannetti F., Dell'Era P., Olesen M.S., Bucchi A., Baruscotti M., Norata G.D., Barbuti A. PITX2 gain-of-function mutation associated with atrial fibrillation alters mitochondrial activity in human iPSC atrial-like cardiomyocytes. Front. Physiol., 2023, Vol. 14, 1250951. doi: 10.3389/fphys.2023.1250951.
  3. Buck M.D., Sowell R.T., Kaech S.M., Pearce E.L. Metabolic instruction of immunity. Cell, 2017, Vol. 169, no. 4, pp. 570-586.
  4. Childers G., Harry G.J. Mitochondrial stress assay and glycolytic rate assay in microglia using agilent seahorse extracellular flux analyzers. In: Llorens J., Barenys M. (eds.). Experimental Neurotoxicology Methods. Neuromethods, Vol. 172. New York: Humana New York, 2021, pp. 305-324.
  5. Lee H.T., Lin C.S., Pan S.C., Wu T.H., Lee C.S., Chang D.M., Tsai C.-Y., Wei Y.-H. Alterations of oxygen consumption and extracellular acidification rates by glutamine in PBMCs of SLE patients. Mitochondrion, 2019, Vol. 44, pp. 65-74.
  6. Li X., Sun X., Carmeliet P. Hallmarks of endothelial cell metabolism in health and disease. Cell Metab., 2019, Vol. 30, no. 3, pp. 414-433.
  7. Li Z., Graham B.H. Measurement of mitochondrial oxygen consumption using a Clark electrode. Methods Mol. Biol., 2012, Vol. 837, pp. 63-72.
  8. Makowski L., Chaib M., Rathmell J.C. Immunometabolism: From basic mechanisms to translation. Immunol. Rev., 2020, Vol. 295, no. 1, pp. 5-14.
  9. Selig J.I., Ouwens D.M., Raschke S., Thoresen G.H., Fischer J.W., Lichtenberg A., Akhyari P., Barth M. Impact of hyperinsulinemia and hyperglycemia on valvular interstitial cells – A link between aortic heart valve degeneration and type 2 diabetes. Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis., 2019, Vol. 1865, no. 9, pp. 2526-2537.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1. Сравнение параметров гликолиза и окислительного фосфорилирования при проведении оригинальных и комбинированных тестов. Примечание. Указаны средние и стандартные ошибки средних. Достоверность различий между группами устанавливали с использованием t-критерия Уэлча.

Скачать (418KB)

© Пономарева В.Н., Власова В.В., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».