迭代漂白扩展多重性 (IBEX) 和商业核苷酸标记测定 (Click-iT EdU) 的组合能够在固定冷冻小鼠组织切片中高度动态的过程中检测和分类分裂细胞类型。此外,一种新颖的开源图像处理管道提供了高通量图像采集和分析。
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迭代漂白扩展多重性 (IBEX) 和商业核苷酸标记测定 (Click-iT EdU) 的组合能够在固定冷冻小鼠组织切片中高度动态的过程中检测和分类分裂细胞类型。此外,一种新颖的开源图像处理管道提供了高通量图像采集和分析。
皮肤损伤会引发复杂的再生级联反应,参与各种细胞类型。其中,外周神经胶质细胞在确保修复过程的成功方面发挥着至关重要的作用。然而,由于当前技术的局限性,我们对这些过程的理解仍然不完整。因此,采用迭代-漂白-扩展-多重性(IBEX)方法,使用针对参与组织再生的关键细胞类型和结构表达的蛋白质的抗体来表征皮肤细胞组成的变化。重要的是,针对细胞增殖标志物的抗体往往低估了皮肤中分裂细胞的数量。为了克服这一限制,将 Click-iT EdU 化学与 IBEX 方法相结合,可以对增殖细胞类型进行详细表征。使用全自动转盘共聚焦显微镜,开发了一种高通量工作流程,用于对切片成 24 孔板的样品进行迭代成像。除了扩展 IBEX 方法以使用 Click-iT EdU 原 位 评估细胞状态外,还引入了一种新颖的开源图像处理管道来执行图像校正、拼接和配准,可供没有丰富编程经验的研究人员使用。此外,还提供了有关处理和可视化高度多重成像数据(使用传统图像分析软件,包括 Fiji 和 QuPath)的详细文档。总之,该协议突出了 IBEX 协议的多功能性,并展示了其对已建立的传统成像平台的适应性。值得注意的是,将 IBEX 与 Click-iT EdU 标记相结合,能够以空间分辨率检测和分类完整组织中和高度动态过程中活跃分裂的细胞类型。
皮肤是人体最大的器官,也是保护身体免受外界环境侵害的原始屏障1.因此,它面临着大量损害其屏障功能的外部挑战。因此,皮肤已经发展出复杂的机制来恢复损伤后的组织完整性和功能。皮肤伤口愈合发生在三个重叠阶段:炎症、增殖和成熟/重塑。这三个阶段涉及几种不同的细胞类型,例如真皮成纤维细胞和免疫细胞,它们共同作用以恢复受伤皮肤组织的初始生物学特性 1,2,3。
皮肤是一个神经支配密集的器官,众所周知,神经支配对于成功的修复过程至关重要 4,5,6。除了轴突信号传导 4,7,8 外,通常包裹轴突的外周神经胶质细胞参与成功的组织再生 9,10,11。然而,在皮肤组织再生等动态过程中,代表性不足的细胞类型(例如外周神经胶质细胞)的作用仍然知之甚少。为了更好地确定这些细胞的功能,分析细胞微环境以及它们在再生过程中可能相互作用的邻近细胞类型至关重要。此外,由于细胞增殖是组织再生的关键阶段,因此在整个修复过程中准确检测和分类增殖的细胞类型非常重要。
已经开发出多重、高内涵、光学成像方法,例如 IBEX12,用于表征细胞组成,可视化和量化细胞间相互作用,并以空间分辨率剖析复杂组织内的微环境模式。虽然其他多重检测方法需要专门的仪器和专有试剂,但 IBEX 的一个特殊优势是可以使用标准研究环境中可用的市售抗体、试剂和显微镜以相对较低的成本建立它。虽然常用于IBEX面板的抗Ki-67抗体可靠地标记了许多组织中的增殖细胞类型13,14,但发现与其他方法相比,Ki-67阳性(Ki-67+)细胞的数量被低估了急性小鼠皮肤伤口的固定冷冻组织切片。因此,我们将 Click-iT EdU 化学与 IBEX 相结合,发现 EdU+ 细胞的数量更准确地代表了通过其他方法获得的增殖细胞总数。
此外,通过采用全自动转盘共聚焦显微镜,建立了高通量工作流程,用于对放置在 24 孔板中的组织切片进行迭代成像。然后通过将多个开源 Python 工具组合成一个新颖的图像处理管道来处理生成的图像,该管道可以校正图像的不均匀照明,执行各个图块的拼接,并最终进行图像配准。具体来说,BaSiCPy库15 用于照明校正,m2stitch库用于拼接图像,相位交叉相关用于周期配准。注册的图像被保存为 OME-TIFF,然后可以加载到传统的图像分析软件中,例如 Fiji17 和 QuPath18,然后对图像进行进一步处理,并可以执行细胞类型分类和其他测量,如强度和距离计算。总而言之,本协议使我们能够对再生皮肤的主要细胞类型进行详细、高效的表征,特别关注外周神经胶质细胞群周围的细胞微环境。
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所有动物育种、饲养和实验均按照瑞士苏黎世州兽医办公室的指导方针进行。
1. 全层皮肤伤口(第 0 天)
2. 样品制备(第 1 天)
3. 组织阻断、EdU Click-iT 反应和抗体免疫标记,IBEX 第 1 周期(第 1 天)
4. 二抗免疫标记和核复染(第 2 天)
5. 第一个 IBEX 周期的显微镜设置和成像(第 2 天)
6. 荧光团漂白(第 2 天)
7. IBEX 周期(第 2 天)
8. 图像处理(第 2 天)
9. 图像分析(第 2 天)
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该方法通过将 EdU Click-iT 化学与 IBEX 相结合,在固定的冷冻小鼠皮肤切片中充分检测增殖的细胞类型。使用不同的方法比较增殖细胞类型的检测,特别是用 Ki-67 抗体标记增殖细胞类型和使用 EdU Click-iT 化学方法检测细胞增殖(图 1)。我们观察到Ki-67抗体标记低估了固定冷冻小鼠皮肤切片中增殖细胞的数量(图1B,D),而EdU掺入充分反映了增殖细胞的数量(图1A,C)。将EdU掺入获得的结果与流式细胞术结果(图1G)和福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织切片上的Ki-67免疫标记(图1E-G)进行比较。这些结果表明,由于抗原修复不足,固定冷冻小鼠皮肤...
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细胞增殖是皮肤修复的四个主要阶段之一,炎症期和增殖期之间的过渡对于成功的修复过程至关重要20。良好调节的免疫反应至关重要,因为长期炎症会导致慢性伤口,这是一个重大的全球健康问题 1,21。增殖是一个关键的生物过程,不仅对组织修复很重要,而且对生物体发育和疾病评估(包括致癌作用)也很重要。存在多种测量细胞增殖的方法,可以通过计数细胞间接或直接通过使用 Ki-67 或 DNA 掺入试剂等标记物进行免疫标记。Ki-67免疫标记作为诊断工具被广泛使用,导致了Ki-67标记指数的发展,该指数应用于癌症患者的诊断和预后22,23,24。
在该协议中,我们使用成熟的细胞周期标记Ki...
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作者没有需要声明的竞争利益。
我们要感谢显微镜和图像分析中心对 MD ImageXpress 显微镜和实验动物服务中心对小鼠饲养的支持。LS 由两项瑞士国家科学基金会拨款(310030_192075 和 310030_207801)、瑞士癌症研究基金会拨款 (KLS-5391-08-2021) 和 SKINTEGRITY 资助。CH合作研究联盟。SS 由苏黎世大学博士后资助 (FK-22-056)。
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 抗体和试剂 | 源 | 标识符 | 评论 |
| <强>抗体<强/强力抗体> | |||
| CD31 Alexa Fluor 647(第二周期) | 生物传说 | 猫#102516 | 1:100 |
| AB_2161029 | |||
| CD45 Alexa Fluor 488(第二周期) | 生物传说 | 猫#103122 | 1:100 |
| AB_493531 | |||
| Ki-67 FITC(第一周期) | 生物传说 | 猫#151212 | 1:50 |
| AB_2814055 | |||
| Ki-67 鸡肉(ck) | LSBio | Cat#LS-C772946 | 1:800 |
| Ki-67 老鼠(现役)及nbsp; | 生物传说 | 猫#652402 | 1:100 |
| AB_11204254 | |||
| 神经丝H&M(NF-H/NF-M)Alexa Fluor 647(第三周期) | 生物传说 | 猫#837710 | 1:300 |
| AB_2734613 | |||
| 第75NTR(第一季) | 细胞信号传导技术 | 猫#8238 AB_10839265 | 1:1500 |
| Vimentin Alexa Fluor 488(第三周期) | 生物传说 | 猫#699305 | 1:100 |
| AB_2888889 | |||
| Alexa Fluor 647 驴反兔子 | 杰克逊免疫研究 | 猫#711-605-152 | |
| Reagentsnbsp; | |||
| Cellvis 24孔玻璃底板 | 塞尔维斯 | P24-1.5H-N | |
| 铬明矾明胶 | 新来者供应 | 猫#1033A | |
| Click-iT 教育大学套件 | 赛莫飞世尔科学 | C10637 | |
| 霍赫斯特 33342 | 西格玛-奥尔德里奇 | 目录#14533;CAS# 23491-52-3 | |
| LiBH4,硼氢化锂,95% | 赛莫飞世尔科学 | 猫#10438443 | |
| 组织技术 O.C.T 复合体樱花 | 瑞士生物系统公司 | 猫#7109-4583 | |
| PBS | 赛莫飞世尔科学 | 编号#10010-015 | |
| Superfrost Plus附着显微镜载玻片及nbsp; | 埃普雷迪亚 | 猫#J1800AMNZ | |
| 特里顿 X-100 | 西格玛-奥尔德里奇 | 猫#T8787 | |
| <强壮>装备 | |||
| 梳子 | 浮士德股份公司 | 猫#9172051和9172050 | |
| 切片刀和nbsp; | 瑞士生物系统公司 | 猫#207500011 | |
| 显微镜 | 分子器件,ImageXpress共焦点 HT.ai | ||
| 烤箱 | 赛莫飞世尔科学 | 猫#HBMCR4220 | |
| 摇臂摇床 | 埃德蒙·布姆尔;hler 有限公司 | 猫#32310015 |
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