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Article de méthode

Effacement optique et imagerie du tissu rénal immunolabeled

10.4K vues

DOI :

10.3791/60002

22 juillet 2019

Dans cet article

Résumé

La combinaison de l'étiquetage des anticorps, de la compensation optique et de la microscopie lumineuse avancée permet une analyse tridimensionnelle des structures ou organes complets. Décrit ici est une méthode simple pour combiner l'immunolabeling des tranches de rein épaisses, la compensation optique avec le cinnamate d'éthyle, et l'imagerie confocale qui permet la visualisation et la quantification des structures tridimensionnelles de rein.

Résumé

Les techniques de compensation optique rendent le tissu transparent en équilibrant l'indice de réfraction dans l'ensemble d'un échantillon pour la formation image tridimensionnelle (3-D) subséquente. Ils ont reçu une grande attention dans tous les domaines de recherche pour le potentiel d'analyser les structures microscopiques multicellulaires qui s'étendent sur des distances macroscopiques. Étant donné que les tubules de rein, la vascularisation, les nerfs, et le glomeruli s'étendent dans beaucoup de directions, qui ont été seulement partiellement capturées par les techniques bidimensionnelles traditionnelles jusqu'ici, dégagement de tissu a également ouvert de nombreux nouveaux secteurs de la recherche de rein. La liste des méthodes de compensation optique s'allonge rapidement, mais il reste difficile pour les débutants dans ce domaine de choisir la meilleure méthode pour une question de recherche donnée. Fourni ici est une méthode simple qui combine l'étiquetage des anticorps des tranches de rein de souris épaisses; compensation optique avec cinnamate d'éthyle chimique bon marché, non toxique et prêt à l'emploi; et l'imagerie confocale. Ce protocole décrit comment perfuter les reins et utiliser une étape de récupération d'antigène pour augmenter la liaison des anticorps sans avoir besoin d'équipement spécialisé. Son application est présentée dans l'imagerie de différentes structures multicellulaires dans le rein, et comment dépanner la pénétration des anticorps pauvres dans les tissus est abordée. Nous discutons également des difficultés potentielles de l'imagerie fluorophores endogènes et l'acquisition de très grands échantillons et comment les surmonter. Ce protocole simple fournit un outil facile à installer et complet pour étudier les tissus en trois dimensions.

Introduction

L'intérêt croissant pour l'étude d'organes entiers ou de grandes structures multicellulaires a conduit au développement de méthodes de compensation optique qui impliquent l'imagerie de tissus transparents en trois dimensions. Jusqu'à récemment, les meilleures méthodes pour estimer le nombre, la longueur ou le volume des structures entières étaient la stérilisation ou la section sérielle exhaustive, qui est basée sur l'échantillonnage systémique des tissus pour l'analyse ultérieure en deux dimensions1, 2 (en) , 3. Cependant, ces méthodes prennent beaucoup de temps et nécessite....

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Protocole

REMARQUE: Toutes les procédures expérimentales décrites ici ont été approuvées par le Comité institutionnel de soins et d'utilisation des animaux (IACUC) de l'Oregon Health and Science University, Portland, Oregon, États-Unis, et les autorités locales compétentes à Aix-la-Chapelle, en Allemagne.

1. Perfusion aortique abdominale rétrograde et fixation des reins de souris

  1. Préparer les solutions le même jour ou le soir avant et conserver dans un réfrigérateur pendant la nuit. Solutions chaudes à température ambiante (RT) avant de l'utiliser.
  2. Faire un nouveau lot de paraformaldéhyde (PFA) de 3 % en ....

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Résultats

Les reins sont des organes complexes composés de 43 types de cellules différents31. La plupart de ces cellules forment de grandes structures multicellulaires telles que le glomeruli et les tubules, et leur fonction dépend fortement des interactions les unes avec les autres. Les techniques histologiques classiques 2D capturent partiellement ces grandes structures et peuvent manquer des changements focaux dans les structures intactes31. Ainsi, l'analyse 3D utilisant des techn.......

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Discussion

Les techniques de compensation optique ont reçu une grande attention pour la visualisation 3D et la quantification de la microanatomie dans divers organes. Ici, la méthode de compensation solvant-basée (ECi) a été combinée avec l'immunolabeling pour l'imagerie 3-D des tubules entiers dans des tranches de rein. Cette méthode est simple, peu coûteuse et rapide. Cependant, d'autres questions de recherche peuvent être mieux répondues avec d'autres protocoles de compensation5. Il est également importan.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à révéler.

Remerciements

T. S. est soutenu par des subventions de la DFG German Research Foundation (332853055), else Kr'ner-Fresenius-Stiftung (2015-A197), et de la Faculté de médecine de la RWTH Aachen (RWTH Returner Program). V. G. P. est soutenu par des bourses de recherche de la Deutsche Gesellschaft fourrure Nephrologie, la Fondation Alexander von Humboldt, et le National Health and Medical Research Council of Australia. D. H. E est soutenu par la Fondation LeDucq. R. K. est soutenu par des subventions du DFG (KR-4073/3-1, SCHN1188/5-1, SFB/TRR57, SFB/TRR219), de l'État de Northrhinewestfalia (MIWF-NRW) et du Centre interdisciplinaire de recherche clinique de l'Université RWTH Dachen (O....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
0,22 et micro ; m filtreFisher Scientific09-761-112
15 mL tube coniqueFisher Scientific339650
21 G aiguille papillonBraunVenofix
3 voies robinet d’arrêtFisher ScientificK420163-4503
Logiciel d’analyse 3DBitplane AGIMARIS Logiciel d’analyse
3DCellprofilerlogiciel open source gratuit
5-0 suture de soieFine Science Tools18020-50
Seringues en plastique de 50 mLFisher Scientific14-817-57
Anticorps monoclonal anti-BrdURoche11296736001
Diluant d’anticorpsDakoS0809
CD31-647BioLegend102516
Solution de récupération d’antigène à base de citrateVector LaboratoriesH-3300
Hémostat incurvéFisher Scientific13-812-14
Dako Wash BufferAgilentS3006
Microscope de dissectionMoticDSK-500
Cassettes d’enrobageCarl RothE478.1
ÉthanolMerck
Cinnamate d’éthyleSigma-Aldrich112372
Film flexible/Parafilm MSigma-AldrichP7793
Chèvre anti-AQP2Santa Cruz Biotechnologysc-9882
Cobaye anti-NKCC2N/A/ADOI : 10.1681/ASN.2012040404
HClCarl RothP074.1
HéparineSagent Pharmaceuticals401-02
HemostatAgnthos312-471-140
Bascule horizontaleLabnetS2035-E
Antenne d’imagerieIbidi81218
KétamineMWI Santé animale501090
Micro serrefineOutils de science fine18052-03
NaOHFisher ScientificS318-500
Ciseaux opératoiresMerit97-272
ParaformaldéhydeThermo Fischer ScientificO4042-500
Rabbit anti-phoshoThr53-NCCPhosphoSolutionsp1311-53
Élastomère de siliconeWorld Precision Instruments Kwik-SilKWIK-SIL
Azoture desodiumSigma-AldrichS2002
Trancheuse de tissusZivic InstrumentsHSRA001-1
Triton X-100Ciseaux Acros OrganicsAC215682500
VannasFine Science Tools15000-00
VibratomeLancerSeries 1000
XylazineMWI Animal HealthAnaSed Inj SA (Xylazine)
100983 N

Références

  1. Oh, S. W., et al. A mesoscale connectome of the mouse brain. Nature. 508 (7495), 207-214 (2014).
  2. Zhai, X. Y., et al. 3-D reconstruction of the mouse nephron. Journal of the American Society of Nephrology. 17 (1), 77-88 (2006).
  3. Nyengaard, J. R.

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