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Metabolic profiling of single cells by exploiting NADH and FAD fluorescence via flow cytometry.
Abir, Ariful Haque; Weckwerth, Leonie; Wilhelm, Artur; Thomas, Jana; Reichardt, Clara M; Munoz, Luis; Völkl, Simon; Appelt, Uwe; Mroz, Markus; Niesner, Raluca; Hauser, Anja; Sophie Fischer, Rebecca; Pracht, Katharina; Jäck, Hans-Martin; Schett, Georg; Krönke, Gerhard; Mielenz, Dirk.
Afiliación
  • Abir AH; Division of Molecular Immunology, Department of Internal Medicine 3, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Nikolaus-Fiebiger-Center, Glückstr. 6, 91054 Erlangen, Germany.
  • Weckwerth L; Division of Molecular Immunology, Department of Internal Medicine 3, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Nikolaus-Fiebiger-Center, Glückstr. 6, 91054 Erlangen, Germany.
  • Wilhelm A; Department of Internal Medicine 3 - Rheumatology and Immunology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg (FAU) and Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Germany; Deutsches Zentrum für Immuntherapie (DZI), Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen,
  • Thomas J; Division of Molecular Immunology, Department of Internal Medicine 3, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Nikolaus-Fiebiger-Center, Glückstr. 6, 91054 Erlangen, Germany.
  • Reichardt CM; Department of Internal Medicine 3 - Rheumatology and Immunology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg (FAU) and Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Germany; Deutsches Zentrum für Immuntherapie (DZI), Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen,
  • Munoz L; Department of Internal Medicine 3 - Rheumatology and Immunology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg (FAU) and Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Germany; Deutsches Zentrum für Immuntherapie (DZI), Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen,
  • Völkl S; Department of Internal Medicine 5, Hematology and Oncology, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Ulmenweg 18, 91054 Erlangen, Germany.
  • Appelt U; Flow cytometry core unit, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Glückstr. 6, 91054 Erlangen, Germany.
  • Mroz M; Flow cytometry core unit, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Glückstr. 6, 91054 Erlangen, Germany.
  • Niesner R; Deutsches Rheumaforschungszentrum Berlin, Biophysikalische Analytik, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany; Freie Universität Berlin, Dynamisches und funktionelles in vivo Imaging, Adresse: Oertzenweg 19b, 14163 Berlin, Germany.
  • Hauser A; Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Rheumatologie und Klinische Immunologie, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany; Deutsches Rheumaforschungszentrum Berlin, Immundynamik, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.
  • Sophie Fischer R; Division of Molecular Immunology, Department of Internal Medicine 3, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Nikolaus-Fiebiger-Center, Glückstr. 6, 91054 Erlangen, Germany.
  • Pracht K; Division of Molecular Immunology, Department of Internal Medicine 3, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Nikolaus-Fiebiger-Center, Glückstr. 6, 91054 Erlangen, Germany.
  • Jäck HM; Division of Molecular Immunology, Department of Internal Medicine 3, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Nikolaus-Fiebiger-Center, Glückstr. 6, 91054 Erlangen, Germany.
  • Schett G; Department of Internal Medicine 3 - Rheumatology and Immunology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg (FAU) and Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Germany; Deutsches Zentrum für Immuntherapie (DZI), Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen,
  • Krönke G; Department of Internal Medicine 3 - Rheumatology and Immunology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg (FAU) and Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Germany; Deutsches Zentrum für Immuntherapie (DZI), Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen,
  • Mielenz D; Division of Molecular Immunology, Department of Internal Medicine 3, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Nikolaus-Fiebiger-Center, Glückstr. 6, 91054 Erlangen, Germany. Electronic address: dirk.mielenz@fau.de.
Mol Metab ; 87: 101981, 2024 Sep.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-38971403
ABSTRACT

OBJECTIVE:

The metabolism of different cells within the same microenvironment can differ and dictate physiological or pathological adaptions. Current single-cell analysis methods of metabolism are not label-free.

METHODS:

The study introduces a label-free, live-cell analysis method assessing endogenous fluorescence of NAD(P)H and FAD in surface-stained cells by flow cytometry.

RESULTS:

OxPhos inhibition, mitochondrial uncoupling, glucose exposure, genetic inactivation of glucose uptake and mitochondrial respiration alter the optical redox ratios of FAD and NAD(P)H as measured by flow cytometry. Those alterations correlate strongly with measurements obtained by extracellular flux analysis. Consequently, metabolically distinct live B-cell populations can be resolved, showing that human memory B-cells from peripheral blood exhibit a higher glycolytic flexibility than naïve B cells. Moreover, the comparison of blood-derived B- and T-lymphocytes from healthy donors and rheumatoid arthritis patients unleashes rheumatoid arthritis-associated metabolic traits in human naïve and memory B-lymphocytes.

CONCLUSIONS:

Taken together, these data show that the optical redox ratio can depict metabolic differences in distinct cell populations by flow cytometry.
Asunto(s)
Palabras clave

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Linfocitos B / Flavina-Adenina Dinucleótido / Análisis de la Célula Individual / Citometría de Flujo / NAD Límite: Female / Humans / Male Idioma: En Revista: Mol Metab Año: 2024 Tipo del documento: Article País de afiliación: Alemania

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Linfocitos B / Flavina-Adenina Dinucleótido / Análisis de la Célula Individual / Citometría de Flujo / NAD Límite: Female / Humans / Male Idioma: En Revista: Mol Metab Año: 2024 Tipo del documento: Article País de afiliación: Alemania