Authors: Wang, Xiaoxuan; Qu, Feng; Chen, Zubin; Liang, Tao; Qu, Anlian

Source: Biochemistry and Cell Biology, Volume 87, Number 4, August 2009 , pp. 687-694(8)

Publisher: NRC Research Press

Abstract:

GLUT4 is sequestered in intracellular storage compartments in a basal state and is rapidly translocated to the cell surface in response to insulin stimulation. Regulation of GLUT4 distribution is key for maintaining whole-body glucose homeostasis. To investigate the complicated intracellular movement of GLUT4 vesicles and their interactions with organelles in detail, new probes suitable for long-term tracking of cellular events are required. In this study, we introduce for the first time quantum dots (QDs) as a superior probe into the research of the mechanisms of GLUT4 translocation. QDs are light-emitting semiconductor nanoparticles with unique optical and spectroscopic properties, such as broad absorption, narrow and tunable emission, resistance to photobleaching, strong luminescence, and long luminescent lifetimes. Owing to their remarkable photophysical properties and relatively small size, QDs are emerging as an alternative to conventional dyes for fluorescence-based applications. We have developed a procedure for labeling and imaging GLUT4 in live cells with streptavidin-conjugated quantum dot (QD-SA) and demonstrated that QDs contained in cytoplasm have no obvious negative influence on L6 cells. This study provides a sensitive, nontoxic, long-term imaging platform for observing the dynamics and regulated characteristics of GLUT4 transport.

GLUT4 est séquestré à l'état basal dans des compartiments de mise en réserve intracellulaire et il est rapidement transloqué à la surface cellulaire en réponse à une stimulation par l'insuline. La régulation de la distribution de GLUT4 est importante au maintien de l'homéostasie du glucose du corps entier. Afin d'examiner en détail le mouvement intracellulaire complexe des vésicules contenant GLUT4 et leurs interactions avec les organelles, il est nécessaire de développer de nouvelles sondes propices au dépistage à long terme des événements cellulaires. Dans cette étude, nous utilisons pour la première fois les points quantiques comme sondes de haute qualité dans la recherche des mécanismes de translocation de GLUT4. Les points quantiques consistent en nanoparticules semi-conductrices qui émettent de la lumière et qui possédent des propriétés optiques et spectroscopiques uniques, notamment une large absorption, une émission étroite et accordable, une résistance au blanchissage optique, une forte luminescence et un temps de vie de luminescence prolongé. À cause de leurs propriétés photophysiques remarquables et de leur taille relativement petite, les points quantiques deviennent une alternative aux colorants conventionnels utilisés dans des applications basées sur la fluorescence. Nous avons développé un procédé de marquage et d'imagerie de GLUT4 dans les cellules vivantes à l'aide de points quantiques conjugués à la streptavidine et démontré que les points quantiques contenus dans le cytoplasme n'avaient pas n'influence négative évidente chez les cellules L6. Cette étude fournit une plateforme d'imagerie sensible, non toxique et de longue durée, permettant d'observer la dynamique et la régulation du transport de GLUT4.

Document Type: Research article

Publication date: 2009-08-01

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