في هذه المقالة ، نقدم بروتوكولا للكشف عن الخلايا قليلة التغصن المحملة بالأنابيب الدقيقة في نموذج لاعتلال الأنابيب من خلال نهج الفحص المجهري التوافقي الثاني البسيط والمبتكر.
مقالة منهجية
في هذه المقالة ، نقدم بروتوكولا للكشف عن الخلايا قليلة التغصن المحملة بالأنابيب الدقيقة في نموذج لاعتلال الأنابيب من خلال نهج الفحص المجهري التوافقي الثاني البسيط والمبتكر.
يمثل التصور المرضي للمكونات الهيكلية الخلوية في الدماغ تحديا. إن التوزيع في كل مكان لشبكات الأنابيب الدقيقة والشعيرات الدقيقة والخيوط الوسيطة في جميع الأنسجة العصبية ، جنبا إلى جنب مع التباين في نتائج استراتيجيات اندماج البروتين الفلوري وقابليتها المحدودة للتطبيق على الدراسات الديناميكية للأجسام المضادة والأدوية كمركبات كروموفور ، تجعل الأساليب البصرية الكلاسيكية ليست فعالة مثل البروتينات الأخرى. عندما يحتاج التوبولين إلى الدراسة ، فإن الجيل الخالي من الملصقات من التوافقيات الثانية يعد خيارا مناسبا جدا بسبب التنظيم غير المتماثل للجزيء. يمكن لهذه التقنية ، عند اقترانها بالفحص المجهري ، أن تصف نوعيا التوزيع الحجمي للحزم المتوازية من الأنابيب الدقيقة في العينات البيولوجية ، مع ميزة إضافية تتمثل في العمل مع الأنسجة الطازجة غير الثابتة وغير المنفذة. يصف هذا العمل كيفية تصوير التوبولين باستخدام إعداد مجهري تجاري من الجيل التوافقي الثاني لتسليط الضوء على الأنابيب الدقيقة في الهياكل المخصبة بالأنبوبين في الخلايا قليلة التغصن ، كما هو الحال في نقص الميالين مع ضمور العقد القاعدية والمخيخ (H-ABC) اعتلال الأنابيب ، وهو اضطراب المايلين الموصوف مؤخرا.
التصوير البصري للهياكل الهيكلية الخلوية في الأنسجة ومستحضرات الأعضاء ليست مهمة سهلة. خيوط الهيكل الخلوي موجودة في كل مكان ، لذلك إذا تم إجراء تلطيخ عام ، على سبيل المثال ، ضد ألفا توبولين أو بيتا أكتين أو يحتمل أن يكون الكيراتين في عينة ظهارية ، فمن المحتمل أن يتم توزيع الإشارة بشكل متجانس إلى حد ما في جميع أنحاء العينة. لتقييد التلوين إلى مجموعة فرعية أكثر وضوحا من المكونات الخلوية ، يمكن للمرء إما استخدام الفئران المعدلة وراثيا مع التعبير المستهدف1 أو التخطيط لاستخدام الأجسام المضادة الخاصة بالشكل المتساوي. في حين أن عددا قليلا جدا من هذه الأخيرة موجودة في السوق (ويوجد عدد قليل جدا منها على الإطلاق2،3،4) ، قد يتوفر نموذج حيواني معدل وراثيا. ومع ذلك ، يجب أن يحصل عليها المختبر وأن يتم إيواؤها بشكل صحيح ، مع جميع النفقات التي تنطوي عليها العملية. قد تكون بعض الأجسام المضادة أو المواد الكيميائية ، على سبيل المثال ، الأدوية المترافقة بالفلوروفور مثل phalloidin أو paclitaxel ، غير متوافقة جزئيا أو كليا مع الاستخدام في الخلايا أو الأنسجة الحية ، مما يحد من قابليتها للتطبيق على دراسات العينات الثابتة فقط.
في حالة التوبولين ، يجب أخذ جانب إضافي في الاعتبار ، وهو حساسية البوليمر للتثبيت. من المعروف أن التثبيت الكيميائي التقليدي بالفورمالديهايد غير كاف للحفاظ على سلامة الأنابيب الدقيقة على النحو الأمثل5. بالإضافة إلى ذلك ، يؤكد تقرير حديث أن تشابك الفورمالديهايد يؤدي إلى تغييرات طفيفة في البنية التحتية للأنابيب الدقيقة ، على غرار ما يحدث مع ربط بعض الأدوية أو الجزيئات الفسيولوجية مثل GTP6.
لذلك ، غالبا ما يكون التصور المباشر للأنابيب الدقيقة في العينات غير الملوثة وغير الثابتة أمرا مرغوبا فيه. لتحقيق ذلك ، فإن أحد الحلول التقنية هو الفحص المجهريللجيل التوافقي الثاني (SHG) 7 ، والذي يعتمد على قدرة حزم الأنابيب الدقيقة المتوازية على العمل كهارمونوفور وإصدار ضوء مضاعف التردد عند إضاءته بشكل صحيح باستخدام ليزر الأشعة تحت الحمراء النبضي المكثف. على الرغم من أنه يمكن توليد إشارة توافقية ثانية أقوى وأكثر استقرارا من الكولاجين والميوسين ، وهما المادتان البيولوجيتان الأخريان الوحيدتان المعروفتان بأنهما قادران على مضاعفة التردد ، فقد تم استخدام الإشارة من التوبولين حتى الآن في الغالب لدراسة إعادة ترتيب المغزل الانقسامي8،9،10 ومورفولوجيا الأنابيب الدقيقة المحورية11،12،13.
في هذا العمل ، نقدم استخداما جديدا لمجهر SHG كأداة تشخيصية لتمييز أنسجة الجهاز العصبي المركزي (CNS) المتأثرة باعتلال الأنابيب tubulin beta 4 A (TUBB4A) عن نظيراتها الصحية14. بعض الطفرات التي تحدث في هذا الشكل العصبي في الغالب من التوبولين ، مثل تلك التي تسبب نقص الميالين وضمور العقد القاعدية والمخيخ (H-ABC) ، تحفز الأنابيب الدقيقة على ملء الخلايا قليلة التغصن15,16 ؛ ترتبط التغيرات الهيكلية الخلوية ، بدورها ، بتأثيرات المصب مثل خلل الميالين ، مع ضعف عميق في المسارات الحركية والحسية16،17،18،19. يعرض نموذج الفئران التايب المستخدم في هذا العمل محتوى الأنابيب الدقيقة غير الطبيعي في الخلايا قليلة التغصن ويلخص معظم الأعراض الحسية الحركية لمرضى H-ABC17. يشرح البروتوكول كيفية تصوير الهياكل مثل الجسم الثفني والمخيخ ، والتي عادة ما تكون شديدة الميالين والتي تتأثر بشدة في المرضى من البشر وكذلك في فأر تايب 19 ، لتسليط الضوء على الاختلافات في إشارات SH بين الأنسجة السليمة والمتحولة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تنفيذ جميع الإجراءات الموصوفة وفقا للقوانين والمدونات المعتمدة في العنوان السابع من لائحة قانون الصحة العامة فيما يتعلق بالبحوث الصحية للحكومة المكسيكية (NOM-062-ZOO-1999) ووفقا لتوصيات المعاهد الوطنية للصحة دليل رعاية واستخدام التجارب وتمت الموافقة عليها من قبل اللجنة المؤسسية لأخلاقيات البيولوجيا في أبحاث جامعة غواناخواتو وجامعة بينيميريتا المستقلة بويبلا.
1. إعدادات المجهر
2. الضوابط الأولية المجهر
ملاحظة: قم بإجراء عناصر التحكم المجهرية الأولية مرة واحدة، ما لم يتم تعديل الإعداد.
3. استخراج الأنسجة
ملاحظة: استخدم دائما أدوات نظيفة لإجراء العمليات الجراحية.
4. تقسيم الاهتزاز
5. نقل إلى المجهر
6. التصوير
7. معالجة المخيخ
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الصور التي تم الحصول عليها باستخدام هذه المنهجية لها مستوى خلفية منخفض جوهري بسبب العدد المحدود جدا من harmonophores الموجودة في الأنسجة البيولوجية ، والتي تعد واحدة من المزايا الهامة للطريقة.
عندما يتم تصوير ألياف الجسم الثفني ، يمكن العثور باستمرار على هياكل قصيرة تشبه الألياف وعناصر مستديرة في دماغ تايب (الشكل 3 ب) ، بينما يظهر الجسم الثفني في الدماغ المتحكم إشارة أكثر تباينا وخواصا في جميع أنحاء منطقة الدماغ (الشكل 3 أ). ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعد الفحص المجهري SHG جزءا من مجموعة من تقنيات البصريات غير الخطية ، والتي تشمل الفحص المجهري للإثارة ثنائي الفوتون ، والمجهر من الجيل التوافقي الثالث ، والمجهر المتماسك المضاد لستوكس رامان ، والتي ساهمت في توسيع نطاق تطبيقات المجهر الضوئي التقليدي لعلوم الحياة20.
على وجه التحديد ، تتعلق القوة والضعف الرئيسية لمجهر SHG بنفس الحالة: مولد الإشارة غير متماثل21. غالبا ما توجد مثل هذه الحالة المعمارية المحددة في عالم البلورات العضوية وغير العضوية ولكن...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس للمؤلفين مصالح مالية متنافسة.
تم دعم هذا العمل من قبل المجلس الوطني للعلوم والتكنولوجيا (CONACYT) من خلال المنح التالية: infraestructura 226450 إلى VP-CIO ، والبنية التحتية 255277 إلى V.P. ، و FORDECYT-PRONACES / 194171/2020 إلى V.H. نحن نعترف بدعم جوفينال هيرنانديز جيفارا في CIO في صناعة الفيديو.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 405/10 نانومتر مرشح ممر النطاق أحادي النطاق BrightLine (R) ؛ | سيمروك | FF01-405 / 10-25 | قطر 32 مم ، مع حلقة مبيت |
| نايلون أسود ، قماش مطلي بالبولي يوريثين | Thorlabs | بي كيه 5 | 5 قدم × 9 بوصات (1.5 م × 2.7 م) × 0.005 بوصة (0.12 مم) سميك |
| شفرات للاهتزاز | أي إعلان تجاري؛ على سبيل المثال سيف ويلكنسون | شفرات حلاقة كلاسيكية من الفولاذ المقاوم للصدأ مزدوجة الحواف | |
| أطباق زراعة الخلايا ، 35 مم | أي إعلان تجاري؛ على سبيل المثال الصقر | 351008 | |
| المجهر متحد البؤر | زييس | LSM710NLO أكسيو أوبزرفر Z1 | مجهر مقلوب ، الهدف المستخدم هو LCI Plan-Neofluar 25x / 0.8 NA & nbsp ؛ |
| مبرد | أي إعلان تجاري | يمكن أن يعمل أي صندوق بوليسترين معزول ، للحفاظ على العينة عند حوالي 37 درجة ؛ C | |
| ستش الذرة | على سبيل المثال مايزينا | من السوبر ماركت | |
| أغطية # 1.5 | أي إعلان تجاري | مستطيل | |
| غراء سيانوأكريليت | على سبيل المثال Loctite | للصق الدماغ على شريط التقنيع | |
| ملقط ناعم | أدوات العلوم الجميلة | 11412-11 | لمعالجة أقسام الأنسجة عن طريق التعامل مع السحايا |
| مقص ناعم | أدوات العلوم الجميلة | 14370-22 | لقص الجلد |
| مقص غرام طرف منحني | أدوات العلوم الجميلة | 14061-09 | لقطع على طول خط الوسط |
| الفورمالديهايد 37٪ | سيجما ألدريتش | 252549 | لتخفيف 1:10 في برنامج تلفزيوني |
| فريدمان رونجور | أدوات العلوم الجميلة | 16000-14 | لقطع العظم |
| عبوات جل | أي إعلان تجاري | تم تسخينها مسبقا إلى 37 درجة ؛ C ، للمساعدة في الحفاظ على درجة الحرارة داخل المبرد | |
| ماصة باستور زجاجية ، معدلة | أي إعلان تجاري | لنقل قسم الأنسجة | |
| هانكس ورئيس الوزراء. محلول الملح المتوازن (HBSS) | جيبكو | 14025-076 | يمكن تحضيرها من المساحيق |
| مرقئ كيلي | أدوات العلوم الجميلة | 13018-14 | لفصل العظم ؛ |
| شريط اخفاء | أي إعلان تجاري | لحماية سطح لوحة العينة | |
| وحدة NDD ، النوع C | زييس | 000000-1410-101 | للكشف عن الإشارة ، مما يقلل من فقدان الضوء. إسكان مجموعة مرشح 000000-1935-163 مع SP485 |
| أوفست كماش العظام | أدوات العلوم الجميلة | 16101-10 | لقطع العظم |
| محلول ملحي مخزن من الفوسفات (PBS) | جيبكو | 10010-031 | يمكن تحضيرها من مساحيق أو علامات تبويب |
| الليزر النبضي | متماسك | رؤية الحرباء II | 680 – ليزر قابل للضبط 1080 نانومتر |
| مشرط | أي إعلان تجاري | شفرة مستقيمة مع نقطة حادة | |
| ملقط نمط قياسي | أدوات العلوم الجميلة | 11000-18 | |
| فاناس مقص زنبركي | أدوات العلوم الجميلة | 15018-10 | لقطع السحايا التي تبقى مرتبطة بكل من الشريحة التي تم الحصول عليها من القطع الاهتزازي والقسم الملصق على لوحة العينة. |
| الاهتزاز | أي إعلان تجاري؛ على سبيل المثال لايكا | المحرك VT1200 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن