2021年9月10日
荧光激活细胞分选-放射性配体处理组织(FACS-RTT)是一种强大的工具,用于研究18 kDa转位蛋白或5-羟色胺5HT受体在特定组织中表达细胞的功能。2A阿尔茨海默病中受体表达的细胞尺度研究。本方案描述了 离体 FACS-RTT 在 TgF344-AD 大鼠模型中的应用
该方案是对活体成像的补充,能够实现对放射性示踪剂在细胞类型和细胞水平上的定量分析,其分辨率尺度不同于活体实验所获得的尺度。该技术的主要优势在于其高灵敏度,以及通过使用放射性配体和细胞分选所实现的细胞级分辨率。
打开相机并加载操作软件。点击 Home XYZ 载物台按钮以执行归位。设置实验程序,包含一次10分钟的扫描采集。
将步进模式设置为精细,采集模式设置为列表模式,以记录完整的发射光谱。设置检查床,并确保加热系统、呼吸传感器和麻醉系统功能正常且连接牢固。然后,在动物头部将要放置的位置放置一个模体。
通过屏幕底部三幅图像辅助,滑动三个维度的游标来设定扫描区域。确保模体与动物的扫描体积相同。使用先前设定的参数开始对模体进行扫描,以用于后续校准。
务必在经批准可进行放射性实验的适当环境中操作。在手套箱内的热循环仪中,将100微克三丁基锡前体与碘化钠及5微升37%过乙酸溶于100微升乙酸中,于70摄氏度孵育20分钟。用50%乙腈水溶液将反应液稀释至终体积500微升。
将500微升稀释后的反应液注入反相色谱柱。使用线性梯度高效液相色谱法,在7毫摩尔磷酸缓冲液中以5%至95%乙腈梯度洗脱10分钟,分离CLINDE。将分离产物用水稀释至终体积为10毫升,然后将稀释后的反应液注入浓缩柱。
用 300 微升无水乙醇从柱中洗脱 CLINDE,然后在室温下将乙醇置于真空离心浓缩仪中孵育 40 分钟以蒸发除去。将含有 CLINDE 的残余物用 300 微升生理盐水稀释,制成储备液。测定其放射性后,用生理盐水进一步稀释储备液,得到 500 微升、放射性活度为 0.037 兆贝可的溶液。
使用冷参照化合物建立标准曲线,并求解线性回归方程:Y 等于 AX 加 B,以获得系数 A 和 B。X 代表冷化合物的质量,Y 代表曲线下的面积。根据标准曲线及放射性配体的曲线下面积,通过在 450 纳米处测量紫外吸收值,确定放射性配体的曲线下面积。
估算放射性配体的质量并测量其活性。确保比活性大于每微摩尔1,000吉贝可。单击“更新图像”按钮以更新动物位置。
通过屏幕底部三个维度的三幅图像,滑动游标来设定扫描区域。将实验设置为60分钟的扫描,共包含60帧,每帧1分钟。其余所有参数均沿用初始设置。
注入500微升放射性示踪剂,然后用300微升无菌0.9%氯化钠溶液冲洗管路。同时,单击“开始采集”以启动扫描。打开扫描重建软件,然后打开数据集,查找在扫描文件夹中生成的文件名参数文件。
选择目标同位素。请注意,列表模式参数允许在此步骤中选择多个同位素。根据论文中的描述,设置不同的重建参数,如体素大小、子集数量和迭代次数。
选择输出格式为 NIFTI,然后选择开始 SPECT 重建。使用扁平金属刮刀和剃刀剥离脑部感兴趣区域。将组织放入一个 2 毫升离心管中,并称量所获得的组织重量。
将样品放入含有1毫升无钙、无镁HBSS的2毫升离心管中,然后在室温下以300 × g离心2分钟,去除上清液时注意不要扰动沉淀。加入1,900微升酶混合液一,于37摄氏度孵育15分钟,每5分钟轻轻翻转离心管以混匀。加入30微升酶混合液二。
用1,000微升移液器轻轻吹打混合液30次。然后在37摄氏度孵育15分钟,每隔5分钟轻轻颠倒管子混匀一次。孵育前,先用200微升移液器轻轻吹打混合,再用10微升移液器吹打混合,随后在37摄氏度孵育10分钟,以解离组织。
使用70微米细胞筛过滤细胞,并加入10毫升无钙镁的HBSS。在室温下以300 × g离心10分钟,去除上清液,注意不要扰动沉淀。为去除髓鞘,将沉淀重悬于400微升髓鞘去除缓冲液中,然后加入100微升髓鞘去除磁珠,在4摄氏度下孵育15分钟。
加入5毫升髓鞘去除缓冲液,室温下以300 × g离心10分钟。加入500微升髓鞘去除缓冲液,将悬浮的沉淀物放入磁力分离柱中。用1毫升髓鞘去除缓冲液洗涤柱子4次。
在室温下以300 × g离心两分钟,去除上清液,注意不要扰动沉淀。短暂涡旋以分散细胞,加入5 µL Fc阻断剂CD32。加入100 µL目标一抗混合液,在4 °C孵育20分钟。
在4°C条件下,以350 × g离心5分钟,去除上清液,注意不要扰动沉淀。将离心管倒置在软纸上轻压吸去残留液体。短暂涡旋振荡离心管,然后加入100 µL二抗混合液,在4°C孵育15分钟。
加入1毫升髓鞘去除缓冲液,重复离心。弃去上清液,将离心管倒置在软纸上轻压吸去残留液体。用250微升无菌PBS重悬细胞,立即进行细胞分选。
野生型大鼠的活体SPECT扫描显示,在脂多糖注射部位的CLINDE结合高于脑对侧区域。经过荧光激活细胞分选放射性配体处理组织(FACS-RTT)的离体样本显示,仅在小胶质细胞中存在更高数量的CLINDE结合位点,表明脑同侧CLINDE信号的细胞来源为小胶质细胞。在12月龄TgF344-AD大鼠中,跨膜转运蛋白(TSPO)结合的增加仅限于星形胶质细胞。
在24月龄大鼠中,由于星形胶质细胞和小胶质细胞的改变,观察到TSPO结合增加。在更年老的TgF344-AD大鼠中,纹状体星形胶质细胞的5HT2AR密度较野生型降低。当对人源AD死后样本进行FACS-RTT分析时,与年龄匹配的对照组相比,AD受试者的皮层星形胶质细胞和小胶质细胞均表现出TSPO的过度表达。
操作放射性物质时,应遵循放射防护指南,并穿戴适当的个人防护装备。实验结束后,务必对工作环境进行去污处理。在此实验流程之后,可对分离的细胞群体进行蛋白质定量和基因表达分析。
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本研究采用荧光激活细胞分选-放射配体标记组织技术(FACS-RTT),在细胞水平上研究阿尔茨海默病中18 kDa易位蛋白和5-羟色胺5HT 2A受体的表达。该方案在TgF344-AD大鼠模型上进行离体应用,突显了该技术所达到的灵敏度和细胞分辨率。
FACS-RTT 能够在神经退行性疾病模型中实现放射性配体结合的定量、细胞类型特异性测定,弥合了体内成像与细胞分辨率之间的差距。该方法通过将放射性示踪信号直接与特定的胶质细胞或神经元群体关联,提高了靶点验证的预测可信度。该技术的整合应用有助于降低机制风险,并为中枢神经系统药物研发管线中的项目组合决策提供依据。
FACS-RTT 位于活体成像与分子/细胞分析之间,能够在与疾病相关的模型中将放射性示踪剂信号直接关联到特定的细胞群体。