Article de méthode

Une technique de coloration d’organe entier pour l’imagerie tridimensionnelle du rein

8 juillet 2025

Dans cet article

Résumé

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Source : Hasegawa, S., et al. Coloration tridimensionnelle du rein entier avec CUBIC. J. Vis. Exp. (2022).

Cette vidéo présente un test de coloration de l’ensemble des reins murins à l’aide d’une méthode de nettoyage des tissus appelée CUBIC (clear, unobstructed brain/body imaging cocktails and computational analysis) et de coloration immunofluorescente. Le rein est soumis à un nettoyage tissulaire, au cours duquel le rein est délipidé, décoloré et traité avec une solution d’adaptation de l’indice de réfraction pour rendre le tissu transparent pour une imagerie tridimensionnelle optimale. Le tissu est coloré avec des anticorps marqués par fluorescence pour révéler les nerfs sympathiques et les artères dans le tissu sous un microscope à feuillet de lumière.

Protocole

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Toutes les procédures impliquant des modèles animaux ont été examinées par le comité institutionnel local de protection des animaux et le comité d’examen vétérinaire JoVE.

1. Préparation des animaux et fixation des reins

  1. Effectuez la fixation de perfusion en suivant les étapes ci-dessous.
    1. Anesthésier la souris par inhalation d’isoflurane (3 %, 2,0 L/min) et administration intrapéritonéale de chlorhydrate de médétomidine (0,3 mg/kg), de tartrate de butorphanol (5 mg/kg) et de midazolam (4 mg/kg) (voir le tableau des matières).
    2. Perfuser l’animal avec 20 mL de solution saline tamponnée au phosphate (PBS, pH 7,4) et 30 mL de paraformaldéhyde à 4 % (PFA) dans un tampon phosphate (PB) à travers le ventricule gauche du cœur.
  2. Effectuez la fixation par immersion juste après la fixation de perfusion et le prélèvement rénal.
    1. Immergez le rein dans du PFA à 4 % à 4 °C pendant 16 h supplémentaires, puis lavez-le avec du PBS pendant 2 h (trois fois)9 (Figure 1).
      prudence: Le formaldéhyde et le paraformaldéhyde sont des irritants toxiques. Manipulez les réactifs dans une hotte avec l’équipement de protection individuelle approprié.

2. Décoloration et délipidation

  1. Préparez CUBIC-L (Clear, Unobstructed Brain/Body Imaging Cocktails and Computational analysis) pour la décoloration et la délipidation composé de 10 % en poids de Triton X-100 et de 10 % en poids de N-buthyldiéthanolamine (voir le tableau des matériaux), conformément aux rapports précédemment publiés.
  2. Effectuez la décoloration et la délipidation par CUBIC-L en suivant les étapes ci-dessous.
    1. Immerger le rein fixe dans 7 mL de CUBIC-L à 50 % (v/v) (mélange 1:1 d’eau et de CUBIC-L) dans un tube à fond rond de 14 mL (voir le tableau des matériaux) en agitant doucement à température ambiante pendant 6 h (figure 2A). Ensuite, immergez-le dans 7 mL de CUBIC-L dans un tube à fond rond de 14 mL en le secouant doucement à 37 °C pendant 5 jours.
    2. Actualisez CUBIC-L tous les jours pendant ce processus. Après le processus de décoloration et de délipidation, laver le rein avec du PBS à température ambiante pendant 2 h (trois fois) (Figure 1). Utilisez une cuillère distributrice pour la manipulation des échantillons (Figure 2B).

3. Coloration immunofluorescente à montage entier

  1. Préparez les tampons de coloration.
    1. Préparez le tampon de coloration pour les anticorps primaires en mélangeant 0,5 % (v/v) de Triton X-100, 0,5 % de caséine dans du PBS et 0,05 % d’azoture de sodium.
    2. Préparez le tampon de coloration pour les anticorps secondaires en mélangeant 0,5 % (v/v) de Triton X-100, 0,1 % de caséine dans du PBS et 0,05 % d’azoture de sodium.
  2. Effectuer une coloration avec des anticorps primaires.
    1. Immunocoloration du rein délipidé avec des anticorps primaires (1:100 ou 1:200, voir tableau des matériaux) dans le tampon de coloration à 37 °C avec une légère agitation pendant 7 jours.
      note: La quantité de tampon de coloration nécessaire pour un rein est de 500 à 600 μL (figure 2C).
    2. Lavez le rein avec 0,5 % (v/v) de Triton X-100 dans du PBS (PBST) à température ambiante pendant 1 jour (Figure 1).
  3. Effectuer une coloration avec des anticorps secondaires.
    1. Immunocolorer le rein avec des anticorps secondaires (1:100 ou 1:200, voir tableau des matériaux) dans le tampon de coloration à 37 °C avec une légère agitation pendant 7 jours. Lavez le rein avec du PBST à température ambiante pendant 1 jour (figure 1).
    2. Après la fixation, immerger le rein dans du formaldéhyde à 1 % dans du PB (mélange 1:36 de formaldéhyde à 37 % et de PB) pendant 3 h, puis le laver avec du PBS à température ambiante pendant 6 h (figure 1).

4. Correspondance de l’indice de réfraction (IR)

  1. Préparez CUBIC-R+.
    1. Préparez CUBIC-R en mélangeant 45 % en poids de 2,3-diméthyl-1-phényl-5-pyrazolone/antipyrine et 30 % en poids de nicotinamide (voir le tableau des matériaux).
    2. Préparez CUBIC-R+ pour l’appariement de l’indice de réfraction (IR) en ajoutant 0,5 v % de N-buthyldiéthanolamine à CUBIC-R conformément aux rapports publiés précédemment.
  2. Effectuez la correspondance des instances réservées.
    1. Immerger le rein dans 7 mL de CUBIC-R+ à 50 % (v/v) (mélange 1:1 d’eau et de CUBIC-R+) dans un tube à fond rond de 14 mL en agitant doucement à température ambiante pendant 1 jour. Ensuite, immergez-le dans 7 ml de CUBIC-R+ dans un tube à fond rond de 14 ml en le secouant doucement à température ambiante pendant 2 jours (Figure 1).
      note: Bien que le rein flotte dans 50 % de CUBIC-R+ au début de l’appariement des RI, il s’enfonce et devient transparent dans CUBIC-R+ à la fin du processus (Figure 2D).

5. Acquisition et reconstruction d’images

  1. Immergez le rein apparié à l’IR dans un mélange d’huile de silicium (RI = 1,555) et d’huile minérale (RI = 1,467) (55:45) pendant l’acquisition de l’image (RI = 1,51) (Figure 3).
  2. Acquérez des images 3D de l’ensemble du rein à l’aide d’un microscope fluorescent à feuillet de lumière fabriqué sur mesure (voir le tableau des matériaux). Collectez toutes les données d’image brutes dans un format TIFF 16 bits. Visualisez et capturez les images rendues en 3D avec le logiciel d’analyse d’imagerie (Imaris, voir Tableau des matériaux).

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Résultats

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Figure 1 : Clarification tissulaire et coloration immunofluorescente complète. Le nettoyage des tissus par CUBIC est un processus en deux étapes : la délipidation (CUBIC-L) et l’appariement de l’indice de réfraction (IR) (CUBIC-R+). La coloration à montage entier est effectuée après le processus de délipidation. Barre d’échelle = 10 mm. L’image est reproduite d’après Hasegawa et al.

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Déclarations de divulgation

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Aucun conflit d’intérêts n’a été déclaré.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Tube à essai en PP haute clarté à fond rond de 14 mlFaucon352059Nettoyage des tissus, coloration, lavage
2,3-diméthyl-1-phényl-5-pyrazolone/antipyrineIndustrie chimique de TokyoD1876CUBIQUE-R+
Solution de formaldéhyde à 37 %Nacalai TesqueRéférence 16223-55Fixation par poteau
Solution tampon de phosphate de paraformaldéhyde à 4 %Nacalai TesqueRéférence 09154-85Fixation rénale
Alexa Flour 555-conjugué âne anti-Anticorps IgG de moutonInvitrogenA-21436Anticorps secondaires (1:100)
Alexa Flour 647-conjugué âne anti-IgG IgG de lapinInvitrogenA-31573Anticorps secondaires (1:200)
Anticorps anti-aquaporine 2 (AQP2)AbcamAB199975Anticorps primaire (1:100)
Anticorps anti-podocineSigma-AldrichRéf. P0372Anticorps primaire (1:100)
Anticorps anti-cotransporteur de glucose sodique 2 (SGLT2)AbcamAB85626Anticorps primaire (1:100)
Anticorps anti-tyrosine hydroxylase (TH)AbcamAB113Anticorps primaire (1:100)
Anticorps anti-actine musculaire α-lisse (α-SMA)AbcamAB5694Anticorps primaires (1:200)
Caséine bloquante dans PBSThermo Fisher ScientificRéférence 37528Tampon de coloration
Butorphanol TartrateMeijiRéférence 5526anesthésique
C57BL/6NJclNippon Bio-Supp.Centern/aSouche de souris
ImarisPlan binairen/aLogiciel d’analyse d’imagerie
Microscope macro-zoomOlympeMVX10L’unité d’observation du microscope sur mesure
Chlorhydrate de médétomidineKyoritsu-SeiyakuRéférence 8656anesthésique
Le midazolamSANDOZ27803229anesthésique
huile minéraleSigma-AldrichRéférence M8410Huile d’immersion
N-buthyldiéthanolamineIndustrie chimique de TokyoRéf. B0725CUBIQUE-L, CUBIQUE-R+
nicotinamideIndustrie chimique de TokyoN° N0078CUBIQUE-R+
Polyéthylène glycol mono-p-isooctylphényléther / Triton X-100Nacalai TesqueRéférence 12967-45CUBIQUE-L, PBST
Huile de silicium HIVAC-F4Shin-Etsu Chemical50449832Huile d’immersion
Azoture de sodiumWakoRéférence 195-11092Tampon de coloration

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Mots-clés

Clarification du tissu r nalm thode CUBICmarquage immunofluorescentmicroscopie feuille de lumi remarquage des nerfs sympathiquesvisualisation des art resadaptation de l indice de r fractiontransparence tissulaire

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