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Seahorse XF实时ATP速率测定技术服务中常见问题

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2021/11/24 15:19:10

实验背景

细胞三磷酸腺苷(ATP)的产生速率是一种描述细胞代谢的信息含量很高的测量,因为

ATP是细胞内普遍存在的主要能量货币。细胞的代谢调控使细胞根据ATP需求的变化调整ATP产生的变化来维持总的细胞内的ATP水平。

  安捷伦Seahorse XF实时ATP速率测定被设计用来测量活细胞总的ATP产生速率。更重要的是,这个实验能够区分哺乳动物细胞内两条主要的产生ATP的代谢途径线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)和糖酵解ATP的产生。

常见问题

    为了将ATP偶联的呼吸转换为线粒体的ATP产生速率,在电子传递链末端每还原一个氧原子,ADP磷酸化为ATP的化学计量学必须得到确定。不同的底物理论上最大的P/O值不同,并且依赖于化学计量学/底物氧化通路,以及F1FATP合酶的效率。在标准的XF实验条件下,细胞被供给底物混合物(主要是葡萄糖,丙酮酸和谷氨酰胺),且通常内源性底物储备(糖原,脂肪酸,其他氨基酸)可用于线粒体氧化。因此,用几种细胞系进行了测试并确认P/O2.75准确代表了外源性和内外源性氧化底物混合物的平均P/O值。

 

当进行诱导的XF实时ATP速率测定时,诱导的速率是如何计算和报告的?

     XF实时ATP速率诱导实验中Summary PrintoutMeasure Sheet中的 Average Assay Parameter Calculations显示的Induced Rate(s)是用急性注射和寡霉素注射之间所有测量的平均值计算的。然而,每个时间点的诱导速率可以从Kinetic Rate DataMeasure Sheet)中获得。



    XF ATP速率指数是mitoATP产生速率与glycoATP产生速率的比值(即mitoATP rate/glycoATP rate)。这个比值是一个细胞代谢表型的定量指标。代谢指数大于1代表大于50%的细胞ATP来自线粒体的ETC/氧化磷酸化,而指数小于1表示大于50%的总ATP是糖酵解途径产生的。因为代谢指数是比值测量,所以它对于代谢表型的改变或转换是高度敏感的。

 

    细胞的代谢表型会被细胞对ATP的需求所影响。一般来说,处于增殖或分化中的细胞比融合(缓慢生长)或末端分化的细胞拥有更高的糖酵解速率。为了比较实验之间的结果,推荐在整个研究过程中保持一致的细胞培养条件和细胞接种密度。

       GlycoATP产生速率的计算需要对XF实时ATP速率测定中的糖酵解质子流出速率进行绝对测量。为了正确计算PER,检测液必须要有一个固定的缓冲能力。培养基中低浓度的HEPES 在实验的时间范围内提供了一致的缓冲能力值。虽然添加HEPES缓冲液轻微地减少了ECAR信号,但是它显著提高了ECAR数据的质量和一致性,以及转换为PER的准确性(更多详情,请参阅White paper: Improving Quantification of Cellular Glycolytic Rate Using Agilent Seahorse XF Technology)。此外,使用预调pH7.4XF DMEMXF RPMI培养基节省了实验准备的时间,确保XF实验过程中一致的检测液pH值。



   GlycoATP产生速率的准确计算需要使用一种没有酚红和碳酸氢钠且低浓度HEPES缓冲液的检测液。因此,强烈推荐使用安捷伦Seahorse XF DMEM(或RPMI),pH 7.4的培养基。任何偏离推荐的培养基和补充剂(葡萄糖,丙酮酸钠,谷氨酰胺),需要根据经验(使用XF分析仪)确定每个实验的缓冲系数(参阅Seahorse XF Buffer Factor Protocol以进一步了解信息)。任何含有酚红的检测液不能在XF实时ATP速率测定中使用。



     在寡霉素注射之前加入的化合物使电子传递与氧化磷酸化解偶联(如FCCPDNP等等),通常会导致OCR增加。然而,这种呼吸不与ATP的产生偶联,因为没有ATP合酶的参与,线粒体膜电位会减少或消除,所以在这种环境下很少或没有ATP生成。在这些情况下,基础的mitoATP产生速率不能够被准确计算。如果怀疑存在解偶联化合物,那么推荐添加一组对照组,注射检测液+溶剂来计算基础的mitoATP产生速率。

 


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