Nous présentons ici deux nouvelles méthodes, psPACT et mPACT, pour réaliser la transparence optique maximale et l’analyse microscopique ultérieure de la vascularisation des tissus chez le rongeur intact entier CNS.
Article de méthode
Nous présentons ici deux nouvelles méthodes, psPACT et mPACT, pour réaliser la transparence optique maximale et l’analyse microscopique ultérieure de la vascularisation des tissus chez le rongeur intact entier CNS.
Depuis la mise au point de clarté, une bioelectrochemical technique de compensation qui permet pour la cartographie en trois dimensions de phénotype au sein des tissus transparents, une multitude de méthodes de compensation roman notamment cubique (l’imagerie cérébrale claire et dégagée cocktails et analyse computationnelle), SWITCH (contrôle systémique du temps de l’interaction) et la cinétique des produits chimiques, carte (grossie analyse du protéome) et Pacte (technique de clarté passive), ont été établis afin d’accroître la boîte à outils existant pour l’analyse microscopique des tissus biologiques. La présente étude vise à améliorer et optimiser la procédure initiale de Pacte pour une gamme de tissus de rongeurs intacts, y compris l’ensemble du système nerveux central (CNS), les reins, rate et des embryons de souris tout. Appelé psPACT (Pacte de processus-Remscheid) et mPACT (mis à jour le Pacte), ces nouvelles techniques fournissent des moyens très efficaces de cartographie des circuits de cellules et la visualisation des structures subcellulaires dans les tissus normaux et pathologiques intacts. Dans le protocole suivant, nous fournissons un aperçu détaillé, étape par étape sur comment réaliser le dégagement maximal tissu avec atteinte minimale à leur intégrité structurale via psPACT et mPACT.
Des objectifs fondamentaux de l’enquête scientifique et clinique consiste à atteindre une compréhension complète de la structure de l’organe et la fonction ; Toutefois, la nature extrêmement complexe d’organes chez les mammifères sert souvent de barrière pour atteindre pleinement cet objectif1. CLARTÉ (lipides claire-échangé hybridé Acrylamide rigide compatible avec l’imagerie violets-hYdrogel)2,3,4, qui prévoit la construction d’un hybride d’hydrogel axée sur l’acrylamide de tissus intacts, réalise espace optique de divers organes, y compris le cerveau, le foie et la rate, tout en préservant leur intégrité structurale5. CLARTÉ a ainsi permis de non seulement visualisation, mais aussi l’occasion de disséquer finement les réseaux cellulaires complexes et morphologies de tissus sans la nécessité pour le sectionnement.
Afin de réaliser le dégagement de tissu, clarté emploie des méthodes électrophorétiques pour éliminer la teneur en lipides de l’échantillon à portée de main. Alors que la clarté a été notée pour produire des hybrides de tissu-hydrogel physiquement stable, des études ont montré que son utilisation des méthodes de compensation (etc.) tissu électrophorétique donne des résultats variables en termes de qualité de tissus, y compris le brunissement, épitope dommage, et protéine perte5,6. Pour résoudre ces problèmes, les protocoles modifiés tels que le Pacte (Technique PAssive de clarté), qui remplace le traitement ETC avec une technique de délipidation fonction passive, ionique-détergent, ont été développés7,8,9. Malgré la réalisation d’une plus grande cohérence dans les résultats, cependant, Pacte exige plus de temps pour obtenir l’autorisation maximale. En outre, aucune de ces techniques ont encore été appliqué à la forme de CNS entier, ou dans des modèles plus grands rongeurs comme les rats et les cobayes.
La présente étude vise à pallier ces lacunes en proposant de nouvelles méthodes, psPACT (Pacte de processus-Remscheid) et mPACT (mis à jour le Pacte), pour faciliter le dégagement rapide de la CNS entier et des organes internes à la souris et le rat modèles10. Plus précisément, psPACT traite les tissus à 4 % d’acrylamide et 0,25 % VA-044 en deux étapes distinctes au cours de la formation de l’hydrogel ; mPACT essentiellement basée sur les mêmes étapes, mais complète la solution de compensation basée sur SDS avec 0,5 % α-thioglycérol comme un réactif de clés. Les deux techniques d’exploiter les systèmes circulatoires systémiques et céphalo-rachidien endogènes pour réduire considérablement le temps nécessaire pour produire la clairance optique. Comme une preuve de principe, nous montrent l’utilisation de la microscopie confocale à analyser les tendances des vaisseaux sanguins dans les tissus dégagé10.
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Toutes les méthodes qui ont été approuvés par le Comité d’éthique de recherche appropriées à la faculté de médecine de l’Université de Yonsei. Tous les animaux sont sacrifiés selon les orientations de la Comité de protection des animaux de laboratoire à la faculté de médecine de l’Université de Yonsei.
1. préparation des réactifs
ATTENTION : Paraformaldéhyde (PFA), acrylamide et sodium dodecyl sulfate (SDS) sont irritants toxiques et doivent donc être manipulés sous une hotte avec les équipements de protection individuelle appropriés (PPE, blouse, gants, lunettes de protection).
2. anesthésie et la chirurgie de Perfusion
ATTENTION : PFA et acrylamide sont irritants toxiques et donc doivent être manipulés sous une hotte avec épi approprié.
3. toute Perfusion et la Dissection du Rat
ATTENTION : PFA et acrylamide sont irritants toxiques et donc doivent être manipulés sous une hotte avec épi approprié.
Remarque : Les étapes suivantes de toute perfusion sont un semblable à un protocole utilisé dans une étude antérieure par Woo et al. (2016) 10 , 11.
4. Hydrogel monomère Infusion et la polymérisation du SNC Rat et souris
ATTENTION : Acrylamide, SDS, α-thioglycérol et PFA sont irritants et donc doivent être manipulés sous une hotte et avec PEE approprié.
5. indice de réfraction correspondant et Immunostaining des CNS défrichée
Remarque : njantes (axée sur les Nycodenz de la Solution indice de réfraction correspondant) se compose de 0,8 g/mL Nycodenz poudre dissous dans 30 mL de tampon base (0,01 % d’azide de sodium et Tween-20 dans du PBS de 0,1 M, pH 8,0). Il est recommandé que la solution est placée dans un 37 ° C, secouant incubateur permettant de solvatation correcte de la poudre.
6. traitement de l’image
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Génération d’un modèle transparent de la CNS tout en utilisant des techniques de compensation passive optimisée
Optique apurement des souris et le rat des tissus de CNS entiers a été réalisée rapidement en utilisant diverses techniques de compensation passive (Figure 1). Un schéma du tissu de compensation au fil du temps est illustré dans la Figure 2 a....
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Alors que les méthodes d’extraction passive, non-électrophorétique employées dans Pacte amélioré de manière significative la consistance obtenue avec tissu précédent compensation des méthodes telles que clarté2,3,4,7 , 8, la technique porte encore plusieurs lacunes, les plus pressants dont sont la longueur du temps nécessaire pour atteindre les tissus maximale...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce travail a été soutenu par le projet cerveau Corée 21 avec pour la Science médicale, Université de Yonsei. En outre, ce travail a été soutenu par une subvention de la Fondation nationale de recherche de Corée (FRO-2017R1D1A1B03030315).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Dodécylsulfate de sodium (SDS) | Affymetrix, Inc. | 75819 | Solution d’éclaircissement |
| Nycodenz | Axia-Shield | 1002424 | solution nRIMS |
| solution d’acrylamide à 40 %, | Bio Rad Laboratories, Inc. | 161-0140 | Polymérisation (A4P0) |
| 2,2´ ;-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] Dichlorhydrate | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | 017-19362 | Polymérisation (VA-044) |
| 1-Thioglycérol | Sigma-Aldrich | M1753-100ML | Solution d’élimination (mPACT) |
| Tween-20 | Georgiachem | 9005-64-5 | solution nRIMS |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787-50ML | Immuno-coloration |
| Albumine sérique bovine (BSA) | Bovogen | BSA100 | Immuno Coloration |
| héparine | Merck Millipore | 375095 | Perfusion (PBS) |
| Azoture de sodium | Sigma-Aldrich | S2002-25G | nRIMS solution |
| PECAM-CD31 | anticorps Santa Cruz Biotechnology Inc. | sc-28188 | |
| Conjugué fluorescent anti-IgG Cy3 de chèvre anti-lapin-IgG Jackson | ImmunoResearch Inc. | 111-165-003 | Immunocoloration |
| % Paraformaldéhyde | Tech & Innovation | BPP-9004 | Perfusion, polymérisation |
| 20X Saline tamponnée au phosphate (pH 7,4) | Tech & Innovation | BPB-9121 | Perfusion, Tampon |
| 10 mL stripette | Coatar | 4488 | Transfert de solution |
| Tube de 50 mL | Falcon | 352070 | Tube de clarification |
| 35 mm Boîte de culture cellulaire | SPL | 20035 | Imagerie |
| Boîte confocale | SPL | 211350 | Imagerie |
| 1 mL seringue | Korea vaccine Co., Ltd | 26G 1/2 | Anesthésier ; |
| Seringue de 50 mL | Korea vaccine Co., Ltd | 21G1 1/4 | Perfusion |
| Acrylamide | Sigma-Aldrich | A3553 | Polymérisation (A4P0) |
| Whatman 3MM papier | Sigma-Aldrich | Z270849 | Papier buvard pour l’élimination du gel |
| Microscope confocal | Zeiss | LSM780 | Imagerie |
| ZEN lite Logiciel | Zeiss | ZEN 2012 | Imagerie |
| Pompe péristaltique | Longerpump | BT100-1F | Perfusion |
| EasyGel | Lifecanvas Technologies | EasyGel | Système d’hybridation de gel tissulaire |
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