The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Swedish was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
This article is a part of JoVE General. If you think this article would be useful for your research, please recommend JoVE to your institution's librarian.
Recommend JoVE to Your LibrarianCurrent Access Through Your IP Address
Current Access Through Your Registered Email Address
Abler, L. L., Mehta, V., Keil, K. P., Joshi, P. S., Flucus, C., Hardin, H. A., et al. A High Throughput in situ Hybridization Method to Characterize mRNA Expression Patterns in the Fetal Mouse Lower Urogenital Tract. J. Vis. Exp. (54), e2912, doi:10.3791/2912 (2011).
Utveckling av den lägre urogenitalsystemet (LUT) är en invecklad process. Denna komplexitet styrks vid bildandet av prostata från fostrets manliga urinröret, som bygger på androgena signaler och epitelceller-mesenkymala interaktioner 1,2. Att förstå de molekylära mekanismer som ansvarar för prostata utveckling kan avslöja tillväxt mekanismer som olämpligt är återuppväckt senare i livet att ge upphov till prostata sjukdomar såsom godartad prostataförstoring och prostatacancer.
Utvecklingsländerna LUT är anatomiskt komplex. Vid tiden prostatahyperplasi spirande börjar på 16,5 dagar efter befruktningen (DPC), många celltyper är närvarande. Kärlsystemet, nerver och glatt muskulatur finns inom de mesenkymala stroma 3. Detta glatta omger en mångbottnad epitel och ger upphov till fostrets prostatan genom androgenreceptorn-beroende parakrina signaler 4. Identiteten på den stromaceller androgen receptor-lyhörd gener som behövs för prostata utveckling och den mekanism genom vilken prostata duktal epitel former som svar på dessa gener är inte helt klarlagd. Förmågan att exakt identifiera celltyper och lokalisera uttrycket av specifika faktorer inom dem är absolut nödvändigt att ytterligare förstå prostata utveckling. In situ hybridisering (ISH) möjliggör lokalisering av mRNA i en vävnad. Därför kan denna metod användas för att identifiera mönster och tidpunkten för uttryck av signalering molekyler och deras receptorer, och därigenom belysa potentiella prostata utvecklande tillsynsmyndigheter.
Här beskriver vi en hög teknik genomströmning ISH att identifiera mönster mRNA uttryck i fostrets musen LUT med vibrerande mikrotom-cut sektioner. Denna metod har flera fördelar jämfört med andra ISH protokoll. Utföra ISH på tunna delar iakttas en bild är tekniskt svårt, kryosnitt ofta har dålig strukturell kvalitet medan både kryosnitt och sektioner paraffin resulterar ofta i svag signal upplösning. Utföra ISH på hela berget vävnader kan resultera i sond svällning. Däremot använder vi hög genomströmning teknik tjockt skurna avsnitt som avslöjar detaljerad vävnad arkitektur. Ändrad mikrofugrör rör möjliggör enkel hantering av avsnitten under ISH förfarandet. Högst 4 mRNA transkript kan vara avskärmade från en enda 17.5dpc LUT med upp till 24 mRNA transkript detekteras i en enda körning, och därigenom minska kostnader och maximera effektiviteten. Denna metod gör att flera behandlingsgrupperna skall behandlas på samma sätt och som en enhet, och därmed undanröja någon bias för att tolka data. De flesta fog för prostata forskare, ger denna metod en tid och plats för låga och höga utskrifter överflöd mRNA i fostrets mus urinröret som ger upphov till prostatan duktal nätverk.
1. Syntes av en Digoxigenin-11-UTP-märkta Riboprobe från en PCR-genererade Mall
2. Beredning av Vibrerande mikrotom Blade (Baserat på tidigare beskrivna protokollet) 7
3. Dissektion, lagring och förberedelse av Urogenitala vävnader för sektionering
5. Sektionering Urogenitala vävnad med en vibrerande mikrotom (Baserat på tidigare beskrivna Protocol) 7
6. Exempel Basket Förberedelse för in situ hybridisering
7. Embryo Pulver Förberedelse för in situ hybridisering (Baserat på tidigare beskrivna Protocol) 8
8. In Situ Hybridization dag 1
9. In Situ Hybridization Dag 2
10. In Situ Hybridization Dag 3
11. Representativa resultat:
Den rumsliga orienteringen för LUT vävnad i agarosen bestämmer plan vävnadssnitt. För sagittal avsnitten är minst två tredjedelar av urinblåsan exciderad och resterande LUT vävnaden är inbäddade i agar så att urinrörets mittlinjen är parallell med den plana ytan av agarosen kontakten (Figur 1A). Mindre justeringar i vävnaden planet kan göras av avfasning den platta kanten av agarosen kontakten. En representant sagittal avsnitt från en 17.5dpc manlig LUT vävnad som är orienterad i detta plan visas i figur 1B.
Exempel korgar skydda den känsliga vävnadssnitt från förlust och samlas damm och partiklar under flera dagar ISH förfarande. Exempel korgar förbereds av smältande polyester mesh på den avskurna ändan av en 1,5 mL mikrofugrör (Figur 1C). Ett litet hål är hål i locket på varje prov korg för att underlätta lösningen flöda in och ut ur korgarna. Exempel korgar är suspenderade i ISH lösningar genom att placera dem i 12mm hål borras i 24-brunnar lock (figur 1D). Den modifierade plattan lock stöd korgar när de överförs mellan 24-brunnars plattor under lösning förändringar.
Det är utmanande att begränsa icke-specifik bakgrundsfärgning under den långa inkubationstid krävs för detektering av låg överflöd mRNA. Tillsats av 0,2 mm natriumazid att prova buffertar och deras efterföljande filtrering genom 0.22μm filter verkade begränsa bakgrundsfärgning (Figur 2). Använda den här beskrivna metoden, verkar det inte vara synliga skillnader i bakgrund färgning när prover inkuberas i färg utvecklingen lösning för en längre tidsperioder (figur 3).

Figur 1. Beredning av en mus lägre urogenitala (LUT) tarmkanalen vävnad avsnitt och mikrocentrifugrör en korg för ISH. En LUT innehåller en del av urinblåsan, bäcken urinröret och tillhörande wolffska och Mϋllerian kanal-derived struktur) är inbäddad i en cylindrisk kontakt med 4% låg smälta agaros. (A) Pluggen limmas på ett prov monteringsskivan och (B) skuren i 50μm sektioner med en vibrerande mikrotomen. (C) En LUT avsnitt överförs till ett mikrocentrifugrör korg som förbereds av piercing ett hål i röret locket och fusing polyester mesh till skära botten av röret. (D) mikrocentrifugrör sätts in 12mm hål borras i en 24-brunnar locket så att vävnadssnitt är upphängda i buffertlösning under ISH protokollet. Pilspetsar ange LUT vävnaden i agarosen kontakten.

Figur 2. Införande av 0,2 mm natriumazid i 0.22μm filtreras lösningar förbättrar vävnaders kvalitet och minskar bakgrundsfärgning. 17.5dpc hanmöss lägre urogenitala traktater (LUT) var uppställd i ett sagittalplanet till en tjocklek av 50μm. Vävnadssnitt färgades av ISH hjälp av en sond mot twist homolog 1. Buffertar används för ISH var antingen (A) 0.22μm filtreras och kompletteras med 0.2mm natriumazid (Naaz) eller (B) ofiltrerade och inte kompletteras med Naaz. Pilspetsar visar bakgrundsfärgning. Bilderna var tagna vid samma förstoring. Resultaten är representativa färgningsmönster för n = 3 kull-oberoende möss.

Figur 3. Bakgrund färgningsintensitet verkar inte öka med förlängd färgutvecklingen. 17.5dpc hanmöss lägre urogenitala traktater (LUT) var uppställd i ett sagittalplanet till en tjocklek av 50μm. Sektioner färgades av ISH genom inkubering dem i chromagen färglösningen för (A) 9.5h med hjälp av en sond som erkänner rikligt avskriften östrogen-relaterade gamma (Esrrg), (B) för 43.5h med hjälp av en sond som erkänner mediet överflöd avskrift bromodomain intill zink finger domän, 2A (Baz2a), eller (C) för 236h med hjälp av en sond som erkänner liten förekomst avskriften vinglösa-typ MMTV familjen integration webbplats medlem 10a (Wnt10a). Bilderna var tagna vid samma förstoring. Resultaten är representativa färgningsmönster för n = 3 kull-oberoende möss.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Med hjälp av metoden som beskrivs här, är det möjligt att upptäcka mRNA i alla de stora celltyper och fack vävnad av fostrets manliga och kvinnliga musen LUT inklusive mesenkymala kuddar, urotel, glatt muskulatur, prostata knoppar, ejaculatorius kanal, och vagina. Den 50μm avsnitten i detta protokoll har fördelen av att vara tjock nog för att lösa vävnad arkitektur (t.ex. blodkärl) men är tunna nog för att undvika sond fångst, vilket är ett metodologiskt problem som ofta uppstår under hela-fäste ISH. Varje ny riboprobe bedöms positiva kontrollen vävnad, där infärgning har utvärderats i en publicerad tidigare studie. Vi ser till att färgningsmönster är specifika i dessa vävnader. En annan fördel med vår metod är att olika mönster av flera mRNA kan bedömas i intilliggande vävnadssnitt från samma LUT vävnad. Dessutom kan denna metod kopplas till immunhistokemiska tekniker för att visualisera celler specifika proteiner markörer och identifiera celltyper färgad med ISH protokollet. Denna metod är inte kompatibelt med traditionella motfärgning metoder, såsom kärnkraft motfärgning med Fast Rött eller hematoxylin. Vi har dock lyckats counterstained prover med fluorescerande kärnvapen fläckar, inklusive 4 ',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) och propidiumjodid.
Metoden som beskrivs här innehåller flera förbättringar jämfört med en som tidigare beskrivits 7. Nästan alla buffertar och reagens lösningar lager i den aktuella manuskript förbereds i förväg och kan lagras under lång tid, vilket ökar effektiviteten. Tillsats av 0,2 mm natriumazid till de flesta reagenser och deras filtrering genom 0.22μm membran minskar kraftigt icke-specifik bakgrundsfärgning ökar reagens hållbarhet, och minimerar ansamling av partiklar på vävnadssnitt under ISH förfarandet. Detta manuskript beskriver också tillverkning av genomsläppliga korgar mikrocentrifugrör som innehåller vävnadssnitt under ISH och en modifierad flera bra odlingsplatta lock som håller korgarna under bufferten förändringar. Vi fann att dessa enheter, som lätt tillverkas i labbet, minska provförlust, minimera skada vävnader avsnitt under bearbetning, och öka effektiviteten. Vidare bidrar användandet av en återförslutningsbar plastförpackning som en fuktkammare för att skydda mot avdunstning. Detta är särskilt viktigt för vävnadssnitt i perifert provbrunnar, där den så kallade edge effekt "kan införa en experimentell variabel. När du använder luftfuktighet kamrarna, vi har inte observerats väsentliga skillnader färgning kvalitet i perifera kontra inre provbrunnar.
Även om detta protokoll är en effektiv mekanism för att studera mönster mRNA uttryck i mus LUT vävnader, det finns vissa begränsningar med denna metod. Effektivitet av mRNA upptäckt varierar mellan riboprobes och absolut förekomst i mRNA inte kan fastställas. En annan begränsning är att färgningsmönster kan variera beroende på sträckan planet. För att minimera dessa begränsningar, bedömer vi varje mRNA mönster i flera avsnitt från flera kull oberoende av foster.
Denna metod kan optimeras för att visualisera mönster mRNA uttryck i andra typer mus vävnad eller andra arter. En sådan ändring kräver att mikrotomen bladet amplitud och hastighet kan optimeras under vävnad sektionering och att proteinas K koncentration optimeras under ISH förfarandet. Dessutom är det nödvändigt att i förväg absorbera anti-digoxigenin antikropp med embryo pulver från samma art av vävnad som håller på att utvärderas av ISH. Även om denna metod är inte användbart för vävnadssnitt tunnare än 40 mikrometer, eftersom de delar upplösas under ISH färgning, kan det vara anpassade för användning i hög genomströmning hela montering ISH färgning. Vi har använt den här metoden framgångsrikt för att genomföra hela montera ISH på foster och nyfödda mus prostata samt fostrets gonad och njure. För hela montering ISH färgning, är det nödvändigt att optimera proteinas K vävnad matsmältningen samt mängden och varaktigheten av tvättar följande natten antikropp inkubation att minska bakgrundsfärgning orsakade av sond svällning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Inga intressekonflikter deklareras.
Författarna vill tacka doktor Lan Yi, Cancer Institute i New Jersey, för tekniskt bistånd för att förbereda vävnad korgar. Detta arbete har finansierats av National Institutes of Health bidrag DK083425 och DK070219.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Anti-Digoxigenin antibody, Fab fragments | Roche Group | 11214667001 | |
| Blocking reagent | Roche Group | 11096176001 | |
| BM Purple AP substrate, precipitating | Roche Group | 11442074001 | |
| Bovine Serum Albumin | Fisher Scientific | BP1600-100 | |
| Cell culture plate, 24 well | Corning | 3524 | |
| Digoxigenin 11-UTP | Roche Group | 1277073910 | |
| dNTPs | Roche Group | 11969064001 | |
| Double-edged razor blade | Wilkinson Sword | Classic Model | |
| Eliminase RNase remover | Decon Laboratories | 1102 | |
| Formamide | Sigma-Aldrich | F5786-1L | |
| Gel extraction kit | Qiagen | 28704 | |
| Glutaraldehyde, 25% solution in H2O | Sigma-Aldrich | G6257-100ML | |
| Heparin, sodium salt | Sigma-Aldrich | H3393 | |
| Hydrogen peroxide, 30% solution in H2O | Fisher Scientific | BP2633-500 | |
| Levamisole | Sigma-Aldrich | L9756 | |
| Loctite 404 quick set instant adhesive | Henkel Corp | 46551 | |
| Magnesium chloride | Fisher Scientific | M33-500 | |
| Maleic acid | Sigma-Aldrich | M0375-500G | |
| Microcentrifuge tubes, 1.5mL | Biologix Research Company | BP337-100 | |
| Millicell culture plate insert | EMD Millipore | PICM01250 | |
| Molecular grinding resin | G-Biosciences | 786-138PR | |
| Paraformaldehyde, 4% solution in phosphate buffered saline | Affymetrix | 19943 | |
| Phosphate buffered saline, without Ca & Mg | MP Biomedicals | ICN1760420 | |
| Polyester mesh, 33 micron, 12†x 24†| Small Parts, Inc. | CMY-0033-D | |
| Proteinase K solution, 20mg/ml | Amresco | E195-5ML | |
| QIAshredder Columns | Qiagen | 79654 | |
| Q solution | Qiagen | Provided with Taq DNA polymerase | |
| RNase | Sigma-Aldrich | R6513 | |
| RNase inhibitor | Roche Group | 03335399001 | |
| RNeasy mini kit | Qiagen | 74104 | |
| RNEASY mini kit | Qiagen | 74104 | |
| RQ1 RNase-free DNase | Promega Corp. | M6101 | |
| SeaPlaque low-melt agarose | Lonza Inc. | 50101 | |
| Sheep serum | Sigma-Aldrich | S2263-500mL | |
| Stericup filter unit, 0.22m, polyethersulfone, 500mL | EMD Millipore | SCGPU05RE | |
| Sodium azide, granular | Fisher Scientific | S227I-100 | |
| Sodium chloride | Fisher Scientific | BP358-212 | |
| Sodium dodecyl sulfate | Fisher Scientific | S529-500 | |
| SSC, 20X solution | Research Products International Corp. | S24022-4000.0 | |
| SuperScript III first-strand synthesis system | Invitrogen | 18080-051 | |
| T7 RNA polymerase | Roche Group | 10881767001 | |
| Taq DNA polymerase | Qiagen | 201203 | |
| Tris-HCl | Fisher Scientific | BP153-1 | |
| Tween 20 | Fisher Scientific | BP337-100 | |
| Vibrating microtome with deluxe specimen bath | Leica Microsystems | VT1000A | |
| Yeast tRNA | Roche Group | 109495 |