The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
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1Department of Biology, University of Iowa, 2Molecular Targeting Technologies, Inc.
Duncan, J., Kersigo, J., Gray, B., Fritzsch, B. Combining Lipophilic dye, in situ Hybridization, Immunohistochemistry, and Histology. J. Vis. Exp. (49), e2451, doi:10.3791/2451 (2011).
Indo além da função de um único gene para cortar mais fundo em redes gene regulador exige múltiplas mutações combinadas em um único animal. Tal análise de dois ou mais genes precisa ser complementada com a hibridização in situ de outros genes, ou imuno-histoquímica das suas proteínas, tanto em tudo montado órgãos em desenvolvimento ou seções para a resolução detalhada das alterações expressão celular e tecidual. Combinando alterações genéticas múltiplas requer o uso de CRE ou flipase para condicionalmente excluir genes e evitar a letalidade embrionária. Sistemas de criação necessária aumentar dramaticamente esforço e custo proporcional ao número de genes mutados, com um resultado de muito poucos animais com o repertório cheio de modificações genéticas desejadas. Amortizando a grande quantidade de esforço e tempo para obter esses poucos espécimes preciosos que são portadores de mutações múltiplas requer otimização de tecido. Além disso, investigar um único animal com várias técnicas faz com que seja mais fácil para correlacionar defeitos deleção do gene com perfis de expressão. Nós desenvolvemos uma técnica para obter uma análise mais aprofundada de um determinado animal, com a capacidade de analisar diversas estruturas histologicamente reconhecível, bem como a expressão do gene e proteína todos da mesma amostra em ambos os órgãos tudo montado e seções. Embora os ratos têm sido utilizados para demonstrar a eficácia desta técnica pode ser aplicada a uma grande variedade de animais. Para fazer isso nós combinamos corante lipofílico rastreamento, montar toda a hibridização in situ, imunohistoquímica e histologia para extrair a quantidade máxima possível de dados.
1. Injeção de corante lipofílico
Preparação do tecido:
Todas as dissecções de tecidos e manipulações são realizadas em animais fixados em paraformaldeído 4% (PFA) em tampão fosfato 0,1 M (pH 7,4) por perfusão transcardial usando bombas peristálticas com agulhas de tamanho apropriado. Tecidos podem ser armazenados em PFA 4% na geladeira por até 6 meses. Todas as preparações e manipulações são realizadas em 0,4% ou PFA maior até que a montagem com glicerol para a imagem latente. Esta quantidade de PFA elimina eficazmente RNases e preserva o RNA de hibridização in situ.
Armazenamento de corante:
Todos os corantes devem ser armazenados em um compartimento escuro fechado para minimizar a circulação do ar e exposição à luz do dia, como eles são fotossensíveis. Para evitar a contaminação cruzada, um conjunto distinto de instrumentos devem ser usados para lidar com cada corante.

Figura 1. Visão esquemática do experimento. O ouvido é exposto para permitir a visualização de todas as estruturas. Corante lipofílico é então injetado e permitiu a difusa. Depois de difusão distintas populações neuronais podem ser vistos rotulada pelo corantes diferentes. Em seguida, hibridização in situ (Sox2) é realizada no ouvido e expressão rótulos mRNA. Imuno-histoquímica é então realizado(Myo7 tubulina) para visualizar a expressão da proteína. Seguido por cortes histológicos em que ambos hibridização in situ e imunohistoquímica pode ser visualizado.
2. Hibridização In Situ
No caso de você querer começar com a hibridização in situ (após o rastreamento com corantes lipofílicos será impossível), referem-se a preparação do tecido na parte 1. Cada lavagem, a menos que indicado, é realizado com 2 mL de solução a temperatura ambiente em um inversor / mixer. Certifique-se de trabalhar em um ambiente limpo RNase, livre.
| Tabela 1. Proteinase K tempo de digestão no tecido mouse. | |
| AGE (dia embrionário) | TEMPO (minutos) |
| E8.5 | 6 |
| E9.5 | 10 |
| E10.5 | 13 |
| E11.5 | 15 |
| E12.5 | 17 |
| E14.5 | 18 |
| E16.5 + | 20 + |
* As amostras podem ser visualizados nesta fase e / ou após a etapa de imuno-histoquímica é adicionado (Parte 3 abaixo).
Soluções:
3. Imuno-histoquímica
Etapas 1 e 2 pode ser omitido se Parte 2 foi concluída. Nesse caso, certifique-se que todas as glicerol ou outros meio de montagem é lavado. Note que nem todos os anticorpos ainda será capaz de detectar a sua epítopo após proteinase K digestão. Nós temos uma pequena lista de anticorpos que podem ser usados em combinação com hibridização in situ em tecidos de mamíferos, que mantêm a sua especificidade (ver Tabela 2).
Soluções
| Tabela 2. Anticorpos que trabalham com proteinase K tecido digerido. | ||
| Cat # | Item | Vendedor |
| 25-6790 | Anti-Miosina VIIA policlonais | Proteus Biosciences |
| 25-6791 | Anti-Miosina VI policlonais | Proteus Biosciences |
| 9661 | Caspase-3 policlonais | Sinalização celular |
| T7451 | Anti-acetilados Monoclon tubulinaal | Sigma |
| PRB-238C | Prox1 policlonal | Covance |
4. Histologia
Histologia pode ser introduzida após Parte 1 para aumentar a resolução do corante lipofílico rastreamento em toda espessura montagens, tais como cérebro juvenil ou após a conclusão das partes 2 ou 3. Para seções de série do cérebro, recomendamos o Compresstome VF-700 micrótomo (Precisionary Instruments Inc., Greenville, Carolina do Norte) para obter espessura uniforme. Cortes congelados são menos ideal devido à maior infiltração de corante durante o processo de corte 3. Preparação de cortes seriados e montagem em glicerol 4 é o método preferido de preparação do tecido, quando monta todo ou montagens de superfície não permitem visualização adequada das regiões do tecido de interesse. Tecido também pode ser posteriormente incluídos em resina epóxi e cortados em espessura de 1-2 mM usando facas de vidro ou de diamante para TEM. Ao usar esta técnica de imunofluorescência permanecerá mais e é ainda mais estável após a incorporação de plástico, no entanto, todo o rastreamento lipofílico será inteiramente perdido nesta fase, eles se dissolvem em resina epoxy e álcool. Tomar precauções como amostras será sensível à luz até que sejam incorporados.
Para Compresstome corte micrótomo VF-700, seguir as recomendações do Precisionary Instruments Inc.
Incorporação de epóxi / Seccionamento:
Soluções
5. Resultados representante

Figura 2. Colocação de corante lipofílico e imagem em um embrião de rato. Corantes Três comprimento de onda diferente lipofílico foram injetados e incubado para permitir a visualização do nervo trigêmeo (TN), nervo glossofaríngeo (GN), e do nervo vago (VN) projeções central. A) a colocação de corantes lipofílicos nas porções periférica de três nervos cranianos para permitir a difusão para o tronco cerebral para a visualização de seus processos central. A TN é rotulado com NeuroVue Vermelho, GN: Maroon NeurVue e VN: Jade NeuroVue. B) O mesmo que no rato (A) após incubação. Alguns de difusão podem ser vistos com microscopia de campo claro. C) mouse mesmo que em (A e B). O rombencéfalo tem sido dissecado e plana montada. Alguns rotulagem dos processos centrais das três nervos rotulados podem ser vistos com microscopia de campo claro. D) a imagem de Confocal (C). Com o uso dos neurônios confocal específico pode ser visto, e uso de três diferentes corantes permite a avaliação da distribuição de cada população em relação aos outros. Corantes foram fotografadas seqüencialmente. Jade NeuroVue foi fotografada em uma excitação de 488 nm e emissão de 500-550 nm. NeuroVue Red foi fotografada em uma excitação de 535 nm e emissão de 550-600 nm. Maroon NeuroVue foi fotografada em uma excitação de 643 nm e emissão a 650-700 nm.

Figura 3. Visão esquemática do experimento. O ouvido é exposto para permitir a visualização de todas as estruturas. Corante lipofílico éentão injetado e permitiu a difusa. Depois de difusão distintas populações neuronais podem ser vistos rotulada pelo corantes diferentes. Em seguida, hibridização in situ (Sox2) é realizada no ouvido e expressão rótulos mRNA. Imuno-histoquímica é então realizado (Myo7 tubulina) para visualizar a expressão da proteína. Seguido por cortes histológicos em que ambos hibridização in situ e imunohistoquímica pode ser visualizado.
Neste vídeo, demonstramos um método para combinar quatro técnicas a fim de maximizar a coleta de dados e de coesão, correlacionando os dados dentro de um determinado animal (figura 3). Esta abordagem irá reduzir a quantidade de cruzamentos e, assim, tempo necessário para obter dados publicáveis, melhorando a informação sobre co-localização e efeitos correlatos de mutantes. Embora os ratos embrionárias foram utilizados neste vídeo mouse, adulto, bem como outros animais, como frango, Xenopus e peixe-zebra podem ser analisados usando essas técnicas também. Quando se utiliza outras espécies proteinase k digestão pode precisar de ser alterada. Aqui usamos diferentes corantes fluorescentes NeuroVue especificamente rótulo até três populações neuronais de interesse. O benefício desses corantes é que eles podem ser usados em camundongos mutantes, que pode ser problemático quando depender exclusivamente de imuno-histoquímica que pode ou não ser afetadas por mutações para ser analisado, e eles rótulo neurônios retrogradamente e anterógrada 5. Um estudo recente também aumentou o número de populações de neurônios que podem ser em simultâneo a seis 2. Depois, o corante lipofílico traçando o mesmo tecido de interesse podem ser analisados utilizando hibridização in situ, para a análise da transcrição de genes e podem ser posteriormente analisados por meio de imunohistoquímica para a distribuição de proteínas. A última análise pode ser complementada pela análise histológica detalhada que pode acrescentar à caracterização fenotípica 6. Esta análise multifatorial tem o potencial para ganhar novos conhecimentos através da análise correlativa dentro do mesmo animal que de outra forma ser improvável ou, pelo menos, na necessidade de protocolos mais extensa e reprodução do mouse.
Tecidos de camundongos foram coletados de acordo com as diretrizes e regulamentos estabelecidos pela Universidade de Iowa Animal Care Institucional e Comitê de Uso (ACURF 0.804.066).
Confocal imagens foram obtidas na Universidade de Iowa Carver Center for Imaging. O financiamento foi fornecido por uma concessão SBIR (MH079805) para BF apoio adicional para a reprodução dos ratos para este projeto foi fornecido pelo NIDCD (5R01DC00559007) para BF
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| in situ Hybridization: | |||
| PC DIG wash + block buffer set | Roche Group | 1585762 | |
| Premix 20x SSC Buffer | Roche Group | 1666681 | |
| Proteinase K 20mg/ml | Ambion | AM2546 | |
| Diethyl Pyrocorbonate (DEPC) | Research Products International Corp. | D43060 | |
| Formamide | Sigma-Aldrich | F9037 | |
| Dextran Sulfate | Research Products International Corp. | D20020 | |
| BM Purple | Roche Group | 11442074001 | |
| Anti-Dig-AP Fab fragments | Roche Group | 11093274910 | |
| RNase A enzyme 10mg/ml | Fermentas | EN0531 | |
| RNase Away | Research Products International Corp. | 7003 | |
| Salmon Sperm DNA 10mg/ml | Invitrogen | 15632-011 | |
| Stericup Filter Unit 0.22m; 500ml | EMD Millipore | SCGVU05RE | |
| Filter Discs 0.2m; 25mm | Whatman, GE Healthcare | 6780-2502 | |
| Phosphate buffered saline PH 7.4 packets | Sigma-Aldrich | P-5368 | |
| Immunohistochemistry: | |||
| Goat Serum | Sigma-Aldrich | G9023 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8532 | |
| Hoechst Dye | Polysciences, Inc. | 9460 | |
| Histology: | |||
| Poly/Bed 812 Embedding Media/DMP-30 Kit | Polysciences, Inc. | 08792-1 | |
| Propylene oxide | Sigma-Aldrich | 110205 | |
| Gluteraldehyde Solution 50% | Fisher Scientific | G151 | |
| DPX Mountant | Fluka | 44581 | |
| Rocker | MidSci | 55D1114 | |
| Heat Block | Fisher Scientific | 11-715-125D | |
| Rotator | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 400110Q | |
| Incubator set to 60° | Fisher Scientific | 11-690-625D | |
| Dye tracing: | |||
| Microscissors | Geuder | G-19775 | |
| Fine Forceps | E.M.S | 72680-F | |
| NeuroVue dye: Maroon, Red, Jade | MTTI | FS-100(1,2,6) | |
| 1X phosphate buffered saline (PBS) | Sigma-Aldrich | P-5368 | |
| Dissecting scope | Leica Microsystems | M205 FA | |
| Incubator set to 36° | Fisher Scientific | 11-690-506DQ | |
| Confocal Microscope | Leica Microsystems | LSM 510 | |
| Slides | Surgipath | 00240 | |
| Coverslips | Surgipath | 00106 | |
| RPI | Glycerol | G22025-0.5 | |
| Paraformaldehyde (4% and 0.4%) | Fisher Scientific | T353-500 |