生きている細胞におけるミトコンドリアNADHおよびFADの自己蛍光の測定

エネルギー生産の過程で、ミトコンドリアネットワークは、ATPへの基質の代謝を可能にする重要な要素です。ミトコンドリアは広範囲の細胞プロセスに関連しているため、多くの病理学的状態はミトコンドリア機能障害に関連しています。したがって、エネルギー生産の破壊は、化学虚血による細胞死に最終的につながる可能性のある壊滅的な効果を引き起こします。ミトコンドリアの健康と機能に対処するために、ミトコンドリア全体または個々のミトコンドリア複合体のいずれかを反映するいくつかの生体エネルギーパラメーターがあります。特に、トリカルボン酸サイクルにおける栄養素の代謝は、電子キャリア（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド[NADH]およびフラビンアデニンジヌクレオチド[FADH2]）を生成するために使用される基質を提供し、最終的にミトコンドリアの電子輸送鎖に電子を寄付します。NADHおよびFADH2のレベルは、NADH/NAD（P）HまたはFADの自己蛍光のイメージングを通じて推定できます。このレポートは、NADH/NAD（P）HおよびFADの自己蛍光を時間コース依存的に実行および分析する方法を示し、MITOCHONDRIAL電子輸送チェーン（ETC）の活動を反映したNADHおよびFAD酸化還元指数に関する情報を提供します。さらに、NADHとFADの総プールを推定することができ、ETCへの基質供給率に関する情報を提供できます。最後に、最大呼吸の誘導後のNADH自己蛍光の分析は、グルコースをピルビン酸の代わりに代わりに酸化できるペントースリン酸経路活性に関する情報を提供できます。

In the process of energy production, mitochondrial networks are key elements to allow metabolism of substrates into ATP. Many pathological conditions have been associated with mitochondrial dysfunction as mitochondria are associated with a wide range of cellular processes. Therefore, any disruption in the energy production induces devastating effects that can ultimately lead to cell death due to chemical ischemia. To address the mitochondrial health and function, there are several bioenergetic parameters reflecting either whole mitochondrial functionality or individual mitochondrial complexes. Particularly, metabolism of nutrients in the tricarboxylic acid cycle provides substrates used to generate electron carriers (nicotinamide adenine dinucleotide [NADH] and flavin adenine dinucleotide [FADH2]) which ultimately donate electrons to the mitochondrial electron transport chain. The levels of NADH and FADH2 can be estimated through imaging of NADH/NAD(P)H or FAD autofluorescence. This report demonstrates how to perform and analyze NADH/NAD(P)H and FAD autofluorescence in a time-course-dependent manner and provides information about NADH and FAD redox indexes both reflecting the activity of the mitochondrial electron transport chain (ETC). Furthermore, total pools of NADH and FAD can be estimated providing information about the rate of substrate supply into the ETC. Finally, the analysis of NADH autofluorescence after induction of maximal respiration can offer information about the pentose phosphate pathway activity where glucose can be alternatively oxidized instead of pyruvate.