2024年3月29日
本文提供了一种实用的小鼠锁骨上棕色脂肪组织解剖及其组织学与基因表达分析的操作流程。
我们的实验室致力于将锁骨上棕色脂肪组织(scBAT)确立为棕色脂肪分析的一个有价值的研究位点,因其在解剖学上与人类棕色脂肪组织具有相似性。本方案旨在提高scBAT研究的可及性。由于该脂肪组织体积较小且邻近颈部的大静脉,可能给操作带来挑战,因此提供一种简便的scBAT提取与处理方法至关重要。
我们的方法首先在提取scBAT时使用解剖显微镜,这一点尤为突出。这提高了操作的精确性和提取效率,而在处理如此微小的组织样本时,这两点均至关重要。其次,我们在进行基因表达分析之前,先对冷冻的scBAT样本进行匀浆处理,以提高RNA得率,从而弥补可用组织量极少的不足。
我们目前致力于定义scBAT的遗传谱系,鉴定调控其发育的转录调控网络,并开发一种体外模型以探索其在人类中的生理功能。首先,将小鼠尸体置于工作台面上。用70%乙醇喷洒小鼠腹侧颈部,以尽量减少毛发污染。
沿锁骨做长约1.5厘米的双侧切口。从双侧切口的末端开始,向耳朵方向纵向切开约1厘米,形成围绕颈部的方U形切口。将小鼠置于解剖显微镜下,并使暴露的颈部处于焦点位置。
使用镊子提起切开的皮肤部分,以暴露唾液腺。接着使用手术剪和镊子,分离唾液腺与周围锁骨区域以及彼此之间的连接组织。提起唾液腺,以暴露锁骨上棕色脂肪组织(scBAT)储存区域。
沿外颈静脉观察棕色脂肪组织(BAT),其可能与唾液腺下表面相连。用镊子夹住目标脂肪组织,轻轻将其从唾液腺上剥离。去除脂肪组织后,继续将颈部棕色脂肪组织(scBAT)从外颈静脉和颈部肌肉组织上分离,直至完全移除颈部两侧的脂肪沉积物。
检查解剖后的肩胛间棕色脂肪组织(scBAT)样本,使用镊子去除任何残留的结缔组织。首先,将装有小鼠scBAT并盛有PBS的玻璃闪烁瓶放置于工作台面上,随后用10毫升冰冷的4%多聚甲醛替换PBS。
将小瓶置于摇床上,4摄氏度下轻轻摇动过夜,以固定scBAT。次日,用10至15毫升PBS替换多聚甲醛溶液。将小瓶置于摇床上,室温下摇动30分钟。
将 PBS 替换为 0.85% 生理盐水,继续振荡 30 分钟。然后将生理盐水替换为 10 毫升 70% 乙醇与 0.85% 生理盐水的混合溶液。将小瓶置于 4 °C 冰箱中过夜,或保存至准备进行石蜡包埋为止。
第二天,从样品瓶中移除70%乙醇生理盐水混合液,加入10至15毫升95%脱水酒精。在室温下将样品瓶置于摇床上振荡一小时。第二次洗涤后,加入10至15毫升100%脱水酒精,继续在摇床上振荡一小时。
为了使scBAT透明以便包埋,向小瓶中加入10毫升甲苯,并继续在旋转摇床上轻轻摇动,直至scBAT变得透明。然后将scBAT包埋于石蜡中,使用切片机对scBAT进行切片,并进行苏木精和伊红染色。
苏木精和伊红染色证实,scBAT 包含典型的棕色脂肪组织结构,包括在新生期和成年小鼠中均可见的大量小型多房脂肪细胞。从小鼠体内解剖出 scBAT 后,立即将组织放入微量离心管中。用无菌针头在管盖顶部刺一个小孔,并在液氮中快速冷冻。
将研杵和细刮勺浸入液氮中。将速冻的组织样本从微量离心管中倒入研钵。向研钵中加入少量液氮,用研杵彻底研磨组织,直至完全粉碎。
使用细刮勺刮取并转移研磨后的组织回到微量离心管中。待所有组织转移完毕后,向管中加入 500 µL RNA 提取液,使用 Pellet 捣碎机头超声处理 30 秒。接着,用注射器反复吹打 10 次,以进一步裂解组织,确保无可见固体颗粒。
加入 250 微升氯仿,在室温孵育 5 分钟期间偶尔涡旋振荡。在 4 摄氏度下以 21,000 G 离心 20 分钟。将上层水相转移至新管中,并加入等体积的 70% 乙醇。
将500微升裂解液转移至结合柱中。在18,000 G条件下离心60秒,弃去滤液。进行逆转录时,将0.5至1微克溶于DEPC处理水中的RNA加入PCR管条中。
然后用经DEPC处理的水将cDNA稀释至250纳克/微升,并进行定量PCR。参与介导scBAT功能的标志基因在scBAT与肩胛间BAT之间的表达水平相对相似。
本研究提供了从小鼠中分离锁骨上棕色脂肪组织(scBAT)的详细方案,该模型因其在解剖学上与人类棕色脂肪组织具有相似性,被认为是研究棕色脂肪的有价值模型。本研究重点在于通过精确的分离操作以及后续的组织学和基因表达分析,提高scBAT研究的可及性。
对小鼠锁骨上棕色脂肪组织(scBAT)进行精确解剖和分子分析,有助于深入理解人类代谢调控机制。本方案通过获取在解剖学上与人类棕色脂肪组织(BAT)相对应的脂肪库,推动早期发现,支持代谢疾病研究中的机制性风险评估和靶点验证。优化的提取方法及基因表达分析流程,可提高后续研发决策的预测可靠性。
本方案通过实现对疾病相关棕色脂肪组织库的精确假设检验和分子谱型分析,融入了从发现到临床前研究的连续过程。