Extracellular Flux Analysis and 13C Stable-Isotope Tracing Reveals Metabolic Changes in LPS-Stimulated Macrophages

Aplikace | 2020 | Agilent TechnologiesInstrumentace
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Metabolomika, Klinická analýza
Výrobce
Agilent Technologies

Význam tématu


Macrofágy po stimulaci lipopolysacharidem (LPS) přecházejí k glykolytickému metabolismu, což je klíčové pro jejich imunologickou aktivaci. Kombinace fenotypové analýzy extracelulárního toku (OCR, ECAR) a stabilně izotopického trasování umožňuje sledovat metabolické dráhy v reálném čase a odhalit mechanismy buněčné energetiky.

Cíle a přehled studie


Studie demonstruje synergii mezi Agilent Seahorse XF technologií pro měření bioenergetického profilu a 13C trasováním s Agilent LC/Q-TOF pro cílenou analýzu metabolitového toku při stimulaci RAW 264.7 makrofágů LPS po dobu 4 hodin.

Použitá metodika


  • Kultivace RAW 264.7 buněk se směsí 12C/13C glukózy a stimulace LPS (100 ng/mL, 4 h).
  • Extrahování metabolitů pomocí acetonitrilu/methanolu/vody (40:40:20) při –20 °C a centrifugace.
  • Měření OCR a ECAR s pomocí XF Cell Mito Stress Test.
  • Chromatografická separace HILIC metodou (Poroshell 120 HILIC-Z).
  • Statistická analýza: Studentův t-test (p < 0,05).

Použitá instrumentace


  • Agilent Seahorse XFp Analyzer s kartridžemi XF Cell Mito Stress Test.
  • Agilent 1290 Infinity II LC s InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z kolonkou.
  • Agilent 6546 LC/Q-TOF (negativní ionizace, m/z 40–1000).
  • Software: MassHunter VistaFlux, Profinder, Omix Premium, Pathways to PCDL.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Aktivace LPS vyvolala 100násobný nárůst uvolněného TNFα, potvrzující funkční odpověď buněk.
  • Fenotypová analýza ukázala přechod k glykolýze (zvýšené ECAR, snížená mitochondriální respirace).
  • 13C trasování odhalilo silné zařazení značky do glykolytických intermediátů a TCA cyklu, zejména nárůst tvorby itakoniové kyseliny.
  • Potlačení reduktivní větve TCA cyklu a přesměrování uhlíku vedoucí k produkci itakoniové kyseliny bylo potvrzeno změnami izotopologové distribuce.

Přínosy a praktické využití metody


  • Integrace fenotypových a metabolomických dat umožňuje detailní charakterizaci bioenergetických adaptací buněk.
  • Workflow lze aplikovat na různé buněčné typy a podmínky pro rychlou i hloubkovou analýzu metabolismu.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření na další stabilní izotopy (15N, 2H) a buněčné modely pro širší metabolické mapování.
  • Přidání automatizovaných a vysokoprůchodových platforem pro flux analýzu.
  • Vývoj pokročilých softwarových nástrojů pro komplexní interpretaci izotopologových dat.

Závěr


Kombinace Seahorse XF analýzy a 13C stabilně izotopického trasování přináší ucelený obraz energetické a metabolické odpovědi makrofágů na LPS stimulaci a otvírá cestu k detailnímu zkoumání buněčného metabolismu.

Reference


  • O’Neill L.A. et al. Nat Rev Immunol. 2016.
  • Loftus R.M., Finlay D.K. J Biol Chem. 2016.
  • Kelly B., O’Neill L.A. Cell Res. 2015.
  • Lampropoulou V. et al. Cell Metab. 2016.
  • Mills E.L. et al. Nature. 2018.
  • Kam Y. et al. Agilent Seahorse XF. 2018.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Illuminating the Cellular and Molecular Response to Drug Treatment by Combining Bioenergetic Measurements with LC/MS Omics
Your Path to Success - Agilent Solutions for Metabolomics
Your Path to Success - Agilent Solutions for Metabolomics
2019|Agilent Technologies|Brožury a specifikace
A Holistic View of GLP 1R Agonist–Mediated Cellular Response Revealed Through Orthogonal Technologies
Illuminating the Cellular and Molecular Response to Drug Treatment by Combining Bioenergetic Measurements with Untargeted Metabolomics