Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Seguimiento de cambios inducidos por fármacos en los receptores post-internalización Trata de Análisis Colocalizational

Published: July 3, 2015 doi: 10.3791/52824

Summary

El tráfico del receptor modula la señalización celular y la capacidad de respuesta a ligandos y es, en sí, que responda a las condiciones celulares, incluyendo la señalización inducida por ligando. A continuación, describimos una técnica poderosa y flexible para evaluar cuantitativamente el tráfico del receptor inducida por fármacos usando immunolabeling y análisis colocalizational.

Introduction

Los receptores, en particular receptores acoplados a proteínas G (GPCRs), son objeto de tráfico rutinaria intracelularmente, hacia y desde la superficie de la célula 1. Estos procesos complejamente orquestadas y estrechamente controlados dictan complementos del receptor de células disponibles 'y regulan la actividad del receptor temporal, la desensibilización y resensibilización 2-4. Es importante destacar que estos procesos son sensibles a ambientes celulares, incluyendo la actividad del receptor inducida por fármacos o inactividad. Es decir, las acciones de los ligandos en los receptores pueden alterar el tráfico intracelular de estos receptores, alterando así la capacidad de respuesta celular. De esta manera, los ligandos externos ejercen aún más efectos sobre la función celular, incluso más allá clásicos cascadas-mensajero-efector a 5,6.

Examinar los cambios en el tráfico del receptor inducida es difícil. Todas las técnicas disponibles implican limitaciones. Ensayos de protección de biotina se han utilizado para monitor receptores superficiales poblaciones. Estos receptores están biotinilados y un timecourse de inmunoprecipitaciones se realiza para cuantificar la reducción en los receptores de biotina en el tiempo. Esta técnica esencialmente supervisa la degradación gradual de una inicial, marcado, la población de los receptores 7, y es muy útil en la construcción de cursos de tiempo de este proceso. Por desgracia, este ensayo no es capaz de controlar cualquier procedimiento distinto de la degradación de la piscina original de receptores, tales como la internalización, reciclado o nuevos receptores. También, la adición de un anticuerpo en el rango de 150 kDa a un receptor en la gama de 50 kDa puede alterar el tráfico del receptor de 8,9, y esta técnica puede ser difícil de usar con receptores de baja a nivel de expresión.

Otros procedimientos utilizan diversos métodos para identificar los compartimentos intracelulares de trata (por ejemplo, endosomas, etc.) y evaluar su colocalización con los receptores de interés. Esto incluye los EE.UU.e de los sistemas heterólogos que expresan la proteína fluorescente etiquetada-construcciones quiméricas de los receptores y los marcadores de compartimentos (GTPasas por ejemplo, Rab-familiares). Potencialmente, esto permite el uso de imágenes de células vivas, la eliminación de los problemas relacionados con la fijación y permeabilización. Mientras potente, una estrategia de este tipo adolece de las mismas limitaciones de los sistemas heterólogos en general: efectos de la etiqueta y el nivel de expresión en el tráfico de comportamiento y la incompatibilidad con los tipos de células fisiológicamente más representativos. Más popularmente, colorantes se utilizan para etiquetar fácilmente compartimentos intracelulares (por ejemplo, lisosomas, ostensiblemente) 10. Tintes, sin embargo, pueden carecer de especificidad (todos los organelos ácidos en el caso de los tintes para lisosomas) y no evaluar el tráfico a través de otros compartimentos. Sin embargo, estas técnicas permiten un control considerable sobre el sistema y las condiciones experimentales y pueden beneficiarse de los métodos de análisis de colocalización presentados aquí, a continuación.

El método we aquí presentes refina el seguimiento del tráfico de receptores por colocalización. Utilizando inmunocitoquímica (CPI) para etiquetar marcadores apropiados, es posible identificar múltiples compartimentos intracelulares distintas. Esto también permite el uso de cultivos celulares primarios fisiológicamente relevantes en lugar de sistemas heterólogos. Este protocolo CPI implica la fijación de las células de interés antes de etiquetado; esto permite que el etiquetado en una punto de tiempo específico después del tratamiento (s) de drogas. Esto produce una "instantánea" de las asociaciones mundiales receptor de compartimentos en ese punto de tiempo. Con múltiples puntos de tiempo, un timecourse de los cambios de tráfico también puede ser construido.

Brevemente, las células se etiquetan para el receptor y el compartimento intracelular de interés tratados con fármaco,, confocal fotografiado, y las fotomicrografías se analizan para cuantificar matemáticamente colocalización del receptor y el compartimiento 11. En nuestro uso, hemos examinado la colocalización de un receptor con Rab5, Rab11 y lisosomal-asociado proteína de membrana 1 (LAMP1). Estos marcadores identifican endosomas tempranos, endosomas de reciclaje, y lisosomas, respectivamente. Estas medidas colocalización actúan como sustitutos de los procesos generales de la internalización, el reciclaje y la degradación 12.

Al igual que con todas las técnicas, algunas limitaciones deben ser considerados. Debido a la necesidad de imagen cada neurona individual analizada, esta técnica puede llegar a ser bastante mano de obra en función del número de condiciones y puntos de tiempo implicados. Todo immunolabeling también debe lidiar con los efectos sobre la ultraestructura celular, localización de la proteína, y la accesibilidad epítopo causados ​​por la fijación y permeabilización 13.

Aunque originalmente optimizada para su uso con cultivos primarios de neuronas sensoriales primarias, este método es ampliamente compatible con otros modelos de cultivo en monocapa-plateado.

El uso de un measur matemáticamente cuantificadoe de colocalización es, sobre todo, mucho más metodológicamente rigurosa que las técnicas anteriores utilizadas para evaluar los cambios de tráfico de los receptores, que a menudo se han basado en medidas subjetivas, vagas tales como superposiciones de varios canales visualmente inspeccionadas-14.

Esta técnica es particularmente útil para su amplia compatibilidad con intervenciones in vivo (antes de la generación de cultivo primario), intervenciones in vitro (durante el crecimiento del cultivo), y varios etiquetado objetivos 15. Como tal, se puede adaptar a muchas preguntas de investigación diferentes.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Nota: Este protocolo es ampliamente compatible con varios modelos monocapa chapado célula / tejido de cultivo, los regímenes de tratamiento de drogas, y las metas en materia de etiquetado. Así, en el uso real, muchos parámetros específicos variarán según el diseño experimental. Aquí, las referencias a estos parámetros definidos por el usuario son genéricos. Condiciones de ejemplo, tal como se utiliza para obtener los resultados representativos, se incluyen en cursiva.

1. Soluciones

  1. Preparar tampón de lavado mediante la mezcla de 0,1 M Tris-Buffered hipertónica (300 mM) solución salina y 0,05% de polisorbato 20; pH 7,4 a TA.
  2. Preparar tampón de bloqueo. Para 0,05 M Tris-Buffered hipertónica (300 mM) Saline añadir 0,05% de polisorbato 20, 3% albúmina de suero bovino (BSA) y 0,1% de gelatina de pescado fría piel y ajustar el pH a 7,4 a temperatura ambiente.
  3. Preparar diluyente de anticuerpo mediante la adición de 0,05% de polisorbato 20, 1% BSA, 0,1% gelatina de piel de pescado fría a 0,05 M Tris-Buffered hipertónica (300 mM) Saline y ajustar el pH a 7,4 a 4 o C.
    Nota: El pH de tampones Tris es dependiente de la temperatura. Es decir, un cambio en la temperatura cambiará el pH de la solución. Por consistencia, estos tampones deben ser siempre pH se ajustó-a la temperatura a la que se van a utilizar.

2. Cultivo Celular

Nota: Los protocolos de cultivo de células apropiadas variarán en función del tipo (s) celular utilizado. Estos procedimientos deben ser optimizados por separado. Metodologías detalladas de cultivo celular son fácilmente disponibles, incluyendo 16. Un procedimiento similar se utilizó para obtener los resultados representativos, con las notables diferencias:

  1. Dorsales Cultura neuronas de los ganglios de la raíz de los animales adultos como se describe 12. Utilice un medio de crecimiento de adultos-neurona para cultivar las células. Reducir la densidad celular glial por preplating, en lugar de glutamato. Esto se traduce en una cultura neuronal glial mixto crecido en cubreobjetos de vidrio de 12 asaltos con por lo menos 30 a 60 neuronas por placa y acompañan células gliales crecido hasta approximatEly 40% de confluencia. Cabe señalar que las neuronas en un cultivo primario no se replicarán y será empujado fuera de la placa por co-cultivadas glia si la glia se les permite crecer en exceso. Con el fin de evitar afectar las neuronas, la reducción física de números gliales es preferible a los métodos farmacológicos químicos /.
    Nota: Para los fines de este protocolo, se supone que las células de interés se cultivan a su experimentalmente deseada por el estado y monocapa chapado. Encontramos que chapado en cubreobjetos de vidrio de 12 asaltos en placas de 24 pocillos sea más conveniente. Todos los volúmenes y los procedimientos descritos son apropiados para un cubreobjetos en un pocillo de una placa de 24 pocillos.

3. Tratamiento de Drogas de las células cultivadas

Nota: secuencial múltiple o de solapamiento, los tratamientos farmacológicos son posibles. Los fármacos, dosis / concentraciones y duraciones de exposición utilizado dependerá del experimento específico.

  1. Retire el medio de cultivo original de 16 Nota: Es importante que cada réplica independiente (generalmente un solo cultivo en placa de 24 pocillos) contiene la misma condición de control común. Esto permitirá la normalización de los datos a través de repeticiones, que corrige la variabilidad inter-ensayo.
  2. Se incuban las células en las condiciones de crecimiento originales 16 para 48 hr.
  3. Para los tratamientos farmacológicos posteriores, repita los pasos 3.1 y 3.2 con deltorfina 1 M, SNC 80 1 M, o vehículo y se incuba durante 60 min 12. Solubilizar deltorfina II en agua y solubilizar SNC 80 a 10 mM en 40 mM HCl y sonicado, diluido a 1 mM en agua.
    Nota: Este protocolo asume el fármaco (s) han sido solubilizado de tal manera que se pueden disolver a la concentración deseada (s) en el medio de crecimiento elegido. Procedimientos adecuados paratales solubilización puede variar dependiendo de la droga en cuestión y debe ser optimizado por separado.
  4. Lavar las células suavemente, tres veces, con ~ 1 ml de tampón de lavado por lavado. Realizar cada lavado aspirando suavemente el líquido del pozo, luego rápidamente, y suavemente, rellenar el pozo con solución fresca, según se desee (en este caso con tampón de lavado).

4. Fijación y inmunocitoquímica

Nota: Los objetivos específicos de etiquetado variarán según el experimento. En nuestro uso, etiquetamos receptores opioides delta (DOR) y Rab5, Rab 11, y LAMP1, como se discute. Los anticuerpos específicos utilizados dependerá del experimento específico. Condiciones de etiquetado óptimas dependen de la anticuerpo específico (s) usados. Una discusión mucho más completa de este tema está por debajo.

  1. Fijar las células por inmersión en ~ 300 l 4% de paraformaldehído en 0,1 M tampón fosfato salino durante 10 min a 37 ºC.
    Nota: Es importante que el 4% de paraformaldehído estar recién preparado debido a la autofluorescencia causada por el uso de paraformaldehído previamente congelado.
  2. Lavar las células suavemente, 3 veces, con ~ 1 ml de tampón de lavado por lavado, como se describe en 3.3.
  3. Se incuban las células en 300 l tampón de bloqueo durante 2 horas a RT.
  4. Se incuban las células con anticuerpos primarios en 300 l de diluyente de anticuerpo durante 48 horas a 4 ºC. En nuestro uso, anticuerpos primarios contra DOR (de conejo anti-dor) y uno de: Rab5 (ratón anti-Rab5), Rab 11 (ratón anti-Rab11), y LAMP1 (de cabra anti-LAMP1).
  5. Lavar las células suavemente, tres veces, con ~ 1 ml de tampón de lavado por lavado, como se describe en 3.3.
  6. Se incuban las células con anticuerpos secundarios conjugados con diferentes fluoróforos (véase la discusión más adelante) en 300 l de diluyente de anticuerpo durante 1 hora a RT. En esto, y todos los pasos subsiguientes, proteger a las células de la luz. Para obtener los resultados representativos, utilice verde emisores de anti-conejo y eith-fluoróforo conjugadoer un fluoróforo conjugado anti-ratón-emisor de rojo o-fluoróforo conjugado de cabra anti-rojo-emisor de luz.
  7. Lavar las células suavemente, 3 veces, con ~ 1 ml de tampón de lavado por lavado, como se describe en 3.3.
  8. Quitar los cubreobjetos de 12 asaltos de placas de 24 pocillos dejando ~ 1 ml de tampón de lavado en cada pocillo, la celebración de la placa a ~ 45º y apalancar el cubreobjetos del piso bien utilizando unas pinzas finas. El cubreobjetos vendrá a descansar contra la pared del pozo, desde donde se puede quitar fácilmente utilizando los fórceps.
  9. Monte el cubreobjetos, célula boca abajo, en el microscopio se desliza con anti-fading medio de montaje.

5. Configuración del microscopio

  1. El uso de un objetivo de gran aumento (100X), primero busque una célula representante para ser fotografiado usando epifluorescencia.
  2. Configure los ajustes de captura de imagen para grabar 8 bits imágenes TIFF sin comprimir de cada canal marcado (para la detección de cada fluoróforo utilizado por ejemplo, 488 nm y 594 nm), a la imagen de cada canal secuencialmente (ya sea por línea o trama), y en un promedio de 4 a 6 exploraciones para la imagen final. Resolución de imagen óptima será microscopio específico, pero 1024 x 1024 produce normalmente buenos resultados.
  3. Cambie a la ruta de formación de imágenes confocal y se centran a un plano z a través del centro de la célula.
  4. Optimizar estenopeica (típicamente 1 unidad Airy), la potencia del láser, y el voltaje del tubo fotomultiplicador (ganancia) y el desplazamiento para cada canal. Guardar / registrar estos valores. Utilice la misma configuración de microscopio para obtener imágenes de todas las células marcadas para cualquier par objetivo determinado en la misma réplica.
    Nota: Este proceso dará lugar generalmente a photobleaching suficiente que esta célula no debe ser fotografiada para su análisis.

6. Imaging

  1. El uso de un objetivo de gran aumento (por ejemplo, 100X), primero busque una célula para ser fotografiado usando epifluorescencia.
  2. Cambie a la ruta de formación de imágenes confocal y se centran a un plano z a través del centro de la célula. YOf disponibles, el uso de software de zoom / cultivo para restringir el área de exploración de la célula de interés.
  3. Captura de imágenes para cada canal marcado utilizando la configuración previamente establecidos. Repita los pasos 6.1 a 6.3 a la imagen 15 o más células por condición por réplica para garantizar una muestra suficiente.

7. Análisis Colocalización

  1. Abra el par de imágenes (por ejemplo, "verde" y "rojo") de una célula en ImageJ. Usar las Imágenes> Color> Combinar Canales ... comando para generar una imagen RGB.
  2. Dibuja una selección alrededor de la célula de interés. Utilice el ImageJ plugin "PSC Colocalización" (11; disponible en https://www.cpib.ac.uk/tools-resources/software/psc-colocalization-plugin/) para cuantificar colocalización de los objetivos en la celda seleccionada.
  3. Registre la medida colocalización deseada (típicamente r de Pearson 17). Repita los pasos 07.01 a 07.03 para cada celda fotografiado.
  4. 8. Normalización de datos

    1. Calcular la media de los valores registrados de colocalización de las condiciones de control comunes de cada repetición de cada condición de etiquetado.
      Nota: Por ejemplo, la media de los valores de colocalización de las neuronas en el "vehículo de 48-hr, 60-min vehículo" condición de drogas en cada uno de 3 repeticiones independientes en cada uno de 3 condiciones de etiquetado (receptor y cada uno de los compartimentos 3).
    2. Multiplicar los medios por (-1) para producir el desplazamiento de cada repetición en cada condición de etiquetado. Agregar el desplazamiento para cada replicar en cada condición de etiquetado para cada valor de colocalización en esa réplica.
      Nota: Esto normalizar los datos de tal manera que la medida colocalización media para la condición de control común es 0 en cada repetición de cada condición de etiquetado.
    3. Agrupar los datos de todas las repeticiones de cada condición de etiquetado.
      Nota: Los cambios en la colocalización ahora se pueden analizar a través de repeticiones. Anal estadísticoanalysis dependerá del diseño experimental, pero se suelen implicar el análisis de varianza (ANOVA) seguido de pruebas apropiadas post-hoc (por ejemplo, Tukey). Para los recursos estadísticos, véase, por ejemplo, 18.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Usando esta técnica, es posible cuantificar los cambios en el tráfico de receptor post-internalización siguientes ambos tratamientos crónicos / prolongada y agudas de drogas. Después de los tratamientos farmacológicos, la fijación y el etiquetado, de alta resolución microfotografías de dos canales son capturados de cada célula de interés. Imágenes representativas pueden combinarse con colocalización de color falso para generar figuras ilustrativas (Figura 1). Colocalizational análisis subsiguiente, como se describe, rendimiento puntuaciones cuantitativas de colocalización target-diana (por ejemplo, marcador de receptor-compartimiento). Estos datos pueden entonces ser utilizados para comparar los cambios en, en este caso, el tráfico del receptor inducida por el tratamiento (s) fármaco (Figura 2).

Figura 1
Figura 1. microfotografías representativas de etiquetado del receptor y el compartimiento marcador con falmapas colocalización se-color. Los cultivos primarios de neuronas sensoriales de los ganglios de la raíz dorsal fueron expuestos a prolongada (48 horas) y agudos (1 hr) tratamientos farmacológicos (etiquetas eje izquierdo). Sólo una condición prolongada se muestra como resultados representativos. Las células fueron entonces immunolabeled por los receptores opioides delta (DOR) y un marcador de endosomas de reciclaje (Rab 11) con distinta primaria a la secundaria (fluoróforo conjugado) pares de anticuerpos (Top etiquetas de los ejes). Las células fueron imágenes por microscopía de dos canales secuencial confocal (columna de la izquierda, la columna central). Imágenes representativas muestran las dos dianas marcadas en dos neuronas. Una neurona fue tratado con morfina prolongada seguida de vehículo aguda (arriba). La otra neurona se trató con morfina prolongada seguida por deltorfina aguda II (DELT, un agonista DOR; parte inferior). Además de posterior análisis cuantitativo colocalizational, estas imágenes representativas fueron procesados ​​para generar mapas de colocalización falso color (columna derecha). Las barras de escala show 10 micras. Adaptado de 12 bajo las disposiciones del CC BY-NC 3.0. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2
Figura 2. Puntuaciones colocalización cuantitativos pueden ser utilizados para comparar los cambios en el tráfico de receptores post-internalización. Los cultivos primarios de neuronas sensoriales de los ganglios de la raíz dorsal fueron expuestos a prolongada (48 horas) y tratamientos agudos (1 hr) drogas (etiquetas de eje x). Sólo una condición prolongada se muestra como resultados representativos. Las células fueron entonces immunolabelled para DOR y los marcadores de los endosomas tempranos, los endosomas de reciclaje, y lisosomas. Después se determinaron las puntuaciones colocalización de imágenes, normalizada, y agrupados de diversas 3-4 repeticiones independientes. Los datos fueron analizados por análisis de dos vías de la varianza (ANOVA) con HSD post-hoc de Tukey. Los datos se presentan como media +/- intervalo de confianza del 95%. * Denota p <0,05. Como es evidente, esta técnica permitió la identificación de los cambios en el tráfico de DOR posterior a la internalización inducidas por el tratamiento agudo con deltorfina II, pero no SNC 80 (dos agonistas DOR diferentes). Adaptado de 12 bajo las disposiciones del CC BY-NC 3.0. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Hemos optimizado el protocolo para el análisis de cultivos primarios de neuronas adultas ganglionares de la raíz dorsal (neuronas sensoriales primarias). También se puede utilizar, con poca o ninguna modificación, para células cultivadas en monocapa chapado ampliamente. El análisis colocalizational también es posible en cortes de tejido y otros tales preparaciones 11, sin embargo los componentes de tratamiento de drogas y la fijación del tejido / de preparación no sería apropiado.

De interés, los métodos ICC presentados aquí también se pueden utilizar, con la fijación adecuada y la preparación del tejido, para llevar a cabo la inmunohistoquímica de doble marcado en cortes de tejido, con independencia de su posterior análisis (por ejemplo, 19).

Este protocolo es ampliamente compatible con diferentes objetivos en materia de etiquetado. Cada cubreobjetos de células cultivadas en placas será de doble etiquetado. Típicamente, esto será para el receptor de interés y un marcador de uno de los compartimentos de interés. Ya Estáserá típicamente múltiples condiciones de etiquetado con el fin de examinar colocalización del receptor con múltiples compartimentos diferentes.

Los anticuerpos son inherentemente variable. Protocolos de etiquetado adecuadas variarán entre los diferentes anticuerpos. Esto incluye las concentraciones adecuadas de anticuerpos, recetas de amortiguamiento, y los puntos de tiempo. También debe tenerse en cuenta que diferentes lotes del mismo anticuerpo son mejor considerados como diferentes anticuerpos. Como tal, los métodos de etiquetado y la especificidad del anticuerpo deben ser validados, y si es necesario optimizar, para cada combinación de anticuerpos y de destino de los tejidos. Los métodos utilizados aquí son un punto de partida útil. Cuando la validación de etiquetado, es importante llevar a cabo controles adecuados: esto incluye muestras procesadas sin la adición de anticuerpos secundarios (para el control de autofluorescencia) y sin anticuerpos primarios (para controlar secundaria para el etiquetado no específica).

Hay muchos factores que influyen en ladiseño de métodos de etiquetado. Algunas consideraciones de la nota que afecta a los métodos presentados aquí incluyen el uso de tampones Tris, solución salina hipertónica, polisorbato, BSA, y fría la gelatina de piel de pescado. Tampones de fosfato pueden causar mayor etiquetado inespecíficos y pueden interactuar con algunos conjugados de anticuerpos menos utilizadas. Sin embargo, tampones Tris son, como se señaló, sensible a la temperatura. Concentraciones salinas hipertónicas reducen etiquetado no específica mediante la interrupción de las interacciones iónicas. Es posible aumentar aún más las concentraciones de sal más allá de lo que se especifica en este protocolo, si se desea. Polisorbato 20 se utiliza como un agente tensioactivo relativamente suave / detergente. Esto se prefiere más de Triton X-100, que se ha informado para interrumpir de manera significativa, o incluso disolver, membranas y de ese modo distorsionan la estructura subcelular. La inclusión de baja concentración Polisorbato 20 en todos los tampones es útil en la reducción de etiquetado no específica, ya que mejora la minuciosidad de lavados. BSA es un agente de bloqueo comúnmente utilizado pretendepara ocupar los sitios no específicos de unión a proteínas en el tejido diana. Algunos han informado de que la BSA puede agregar y llevar a etiquetado puntiforme no específica. Si surge este problema, es posible reemplazar BSA con leche en polvo sin grasa o gelatina adicional piel de pescado frío. Fría gelatina de piel de pescado es una fuente de proteínas de animales no mamíferos también destinado a ocupar los sitios de proteínas unión no específica al tiempo que presenta baja reactividad a anticuerpos dirigidos contra proteínas de mamíferos 20.

Aunque no se especifica en este protocolo, es típico que añadir, al tampón de bloqueo, suero normal de la especie en la que se planteó el anticuerpo secundario. Las concentraciones típicas son de 1 - 3%. Como veremos más adelante, el cuidado en la selección de las especies deben tomarse medidas para evitar la reactividad cruzada.

Cuando la detección de dos o más objetivos marcados con fluorescencia-, la elección de combinaciones adecuadas de fluoróforo es particularmente importante. Es esencial tener una buena sepa espectralración con el fin de evitar la diafonía. Además, la elección de los fluoróforos dependerá de la configuración del microscopio para ser utilizado (filtros disponibles, líneas láser, etc.). Proveedores de anticuerpos fluoróforo conjugado ofrecerán asesoramiento sobre las mejores combinaciones de sus productos (por ejemplo, 21). Encontramos 488 NM- y 594 nm fluoróforos emocionado de estar mejor par de doble etiquetado y análisis colocalizational.

Secundaria anticuerpos suelen ser especies reactivas. Es decir, que se etiquetar cualquier anticuerpos producidos por las especies objetivo. Por lo tanto, ICC-Doble etiquetado requiere que tener cuidado en la elección de la especie hospedadora de los anticuerpos primarios y secundarios con el fin de evitar la reactividad cruzada. Por ejemplo, si las primarias son criados en conejo y cabra, no sería apropiado utilizar una cabra criados en secundaria. Si la disponibilidad de anticuerpos no permite dicha separación especies, hay protocolos disponibles para llevar a cabo el etiquetado con multip, aunque se debe esperar mucho más optimización y validación le anticuerpos primarios del mismo host (por ejemplo, 22).

Como este método cuantifica colocalización en microfotografías, es fundamentalmente necesario que todos microscopía de ser coherente, de alta calidad y precisión representante de las muestras fotografiadas. Esto incluye tanto el hardware utilizado (calidad óptica, etc.) y los procedimientos y parámetros particulares elegidos. Hay excelentes recursos disponibles para la orientación en la microscopía apropiada 23,24, incluyendo la microscopía específicamente para el análisis colocalizational 11,17,25.

Aunque de considerable superioridad metodológica a los métodos de superposición visuales, las medidas cuantitativas de colocalización no tan bien se prestan a la generación de figuras ilustrativas para su publicación. Tales figuras ilustrativas suelen ser útiles para los lectores y su ausencia puede ser criticados por reviewers. Hemos encontrado que la inclusión de falso color visualizar colocalización "mapas de calor" para ser útil en la construcción de figuras. El plugin ImageJ "Colocalización mapa de colores" (disponible en https://sites.google.com/site/colocalizationcolormap/) es útil en la generación de estas imágenes. Es importante señalar, sin embargo, que estas imágenes serían estrictamente ilustrativos en el contexto de la técnica descrita aquí.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Este trabajo fue apoyado por una beca de CIHR (MOP394808) y una Cátedra de Investigación de Canadá para CMCEWO era el beneficiario de una Beca de Postgrado de NSERC.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Trizma Base Sigma Aldrich T1503-500G
Sodium Chloride Sigma Aldrich S9888-500G
Tween 20 Fisher Scientific BP337-500
Hydrochloric Acid Sigma Aldrich 258148
Albumin from Bovine Serum Sigma Aldrich A7906-100G
Gelatin from cold water fish skin Sigma Aldrich G7041-100G
Corning Costar Cell Culture Plates: 24-well Fisher Scientific 720084
12 circle Microscope Cover Glass Fisher Scientific 1254580
Aqua/Poly-Mount Polysciences 18606-20
Sodium Phosphate Monobasic Sigma Aldrich S9638-500G
Sodium Phosphate Dibasic Sigma Aldrich S9763-500G
Paraformaldehyde Polysciences 00380-1
Dumont #5 Forceps - Standard/Dumoxel Fine Science Tools 11251-30
Rabbit anti-DOR antibody MyBioSource MBS316175 Used at 1:1,500
Mouse anti-Rab5 antibody Sigma Aldrich R7904 Used at 1:750
Mouse anti-Rab11 antibody Millipore 05-853 Used at 1:500
Goat anti-LAMP1 antibody Santa Cruz SC8098 Used at 1:750
Donkey anti-rabbit Alexa 488 conjugated antibody Life Technologies A-21206 Used at 1:200 to 1:2,000
Goat anti-mouse Alexa 594 conjugated antibody Life Technologies A-11005 Used at 1:200 to 1:2,000
Donkey anti-goat Alexa 594 conjugated antibody Life Technologies A-11058 Used at 1:200 to 1:2,000

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Drake, M. T., Shenoy, S. K., Lefkowitz, R. J. Trafficking of G protein-coupled receptors. Circ. Res. 99 (6), 570-582 (2006).
  2. Hanyaloglu, A. C., von Zastrow, M. Regulation of GPCRs by endocytic membrane trafficking and its potential implications. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 48, 537-568 (2008).
  3. Hislop, J. N., von Zastrow, M. Role of ubiquitination in endocytic trafficking of G-protein-coupled receptors. Traffic. 12 (2), 137-148 (2011).
  4. Nagi, K., Piñeyro, G. Regulation of opioid receptor signalling: implications for the development of analgesic tolerance. Mol. Brain. 4 (1), 25 (2011).
  5. Whistler, J. L., Enquist, J., et al. Modulation of postendocytic sorting of G protein-coupled receptors. Science. 297 (5581), 615-620 (2002).
  6. Von Zastrow, M. Regulation of opioid receptors by endocytic membrane traffic: mechanisms and translational implications. Drug Alcohol Depend. 108 (3), 166-171 (2010).
  7. Milan-Lobo, L., Whistler, J. L. Heteromerization of the µ- and δ-opioid receptors produces ligand-biased antagonism and alters µ-receptor trafficking. J. Pharmacol. Exp. Ther. 337 (3), 868-875 (2011).
  8. Wang, H. -B., Guan, J. -S., Bao, L., Zhang, X. Distinct subcellular distribution of delta-opioid receptor fused with various tags in PC12 cells. Neurochem. Res. 33 (10), 2028-2034 (2008).
  9. Scherrer, G., Tryoen-Tóth, P., et al. Knockin mice expressing fluorescent delta-opioid receptors uncover G protein-coupled receptor dynamics in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. 103 (25), 9691-9696 (2006).
  10. He, S. -Q., Zhang, Z. -N., et al. Facilitation of µ-opioid receptor activity by preventing δ-opioid receptor-mediated codegradation. Neuron. 69 (1), 120-131 (2011).
  11. French, A. P., Mills, S., Swarup, R., Bennett, M. J., Pridmore, T. P. Colocalization of fluorescent markers in confocal microscope images of plant cells. Nat. Protoc. 3 (4), 619-628 (2008).
  12. Ong, E. W., Xue, L., Olmstead, M. C., Cahill, C. M. Prolonged morphine treatment alters δ opioid receptor post-internalization trafficking. Br. J. Pharmacol. 172 (2), 615-629 (2014).
  13. Schnell, U., Dijk, F., Sjollema, K. a Immunolabeling artifacts and the need for live-cell imaging. Nature Methods. 9 (2), 152-158 (2012).
  14. Rozenfeld, R., Gupta, A., Devi, L. A. Cell surface targeting of mu-delta opioid receptor heterodimers by RTP4. Proc. Natl. Acad. Sci. 105 (41), 16045-16050 (2008).
  15. Gupta, A., Mulder, J., et al. Increased abundance of opioid receptor heteromers after chronic morphine administration. Sci. Signal. 3 (131), ra54 (2010).
  16. Seibenhener, M. L., Wooten, M. W. Isolation and culture of hippocampal neurons from prenatal mice. J. Vis. Exp. (65), 1-7 (2012).
  17. Bolte, S., Cordelières, F. P. A guided tour into subcellular colocalization analysis in light microscopy. J. Microsc. 224 (Pt 3), 213-232 (2006).
  18. Field, A., Miles, J., Field, Z. Discovering Statistics Using R. , SAGE Publications. Los Angeles, CA. (2012).
  19. Mattioli, T. -A. M., Milne, B., Cahill, C. M. Ultra-low dose naltrexone attenuates chronic morphine-induced gliosis in rats. Mol. Pain. 6, 22 (2010).
  20. Vogt, R. F., Phillips, D. L., Henderson, L. O., Whitfield, W., Spierto, F. W. Quantitative differences among various proteins as blocking agents for ELISA microtiter plates. J. Immunol. Methods. 101 (1), 43-50 (1987).
  21. The Molecular Probes Handbook. Johnson, I., Spence, M. , Life Technologies. Carlsbad, CA. (2010).
  22. Morris, T. J., Stanley, E. F. A simple method for immunocytochemical staining with multiple rabbit polyclonal antibodies. J. Neurosci. Methods. 127 (2), 149-155 (2003).
  23. Handbook of Biological Confocal Microscopy. Pawley, J. , Springer. New York, NY. (2006).
  24. North, A. J. Seeing is believing? A beginners’ guide to practical pitfalls in image acquisition. J. Cell Biol. 172 (1), 9-18 (2006).
  25. Zinchuk, V., Zinchuk, O., Okada, T. Quantitative colocalization analysis of multicolor confocal immunofluorescence microscopy images: pushing pixels to explore biological phenomena. Acta Histochem. Cytochem. 40 (4), 101-111 (2007).

Tags

Biología Molecular Número 101 el tráfico el receptor de los receptores acoplados a proteínas G internalización Degradación Reciclaje Colocalización inmunocitoquímica inmunohistoquímica microscopía
Seguimiento de cambios inducidos por fármacos en los receptores post-internalización Trata de Análisis Colocalizational
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ong, E., Cahill, C. TrackingMore

Ong, E., Cahill, C. Tracking Drug-induced Changes in Receptor Post-internalization Trafficking by Colocalizational Analysis. J. Vis. Exp. (101), e52824, doi:10.3791/52824 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter