2016年6月7日
本文介绍了一种通过定量、密度测定法、体外受体放射自显影技术,使用碘-125标记的血管紧张素II类似物,来描述血管紧张素II 1型受体在大鼠脑内定位的实验方案。
本实验的总体目标是利用受体放射自显影技术结合脑结构的组织学鉴定,在脑切片中对血管紧张素II受体的表达进行解剖定位和定量分析。该方法可确定血管紧张素II影响行为、认知功能及心血管系统的脑区,为开发治疗神经退行性疾病和心血管疾病的新疗法提供重要依据。该技术的主要优势在于兼具定量与定性分析能力,并且相较于其他方法,能够更特异性地识别血管紧张素II的功能性受体。
该方法还可用于表征体内其他激素受体系统的功能,例如与滥用药物相关的受体。在收获后立即把脑组织放入模拟颅腔内部结构的脑模具中,并用铝箔包裹模具,于负20摄氏度保存。30分钟后,将组织转移至可密封的冷冻储存袋中,并将袋子存放在负80摄氏度条件下。
切片前,轻轻将脑组织从脑模具中取出。为进行脑组织切片,将待处理的样本转移至设定温度为零下10至零下18摄氏度的冷冻切片机中。当组织温度与切片机环境达到平衡后,使用含乙二醇和树脂的包埋介质,将样本的一小部分垂直包埋于组织固定座上,以便进行冠状面切片。
将组织装入切片机,并牢固地固定装置,然后以所需的厚度开始切取脑组织,再将切片以垂直方向贴附于载玻片上,以使组织与载玻片接触的表面积更大。按连续的五片一组收集切片。当所有切片收集完毕后,让载玻片在空气中干燥最多一小时。
然后将样品放入塑料载片盒中,并置于自封冷冻袋内,于零下20摄氏度保存。进行放射性标记时,从每组五个载片中取出第一和第二张载片,并装入市售或3D打印的载片夹中。编号为“-1”的载片用于非特异性处理组,编号为“-2”的载片用于总处理组。
将载玻片倒置于适当预孵育的考普林瓶中,每瓶含35至40毫升室温AM5溶液及相应的抑制剂。同时处理多组载玻片可能造成混乱,因此必须每隔四分钟将载玻片放入预孵育考普林瓶中,以确保在干燥步骤中不会发生重叠。
孵育30分钟后,将切片转移至含有10毫升AM5的孵育切片邮寄盒中,AM5中需添加适当浓度的I125 SI血管紧张素II以及相应处理组的抑制剂,在室温下继续孵育60至90分钟。确定125I SI Ang II的精确浓度对于实现不同天数之间血管紧张素II受体的可比性至关重要。孵育结束后,将切片取回并重新置于切片夹中,用封闭液封闭切片,随后在两个分别装有400毫升蒸馏水的容器中轻轻振荡洗涤1至2秒。
第二次水洗后,用30至40毫升的AM5溶液依次冲洗载玻片,每次一分钟,共冲洗四次。第四次冲洗后,将切片在四次更换的冰冻蒸馏水中轻轻涡旋1至2秒。然后使用四个设定在不同角度的吹风机,以冷风干燥载玻片4分钟。
待所有切片干燥后,将载玻片转移至一张纸巾上。然后使用双面胶带将载玻片(组织面向上)固定在用于X射线胶片的硬纸板上,并确保每组包含至少一张碘-125校准标准品载玻片。为进行曝光,在暗室中将贴有载玻片的纸板放入暗盒(strap back X-ray cassette)内,然后关闭灯光。
打开安全灯,小心地打开一盒X射线胶片。取一张胶片,有光泽的一面朝上,锯齿边位于右下角,放置在暗盒内的玻片上方。然后小心合上暗盒,拧紧锁紧杆以避光,并将暗盒保存在-20摄氏度条件下。
经过适当的曝光时间后,将胶片转移至显影液中显影2分钟,随后放入停显液(含乙酸的双蒸水)中30秒,再置于定影液中5分钟。将胶片在流动水中冲洗20分钟。将其放入润湿剂中约10秒,然后悬挂晾干。
进行脑组织切片的组织学分析时,将负三度保存的切片置于载玻片架中解冻。随后,用去离子水洗涤切片1分钟,接着在硫堇染色液中孵育10分钟,并在一份去离子水容器中快速浸洗三次。再将载玻片浸入去离子水中,额外清洗30秒。
然后按照指示依次用乙醇进行洗涤。在最后一次100%乙醇洗涤后,将载玻片先后置于两个盛有二甲苯的容器中,分别洗涤3分钟和5分钟。第二次二甲苯洗涤结束后,逐个在载玻片的上边缘覆盖一层树脂基无机溶剂封片介质。
将24 mm × 60 mm的盖玻片固定到载玻片上,室温干燥48小时。然后以2400 DPI灰度扫描载玻片和胶片至计算机中。为通过密度测定法分析胶片,在扫描后需根据经验在每张胶片上圈定感兴趣的区域。
这是在图像分析程序中打开扫描胶片后生成的伪彩色图像。测量时应包括密度、扫描区域和总靶区域。调整扫描区域标线,确保每个感兴趣区域均位于高亮显示的参数范围内。
然后将数据导出至电子表格,以确定每个样本中存在的特异性结合。定量所用的校准标准单位根据实验进行的日期确定。扫描胶片后,利用校准值根据该特定胶片的碘-125标准品不同浓度生成标准曲线。
为确保准确性,校准值和标准值均以三份平行样进行记录。通过将每组数据分配至相应的亚组,可明确区分非特异性结合组与总结合组以及组织标记。应通过调整参数将较高阈值设定为从红色到黑色,而较低阈值应设为接近零,以便更准确地测量整个扫描感兴趣区域。
例如,此处将下丘脑室旁核在总结合组与非特异性结合组中的最终测定面积与硫堇染色切片进行比较,以进行解剖学确认。非特异性结合是指在存在过量非放射性血管紧张素I受体配体的条件下,放射性配体与非血管紧张素受体结合的量;而总结合是指在不存在非放射性血管紧张素I受体配体时,放射性配体的结合量。随后,可通过从总结合值中减去非特异性结合值,得到血管紧张素I受体的特异性结合值。
一旦掌握,受体放射自显影步骤可在约四小时内完成,而每张胶片的显影步骤则需约30分钟。在执行该操作过程中,重要的是要准确记录时间,以确保所有载玻片的孵育、漂洗和干燥时间完全一致。完成该操作后,可进一步开展脑形态学研究,以评估显示血管紧张素II受体表达的脑区大小变化。
该技术为研究受体药理学的科研人员提供了重要途径,可用于确定不同脑区如何受到各种神经激素、神经递质和药物的影响。观看本视频后,您应能够充分掌握如何成功开展受体放射自显影实验、进行组织学染色切片,并评估放射自显影图像以定位特定脑区中的受体。请务必注意,放射性物质的操作可能存在危害,必须始终采取适当的防护措施,例如正确屏蔽、 containment(密闭)、暴露监测和妥善处置,以避免放射性污染。
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本方案描述了使用体外受体放射自显影技术对大鼠脑内血管紧张素II 1型受体进行定位和定量分析的方法。该方法可揭示受血管紧张素II影响的脑区,对于理解其在行为和心血管功能中的作用至关重要。
受体放射自显影技术可实现脑组织中血管紧张素II受体表达的精确定位与定量,有助于神经药理学和心血管研究中的靶点验证。该方法提供与神经退行性疾病及心血管疾病相关的治疗假设去风险化所必需的定性和定量数据。通过在原位定位功能性受体,该技术可为血管紧张素II信号通路调节剂的先导化合物筛选和研发管线优先级排序提供依据。
该方法通过提供受体定位数据,整合到早期发现工作流程中,从而指导针对血管紧张素II系统的假设驱动型筛选和先导化合物优化研究。