Ici, nous présentons un protocole pour la détection fluorescente des protéines par anticorps dans des préparations entières d'embryons et de larves de poissons zèbres.
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Article de méthode
Ici, nous présentons un protocole pour la détection fluorescente des protéines par anticorps dans des préparations entières d'embryons et de larves de poissons zèbres.
L'immunohistochimie est une technique largement utilisée pour explorer l'expression et la localisation des protéines pendant les états normaux de développement et de maladie. Bien que de nombreux protocoles d'immunohistochimie aient été optimisés pour les sections des tissus et des tissus des mammifères, ces protocoles nécessitent souvent une modification et une optimisation pour les organismes modèles non mammifères. Le poisson zèbre est de plus en plus utilisé comme système modèle dans la recherche fondamentale, biomédicale et translationnelle pour étudier les mécanismes moléculaires, génétiques et biologiques cellulaires des processus de développement. Le poisson zèbre offre de nombreux avantages en tant que système modèle, mais nécessite également des techniques modifiées pour une détection optimale des protéines. Ici, nous fournissons notre protocole pour l'immunohistochimie de fluorescence de montage entier dans les embryons et les larves de poissons-zèbres. Ce protocole décrit en outre plusieurs stratégies de montage différentes qui peuvent être utilisées et une vue d'ensemble des avantages et des inconvénients de chaque stratégie fournit. Nous décrivons également des modifications à ce protocole pour permettre la détection des substrats chromogéniques dans le tissu entier de montage et la détection de fluorescence dans le tissu larvaire sectionné. Ce protocole est largement applicable à l'étude de nombreux stades de développement et structures embryonnaires.
Le poisson zèbre (Danio rerio) est devenu un modèle puissant pour l'étude des processus biologiques pour plusieurs raisons, y compris le temps de génération court, le développement rapide, et l'agréabilité aux techniques génétiques. En conséquence, le poisson zèbre est couramment utilisé dans les écrans à haut débit de petites molécules pour la recherche toxicologique et la découverte de médicaments. Le poisson zèbre est également un modèle attrayant pour l'étude des processus de développement étant donné qu'une seule femelle peut régulièrement produire 50-300 œufs à la fois et les embryons optiquement clairs se développent à l'extérieur permettant une visualisation efficace des processus de développement. Cependant, les premières recherches se sont surtout appuyées sur des écrans génétiques avancés utilisant n-éthyle-N-nitrosourea (ENU) ou d'autres mutagènes en raison de difficultés à établir des techniques génétiques inversées. Il y a environ deux décennies, les morpholinos ont été utilisés pour la première fois chez le poisson zèbre pour éliminer les gènes ciblés1. Les morpholinos sont de petits oligonucléotides antisens qui inhibent la traduction de l'ARNm cible après la microinjection dans un embryon à un stade de développement précoce. Une faiblesse majeure des morpholinos est qu'ils sont dilués pendant que les cellules se divisent et perdent généralement l'efficacité par 72 heures après la fertilisation (hpf). Tandis que les morpholinos restent un outil puissant pour la perturbation de gène de poisson-zèbre, les nucléases d'effecteur de transcription-comme d'activateur (TALENs), les nucléases de zinc-doigt (ZFNs), et les groupés régulièrement interspaced courtes répétitions palindromic (CRISPRs) sont plus récemment employés pour cibler directement le génome de poisson zèbre2,3. Ces stratégies génétiques inversées, combinées à la génétique avancée et aux écrans à haut débit, ont établi le poisson zèbre comme un modèle puissant pour étudier l'expression et la fonction des gènes.
La capacité d'étudier la fonction de gène exige généralement une évaluation de la distribution spatio-temporelle de l'expression de gène ou de produit de gène. Les deux techniques les plus couramment utilisées pour visualiser de tels modèles d'expression au début du développement sont l'hybridation in situ (ISH) et l'immunohistochimie de montage entier (IHC). L'hybridation in situ a été développée pour la première fois en 1969 et repose sur l'utilisation de sondes d'ARN antisens étiquetées pour détecter l'expression de l'ARNm dans un organisme4. En revanche, les anticorps étiquetés sont utilisés dans l'immunohistochimie pour visualiser l'expression des protéines. L'idée d'étiqueter les protéines pour la détection remonte auxannées 5 des années 1930 et la première expérience du CIH a été publiée en 1941 lorsque des anticorps étiquetés FITC ont été utilisés pour détecter les bactéries pathogènes dans les tissus infectés6. ISH et IHC ont évolué et amélioré de manière significative au cours des décennies suivantes et sont maintenant à la fois couramment utilisés dans le laboratoire de recherche moléculaire et diagnostique7,8,9,10,11. Bien que les deux techniques présentent des avantages et des inconvénients, le CSI offre plusieurs avantages par rapport à l'ISH. Pratiquement, le CSI prend beaucoup moins de temps qu'ISH et est généralement moins coûteux en fonction du coût de l'anticorps primaire. En outre, l'expression de l'ARNm n'est pas toujours une mesure fiable de l'expression des protéines, car il a été démontré chez les souris et les humains que seulement environ un tiers de la variation de l'abondance des protéines peut être expliquée par l'abondance de l'ARNm12. Pour cette raison, IHC est un supplément important pour confirmer les données ISH, si possible. Enfin, le CSI peut fournir des données subcellulaires et de co-localisation qui ne peuvent pas être déterminées par ISH13,14,15. Ici, nous décrivons une méthode étape par étape pour détecter de façon fiable des protéines par immunohistochimie dans les embryons et les larves de poissons zèbres de monture entière. Le but de cette technique est de déterminer l'expression spatiale et temporelle d'une protéine d'intérêt dans l'embryon entier. Cette technologie utilise des anticorps primaires spécifiques à l'antigène et des anticorps secondaires étiquetés fluorescents. Le protocole est facilement adaptable pour une utilisation sur les sections de tissu montés sur la diapositive et pour une utilisation avec des substrats chromogéniques au lieu de la fluorescence. Utilisant ce protocole, nous démontrons que le développement du muscle squelettique de poisson zèbre exprime des récepteurs ionotropic de glutamate, en plus des récepteurs d'acétylcholine. Les sous-unités de récepteur de glutamate de type NMDA sont détectables sur le muscle longitudinal à 23 hpf.
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Les procédures de travail avec les adultes reproducteurs de poissons zèbres et les embryons décrits dans ce protocole ont été approuvées par le Comité institutionnel de soins et d'utilisation des animaux de l'Université d'État de Murray.
1. Collection d'embryons et fixation
2. Préparation d'embryons
3. Incubation primaire d'anticorps
4. Incubation secondaire d'anticorps
Étapes facultatives
5. Blanchiment
6. Dissection d'embryon et dedeyolking
7. Montage plat sur diapositives
8. Montage à Agarose
9. Montage sur des glissières pontées
10. DAB Staining
REMARQUE : Cette section commence après l'étape 4.2 ci-dessus et remplace le reste de l'étape 4.
11. Protocole modifié pour la coloration des tissus sectionnés qui est monté sur des diapositives
12. Documentation
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L'immunohistochimie de montage entier emploie des anticorps pour détecter le modèle spatial de l'expression de protéine dans l'animal intact. Le flux de travail de base de l'immunohistochimie (représenté à la figure 1) consiste à élever le poisson zèbre, à élever et à préparer des embryons, à bloquer les antigènes non spécifiques, à utiliser un anticorps primaire spécifique à l'antigène pour cibler la protéine d'intérêt, à détecter cet anticorps primaire avec...
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L'immunohistochimie est un outil polyvalent qui peut être utilisé pour caractériser l'expression spatio-temporelle de pratiquement n'importe quelle protéine d'intérêt dans un organisme. L'immunohistochimie est utilisée sur une grande variété de tissus et d'organismes modèles. Ce protocole a été optimisé pour une utilisation chez le poisson zèbre. L'immunohistochimie chez différentes espèces peut nécessiter différentes techniques de fixation et de manipulation, bloquant les solutions selon les espèces et la présence de pe...
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Les auteurs n'ont aucune information à divulguer.
Financement de la subvention des NIH 8P20GM103436 14.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Agarose | Fisher Scientific | BP160-100 | |
| Feuille d’aluminium, usage intensif | Kirkland | Toute marque peut être substituée | |
| Anticorps anti-NMDA | Millipore Sigma | MAB363 | |
| Anti-phospho-histone H3 (Ser10), clone RR002 | Millipore Sigma | 05-598 | |
| Récepteur anti-pan-AMPA (GluR1-4) | Millipore Sigma | ||
| Albumine sérique bovine (BSA) | Fisher Scientific | BP1600-100 | |
| Nitrate de calcium [Ca(NO3)2] | Sigma Aldrich | C4955 | |
| Tubes à centrifuger, 1,5 mL | Axygen | MCT150C | |
| Vernis à ongles transparent | Sally Hanson | Tout vernis à ongles ou durcisseur peut être remplacé | |
| Dépression (concavité) lame | Electron Miscroscopy Sciences | 71878-01 | |
| Diaminobenzidine | Thermo Scientific | 1855920 | |
| Milieu embryonnaire, Danieau, 30% | 17.4 mM NaCl, 0.21 mM KCl, 0.12 mM MgS04, 0.18 mM Ca(NO3)2, 1,5 mM HEPES dans de l’eau ultrapure. | ||
| Milieu embryonnaire, E2 | 7,5 mM NaCl, 0,25 mM KCl, 0,5 mM MgSO4, 75 &mu ; M KH2PO4, 25 uM Na2HPO4, 0,5 mM CaCl2, 0,35 mM NaHCO3, 0,5 mg/L bleu de méthylène | ||
| Porte-tube flottant | Thermo Scientific | 59744015 | |
| Microscope composé à fluorescence | Leica Biosystems | DMi8 | |
| Stéréomicroscope à fluorescence | Leica Biosystems | M165-FC | |
| Lamelles en verre 18 mm x 18 mm | Corning | 284518 | |
| Lamelles en verre 22 mm x 60 mm | Thermo Scientific | 22-050-222 | |
| Lames en verre | Fisher Scientific | 12-544-4 | |
| Glycérol | Fisher Scientific | BP229-1 | |
| Chèvre anti-souris IgG Alexa 488 | Invitrogen | A11001 | |
| HEPES solution | Sigma Aldrich | H0887 | |
| Chambre humide avec couvercle | Simport | M920-2 | |
| Peroxyde d’hydrogène, 30 % | Fisher Scientific | H325-500 | |
| Immunedge pap pen | Vector labs | H-4000 | |
| Épingles à insectes, taille 00 | Stoelting | 5213323 | |
| Sulfate de magnésium (MgSO4 · ; 7H2O) | Sigma Aldrich | 63138 | |
| Filtre à mailles | Oneida N’importe | quelle marque peut être substituée | |
| Méthanol | Sigma Aldrich | 34860 | |
| Bleu de méthylène | Sigma Aldrich | M9140 | |
| Serrure à capuchon de micro-tube | Research Products International | 145062 | |
| Four à micro-ondes | Toastmaster | ||
| Mouse IgG | Sigma Aldrich | I8765 | |
| Sérum de chèvre normal | Millipore Sigma | S02L1ML | |
| Mélangeur à nutation | Fisher Scientific | 88-861-044 | |
| Paraformaldéhyde | Fisher Scientific | 04042-500 | |
| Pipettes Pasteur | Fisher Scientific | 13-678-20C | |
| PBTriton | 1 % TritonX-100 en 1x PBS | ||
| Permount support de montage | Fisher Chemical | SP15-500 | |
| Boîte de Pétri (verre) | Pyrex | 3160100 | |
| Boîte de Pétri (plastique) | Fisher Scientific | FB0875713 | |
| 1-phényle 2-thiourée | Acros | Organics 207250250 | |
| Solution saline tamponnée au phosphate (PBS), 10x, pH 7,4 | Gibco | 70011-044 | |
| Solution saline tamponnée au phosphate (PBS), 1x | 1x fabriquée à partir de 10x de stock dilué dans dH2 | ||
| O Chlorure de potassium (KCl) | Sigma Aldrich | P9333 | |
| Hydroxyde de potassium (KOH) | Fisher | P250-500 | |
| Phosphate de potassium monobasique (KH2PO4) | Sigma Aldrich | P5655 | |
| Pronase | Sigma Aldrich | 10165921001 | |
| Proteinase K | Invitrogen | AM2544 | |
| Chlorure de sodium (NaCl) | Sigma Aldrich | S7653 | |
| Phosphate de sodium dibasique (Na2HPO4) | Sigma Aldrich | S7907 | |
| Réservoir de reproduction avec couvercle et insert | Aquaneering | ZHCT100 | |
| SuperBlock PBS | Thermo Scientific | 37515 | |
| Superfrost + diapositives | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| Superglue gel | 3M Scotch | ||
| TNT | 100 mM Tris, pH 8,0 ; 150 mM de NaCl ; 0,1 % préadolescents20 ; fabriqué en dH2O | ||
| Pipette de transfert | Fisher | 13-711-7M | |
| Acide trichloracétique (Cl3CCOOH) | Sigma Aldrich | T6399 | |
| Tris Base | Fisher | Scientific S374-500 | |
| TritonX-100 | Sigma Aldrich | T9284 | |
| Tween20 | Fisher Scientific | BP337-500 | |
| Pince ultrafine | Fisher Scientific | 16-100-121 | |
| Eau, ultrapure/double distillation | Fisher Scientific | W2-20 |
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