Aquí, presentamos un protocolo para la detección de proteínas mediadas por anticuerpos fluorescentes en preparaciones enteras de embriones y larvas de peces cebra.
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Artículo de método
Aquí, presentamos un protocolo para la detección de proteínas mediadas por anticuerpos fluorescentes en preparaciones enteras de embriones y larvas de peces cebra.
La inmunohistoquímica es una técnica ampliamente utilizada para explorar la expresión y localización de proteínas durante los estados normales de desarrollo y enfermedad. Aunque muchos protocolos de inmunohistoquímica se han optimizado para secciones de tejido y tejido de mamíferos, estos protocolos a menudo requieren modificación y optimización para organismos modelo no mamíferos. El pez cebra se utiliza cada vez más como sistema modelo en la investigación básica, biomédica y traslacional para investigar los mecanismos biológicos moleculares, genéticos y celulares de los procesos de desarrollo. Zebrafish ofrece muchas ventajas como sistema modelo, pero también requieren técnicas modificadas para una detección óptima de proteínas. Aquí, proporcionamos nuestro protocolo para la inmunohistoquímica de fluorescencia de montaje completo en embriones y larvas de peces cebra. Este protocolo también describe varias estrategias de montaje diferentes que se pueden emplear y una visión general de las ventajas y desventajas que proporciona cada estrategia. También describimos modificaciones a este protocolo para permitir la detección de sustratos cromogénicos en el tejido de montaje completo y la detección de fluorescencia en el tejido larvario seccionado. Este protocolo es ampliamente aplicable al estudio de muchas etapas de desarrollo y estructuras embrionarias.
El pez cebra (Danio rerio) ha surgido como un modelo poderoso para el estudio de los procesos biológicos por varias razones, incluyendo el corto tiempo de generación, el desarrollo rápido, y la amenabilidad a las técnicas genéticas. Como resultado, el pez cebra se utiliza comúnmente en pantallas de moléculas pequeñas de alto rendimiento para la investigación toxicológica y el descubrimiento de fármacos. El pez cebra también es un modelo atractivo para el estudio de los procesos de desarrollo, ya que una sola hembra puede producir rutinariamente 50-300 huevos a la vez y los embriones ópticamente claros se desarrollan externamente permitiendo una visualización eficiente de los procesos de desarrollo. Sin embargo, las primeras investigaciones se basaron principalmente en pantallas genéticas delanteras utilizando N-etil-N-nitrosourea (ENU) u otros mutágenos debido a los desafíos en el establecimiento de técnicas genéticas inversas. Hace aproximadamente dos décadas, los morfosolinos se utilizaron por primera vez en peces cebra para derribar genes dirigidos1. Los morpholinos son pequeños oligonucleótidos antisentido que inhiben la traducción del ARNm objetivo después de la microinyección en un embrión en una etapa temprana del desarrollo. Una debilidad importante de los morfolinos es que se diluyen a medida que las células se dividen y generalmente pierden eficacia en 72 horas después de la fertilización (hpf). Si bien los morfolinos siguen siendo una poderosa herramienta para la alteración del gen del pez cebra, las nucleasas de efectos similares a los activadores de transcripción (TALEN), las nucleasas de zinc-dedo (ZFN) y las repeticiones palindrómicas cortas (CRISPR) interespaciadas regularmente agrupadas se utilizan más recientemente para apuntar directamente al genoma del pez cebra2,3. Estas estrategias genéticas inversas, en combinación con la genética delantera y las pantallas de alto rendimiento, han establecido el pez cebra como un modelo poderoso para estudiar la expresión y la función génicas.
La capacidad de estudiar la función génica generalmente requiere una evaluación de la distribución espacio-temporal de la expresión de genes o genes. Las dos técnicas más utilizadas para visualizar estos patrones de expresión durante el desarrollo temprano son la hibridación in situ (ISH) y la inmunohistoquímica de montaje completo (IHC). La hibridación in situ se desarrolló por primera vez en 1969 y se basa en el uso de sondas de ARN antisentido etiquetadas para detectar la expresión de ARNm en un organismo4. Por el contrario, los anticuerpos etiquetados se utilizan en la inmunohistoquímica para visualizar la expresión de proteínas. La idea de etiquetar proteínas para la detección se remonta a los5 de 1930 y el primer experimento del IHC se publicó en 1941 cuando se utilizaron anticuerpos etiquetados con FITC para detectar bacterias patógenas en los tejidos infectados6. ISH e IHC han evolucionado y mejorado significativamente en las décadas siguientes y ahora se utilizan rutinariamente en el laboratorio de investigación molecular y diagnóstica7,8,9,10,11. Si bien ambas técnicas tienen ventajas y desventajas, IHC ofrece varios beneficios sobre ISH. Prácticamente, IHC consume mucho menos tiempo que la ISH y generalmente es menos costoso dependiendo del costo del anticuerpo primario. Además, la expresión de ARNm no siempre es una métrica fiable de la expresión de proteínas, ya que se ha demostrado en ratones y humanos que sólo alrededor de un tercio de la variación de la abundancia de proteínas puede explicarse por la abundancia de ARNm12. Por esta razón, IHC es un suplemento importante para confirmar los datos de ISH, cuando sea posible. Por último, IHC puede proporcionar datos subcelulares y de colocalización que no pueden ser determinados por ISH13,14,15. Aquí, describimos un método paso a paso para detectar de forma fiable las proteínas mediante inmunohistoquímica en embriones y larvas de pez cebra de montaje completo. El objetivo de esta técnica es determinar la expresión espacial y temporal de una proteína de interés en todo el embrión. Esta tecnología utiliza anticuerpos primarios específicos para antígenos y anticuerpos secundarios etiquetados fluorescentemente. El protocolo es fácilmente adaptable para su uso en secciones de tejido deslizante y para su uso con sustratos cromogénicos en lugar de fluorescencia. Usando este protocolo, demostramos que el desarrollo de músculo esquelético de pez cebra expresa receptores de glutamato ionotrópico, además de receptores de acetilcolina. Las subunidades del receptor de glutamato de tipo NMDA son detectables en el músculo longitudinal a 23 hpf.
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Los procedimientos para trabajar con adultos y embriones reproductores de peces cebra descritos en este protocolo fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso Animal de la Universidad Estatal de Murray.
1. Recogida y fijación de embriones
2. Preparación de embriones
3. Incubación de anticuerpos primarios
4. Incubación secundaria de anticuerpos
Pasos opcionales
5. Blanqueamiento
6. Disección de embriones y desyolking
7. Montaje plano en diapositivas
8. Montaje en Agarose
9. Montaje en diapositivas puenteadas
10. Tinción DAB
NOTA: Esta sección comienza después del paso 4.2 anterior y reemplaza el resto del paso 4.
11. Protocolo modificado para la tinción de tejido seccionado que se monta en diapositivas
12. Documentación
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La inmunohistoquímica de montaje completo utiliza anticuerpos para detectar el patrón espacial de expresión de proteínas en el animal intacto. El flujo de trabajo básico de la inmunohistoquímica (representado en la Figura 1)consiste en la cría de peces cebra, la cría y preparación de embriones, el bloqueo de antígenos no específicos, el uso de un anticuerpo primario específico del antígeno para apuntar a la proteína de interés, la detección de ese anticuerpo ...
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La inmunohistoquímica es una herramienta versátil que se puede utilizar para caracterizar la expresión espacio-temporal de prácticamente cualquier proteína de interés en un organismo. La inmunohistoquímica se utiliza en una amplia variedad de tejidos y organismos modelo. Este protocolo ha sido optimizado para su uso en peces cebra. La inmunohistoquímica en diferentes especies puede requerir diferentes técnicas de fijación y manipulación, bloqueando las soluciones dependiendo de las especies y la presencia de peroxidasas ...
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Los autores no tienen información que revelar.
Financiación de NIH subvención 8P20GM103436 14.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Agarosa | Fisher Scientific | BP160-100 | |
| Papel de aluminio, resistente | Kirkland | Cualquier marca puede ser sustituida Anticuerpo | |
| anti-NMDA | Millipore Sigma | MAB363 | |
| Anti-fosfo-histona H3 (Ser10), clon RR002 | Millipore Sigma | 05-598 | |
| Receptor anti-pan-AMPA (GluR1-4) | Millipore Sigma | ||
| Albúmina sérica bovina (BSA) | Fisher Scientific | BP1600-100 | |
| Nitrato de calcio [Ca(NO3)2] | Sigma Aldrich | C4955 | |
| Tubos de centrífuga, 1,5 mL | Esmalte de uñas Axygen | MCT150C | |
| Clear | Sally Hanson | Cualquier esmalte de uñas o endurecedor puede ser sustituido | |
| Portaobjetos de depresión (concavidad) | Electrónica Miscroscopy Sciences | 71878-01 | |
| Diaminobenzidina | Thermo Scientific | 1855920 | |
| Medio embrionario, Danieau, 30% | 17,4 mM NaCl, 0,21 mM KCl, 0,12 mM MgS04, 0,18 mM Ca(NO3)2, 1,5 mM HEPES en agua ultrapura. | ||
| Medio embrionario, E2 | 7,5 mM NaCl, 0,25 mM KCl, 0,5 mM MgSO4, 75 μ M KH2PO4, 25 uM Na2HPO4, 0,5 mM CaCl2, 0,35 mM NaHCO3, 0,5 mg/L azul de metileno | ||
| Soporte de tubo flotante | |||
| Leica Biosystems | DMi8 | ||
| Microscopio estereoscópico de fluorescencia | Leica Biosystems | M165-FC | |
| Cubertades de vidrio 18 mm x 18 mm | Corning | 284518 | |
| Cubreobjetos de vidrio 22 mm x 60 mm | Thermo Scientific | 22-050-222 | |
| Portaobjetos de vidrio | Fisher Scientific | 12-544-4 | |
| Glicerol | Fisher Scientific | BP229-1 | |
| Cabra anti-ratón IgG Alexa 488 | Invitrogen | A11001 | |
| Solución HEPES | Sigma Aldrich | H0887 | |
| Cámara húmeda con tapa | Simport | M920-2 | |
| Peróxido de hidrógeno, 30% | Fisher Scientific | H325-500 | |
| Pluma Pap Immunedge | Vector labs | H-4000 | |
| Alfileres para insectos, tamaño 00 | Stoelting | 5213323 | |
| Sulfato de magnesio (MgSO4 · 7H2O) | Sigma Aldrich | 63138 | |
| Colador de malla | Oneida | Cualquier marca puede ser sustituida | |
| por Metanol | Sigma Aldrich | 34860 | |
| Azul de metileno | Sigma Aldrich | M9140 | |
| Cerradura de tapa de microtubo | Research Products International | 145062 | |
| Horno microondas | Toastmaster | ||
| Mouse IgG | Sigma Aldrich | I8765 | |
| Suero de cabra normal | Millipore Sigma S02L1ML | ||
| Mezclador nutante | Fisher Scientific | 88-861-044 | |
| Paraformaldehído | Fisher Scientific | 04042-500 | |
| Pipetas Pasteur | Fisher Scientific | 13-678-20C | |
| PBTriton | 1% TritonX-100 en 1x PBS | ||
| Medio de montaje Permount | Fisher Chemical | SP15-500 | |
| Placa de Petri (vidrio) | Pyrex | 3160100 | |
| Placa de Petri (plástico) | Fisher Scientific | ||
| 1-fenil 2-tiourea | Acros Organics | 207250250 | |
| Solución salina tamponada con fosfato (PBS), 10x, pH 7.4 | Gibco | 70011-044 | |
| Solución salina tamponada con fosfato (PBS), 1x | 1x hecha a partir de 10x caldo diluido en dH2O | ||
| Cloruro de potasio (KCl) | Sigma Aldrich | P9333 | |
| Hidróxido de potasio (KOH) | Fisher | P250-500 | |
| Fosfato de potasio monobásico (KH2PO4) | Sigma Aldrich | P5655 | |
| Pronase | Sigma Aldrich | 10165921001 | |
| proteinasa K | Invitrogen | AM2544 | |
| Cloruro de sodio (NaCl) | Sigma Aldrich | S7653 | |
| Dibásico de fosfato de sodio (Na2HPO4) | Sigma Aldrich | S7907 | |
| Tanque de desove con tapa e inserto | Aquaneering | ZHCT100 | |
| SuperBlock PBS | Thermo Scientific | 37515 | |
| Superfrost + correderas | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| Superglue gel | 3M Scotch | ||
| TNT | 100 mM Tris, pH 8,0; 150 mM de NaCl; 0,1% Preadolescente20; fabricado en dH2 | ||
| O Pipeta de transferencia | Fisher | 13-711-7M | |
| Ácido tricloroacético (Cl3CCOOH) | Sigma Aldrich | T6399 | |
| Tris Base | Fisher Scientific | S374-500 | |
| TritonX-100 | Sigma Aldrich | T9284 | |
| Tween20 | Fisher Scientific | BP337-500 | |
| Pinza ultrafina | Fisher Scientific | 16-100-121 | |
| Agua, ultrapura/doble destilada | Fisher Scientific | W2-20 |
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