Ce protocole décrit une méthode d’immunocoloration de l’estomac entier modifiée à partir de la technique du « Swiss roll » initialement développée pour l’intestin murin.
Article de méthode
Ce protocole décrit une méthode d’immunocoloration de l’estomac entier modifiée à partir de la technique du « Swiss roll » initialement développée pour l’intestin murin.
Les technologies spatiales « omiques » offrent des opportunités sans précédent d’étudier la biologie et les interactions des cellules individuelles de l’appareil neuromusculaire gastrique dans leur environnement tissulaire naturel. Cependant, l’application réussie de ces approches et l’évaluation des différences structurelles et moléculaires à travers le fundus, le corpus et l’antrum nécessitent un échantillonnage cohérent et une orientation tissulaire. Ici, nous rapportons une technique modifiée de « rouleau suisse » adaptée à l’estomac de la souris, qui permet d’intégrer et de visualiser toutes les principales régions anatomiques dans une seule cryosection. Cette approche met l’accent sur la fixation plate et le positionnement soigneux pour générer des sections avec une orientation et une qualité reproductibles. Cette étude a également optimisé les conditions de coloration par immunofluorescence afin d’assurer une visualisation de haute qualité des marqueurs cellulaires. Ce protocole permet des comparaisons complètes et côte à côte des régions gastriques tout en minimisant la perte tissulaire et la variabilité expérimentale. En améliorant la préservation des tissus et l’orientation spatiale, cette méthode offre un outil pratique et évolutif pour les chercheurs étudiant la biologie gastrique dans des contextes physiologiques et pathologiques.
L’estomac est un organe complexe en forme de J qui relie l’œsophage auduodénum 1. Il est divisé en trois principales régions anatomiques : le fundus, le corpus etl’antrum 1. Chaque région de la tunique musculaire gastrique joue un rôle physiologique distinct, contribuant à des fonctions gastriques clés telles que l’accommodement, la complaisance, la trituration alimentaire et lavidange 1,2. L’étude des changements dans la physiologie et la pathologie gastrique nécessite une analyse détaillée de ces régions et de leur architecture cellulaire.
Pour visualiser de grandes surfaces tissulaires, les chercheurs utilisent souvent la technique du « Swiss roll », initialement développée pour l’intestinmurin 3,4,5,6. Cette étude a modifié la technique du Swiss roll pour l’utiliser avec l’estomac murin afin d’établir un nouveau protocole. L’estomac est d’abord séparé en ses régions anatomiques et fixé en position plate. Le tissu est ensuite soigneusement roulé et traité pour la cryosection. Un roulage suisse incorrect peut endommager les structures épithéliales fragiles, en particulier dans l’intestin, entraînant une mauvaise qualité tissulaire pour l’immunocoloration. Préserver des tissus bien fixés, correctement orientés, avec des structures cellulaires intactes, est essentiel pour l’imagerie haute résolution. Ce travail présente une nouvelle méthode pour générer des rouleaux suisses incluant toutes les régions gastriques au sein d’un seul cryobloc. De plus, un protocole optimisé de coloration par immunofluorescence est décrit pour la tunique musculaire gastrique, permettant une évaluation détaillée de la fonction gastrique. Ce protocole fournit un guide complet pour obtenir des images d’immunofluorescence de haute qualité grâce à une préparation minutieuse du tissu gastrique, au traitement des rouleaux suisses et à la coloration. En préservant la morphologie complexe de la tunique musculaire gastrique, cette méthode facilite une compréhension plus approfondie de sa structure et de sa fonction, tant en santé qu’en maladie.
Des expériences animales ont été menées selon les directives définies dans le Guide des National Institutes of Health pour les soins et l’utilisation des animaux de laboratoire. Les protocoles ont été approuvés par le Comité de soins et d’utilisation des animaux institutionnels de la Mayo Clinic (A48315-15). Les programmes et installations de soins et d’utilisation des animaux de la Mayo Clinic ont été examinés et entièrement accrédités par l’Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International (AAALAC). Les réactifs et l’équipement utilisés sont listés dans le tableau des matériaux.
1. Technique du rouleau suisse pour les cryosections gastriques fixées au paraformoldéhyde (PFA)
2. Coloration immunofluorescente du tissu du muscle gastrique
3. Imagerie par immunofluorescence utilisant un microscope confocal
En utilisant la nouvelle méthode, les rouleaux suisses gastriques murins incluaient les trois principales régions de l’estomac : le fundus, le corpus et l’antrum, ainsi qu’une petite portion de l’œsophage et du duodénum en une seule section. Inclure l’estomac entier dans une seule section permet une analyse régionale complète (Figure 1). La coloration à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E) d’images entières des rouleaux suisses de l’estomac a démontré une architecture gastrique bien préservée dans toutes les régions, permettant une visualisation claire des couches muqueuse, sous-muqueuse et musculaire (Figure 3). La figure 4 montre une coloration immunofluorescente représentative des cellules interstitielles de Cajal (ICC ; cellules pacemaker générant des ondes rythmiques lentes sous-jacentes à la motilité intestinale phasique ; identifiées par KIT et ANO1), des neurones entériques (neurones du système nerveux entérique coordonnant la motilité gastro-intestinale ; identifiés par immunocoloration TUBB3) et des noyaux (DAPI). Dans la muqueuse gastrique, la KIT est également exprimée dans les cellules de Paneth et de goblet, comme précédemmentrapporté 9,10,11. ANO1 est également fortement exprimé dans l’épithélium gastrique, en particulier dans les cellules épithéliales colonnaires du fundus, ce qui correspond à son rôle dans le transport du chlorure et la sécrétionmuqueuse 11. De plus, TUBB3 est exprimée dans certaines cellules endocriniennes gastriques et cellules sécrétentes de mucus, selon les données de l’Atlas des protéineshumaines 12,13. La figure 5 montre une coloration immunofluorescente représentative des cellules musculaires lisses marquées par MYH11, des cellules épithéliales de la muqueuse gastrique marquées par E-cadherine, et de l’ICC marquées par KIT. MYH11 s’exprime également sous forme de myofibroblastes dans la muqueuse gastrique, comme rapporté précédemmentdans 14. Ensemble, ces résultats d’immunofluorescence confirment que notre protocole préserve l’architecture tissulaire.

Figure 1 : Préparation du « Swiss roll » de l’estomac de souris pour la cryosection. (A) L’estomac entier est placé dans une cuvette de dissection recouverte de silicone noir, remplie de solution physiologique froide tamponnée au phosphate (PBS) immédiatement après le retrait afin de préserver l’intégrité des tissus. (B) L’estomac est ouvert le long du point médian du duodénum. (C) L’estomac est doucement étiré et maintenu dans le plat pour qu’il reste plat sans exercer de tension excessive. Une ligne rouge pointillée est délimitée le long du mouchoir pour indiquer où il doit être taillé afin de faciliter le roulement. (D) L’estomac ouvert et fixé est placé sur du papier filtre humidifié au PBS en préparation du roulage en configuration compacte. La flèche rouge indique la direction du ventre qui roule. (E) Les morceaux de tissu sont intégrés dans un composé optimal à température de coupe (O.C.T.) et congelés sur de la glace sèche en préparation de la cryosection. (F) Les blocs congelés sont stockés à −80 °C et cryosectionnés à une épaisseur de 5 μm pour une analyse en aval. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Figure 2 : Configuration de l’acquisition ND et visualisation de saturation lors de l’imagerie Z-stack. (A) Réglages du laser et du détecteur configurés dans le logiciel d’imagerie confocale pour l’imagerie spectrale multicanal. Quatre fluorophores sont utilisés : 4′,6-diamidino-2-phénylindole (DAPI), Alexa Fluor 488 (AF488), Alexa Fluor 555 (AF555) et Alexa Fluor 647 (AF647), chacun associé à des lasers d’excitation et des détecteurs d’émission correspondants. Le graphique spectral affiche les courbes d’excitation et d’émission, permettant d’ajuster pour minimiser la diaphonie et optimiser la détection du signal. (B) Les réglages d’exposition sont ajustés individuellement pour chaque fluorophore afin d’éviter la saturation des pixels et de préserver les détails dans les régions à forte intensité. (C) Un réglage d’acquisition d’image large (par exemple, 6 × 6 champs) permet de visualiser l’ensemble du rouleau suisse gastrique ; La taille du champ d’image doit être ajustée en fonction de la taille et de la compacité du tissu roulé. (D) Fenêtre d’acquisition ND montrant les paramètres de la pile Z. La plage Z est définie en sélectionnant les positions supérieure et inférieure du muscle gastrique, avec huit étapes configurées pour capturer la profondeur complète du tissu pour une analyse tridimensionnelle (3D). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Figure 3 : Image d’un rouleau suisse de souris taché à l’hématoxyline et à l’éosine. La balayage des tuiles démontre la capacité de visualiser l’intégralité du Swiss roll gastrique d’une souris C57BL/6J femelle de 8 semaines. Les principales régions anatomiques sont indiquées, notamment l’œsophage (ligne pointillée rouge), le sphincter œsophagien inférieur (ligne pointillée violette), le fundus (ligne pointillée noire), le corps (ligne pointillée bleue), l’antrum (ligne pointillée verte) et le duodénum (ligne pointillée orange). Barre d’échelle : 1000 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Images confocales d’un rouleau suisse d’un ventre murin entier : ANO1, KIT, TUBB3. Panneaux supérieurs : Images confocales représentatives brodées d’un Swiss roll gastrique d’une femelle C57BL/6J âgée de 8 semaines, montrant l’immunocoloration pour ANO1 (vert), KIT (cyan), TUBB3 (jaune) et noyaux (bleu). L’ensemble de l’estomac gondé, y compris le fundus, le corpus et l’antrum, est visualisé. Barres d’échelle : 1000 μm. Panneaux inférieurs : Vues agrandies de la région délimitée par la boîte blanche pointillée dans les panneaux supérieurs, mettant en évidence les détails cellulaires des cellules interstitielles de Cajal (ANO1+ et KIT+ ; flèches jaunes) et des neurones entériques (TUBB3⁺ ; flèches rouges). Barres d’échelle : 100 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 5 : Images confocales d’un rouleau suisse d’un estomac murin entier : MYH11, KIT, E-cadherin. Panneaux supérieurs : Images confocales représentatives brodées d’un Swiss roll gastrique d’une souris C57BL/6J femelle âgée de 8 semaines, montrant l’immunocoloration pour MYH11 (vert), KIT (cyan), E-cadherine (jaune) et noyaux (bleu). L’ensemble de l’estomac gondé, y compris le fundus, le corpus et l’antrum, est visualisé. Barres d’échelle : 1000 μm. Panneaux inférieurs : Vues agrandies de la région délimitées par la boîte blanche pointillée dans les panneaux supérieurs. Des lignes en pointillés blancs délimitent l’épithélium muqueusement (E-cadherine) et la couche musculaire (MYH11). Les flèches blanches indiquent les cellules interstitielles KIT+ du Cajal (ICC). Barres d’échelle : 100 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
En utilisant la nouvelle méthode optimisée du Swiss-roll gastrique, les trois segments de l’estomac (fundus, corpus et antrum), ainsi que l’œsophage et le duodénum, sont inclus sur une seule lame. Cette inclusion complète permet aux chercheurs d’analyser les changements structurels et moléculaires dans l’ensemble de l’estomac et réduit le coût de coupe et de coloration des réactifs (Figure 1).
Exposer toutes les régions gastriques simultanément aux mêmes solutions de coloration lors de l’immunocoloration garantit la cohérence et améliore la précision. L’immunocoloration des rouleaux suisses gastriques révèle clairement les couches distinctes de la paroi gastrique. Comme montré dans les figures 4 et 5, cette méthode permet de visualiser les différences morphologiques entre les segments gastriques et permet la détection des ICC (KIT et ANO1)10, des neurones (TUBB3)15, des cellules musculaires lisses (MYH11), des cellules épithéliales muqueuses (E-cadherine) et des noyaux.
Des modifications mineures peuvent être apportées selon l’état des tissus et les objectifs de recherche. Par exemple, retirer la graisse supplémentaire peut aider à maintenir la forme du rouleau pendant la fixation. Ajuster l’épaisseur de la section peut également aider à préserver la structure tissulaire ou à améliorer l’adhérence à la lame. Un autre raffinement potentiel consiste à utiliser un moule métallique pour une coupe plus homogène, comme c’est le cas avec les rouleaux suissesintestinaux 16. Bien que ce protocole se concentre sur les cryosections, il peut être adapté aux tissus enfouis dans la paraffine. Alors que l’incrustation par paraffine préserve l’intégrité structurelle des tissus, la cryosection permet un traitement plus rapide et une meilleure conservation de l’antigène, ce qui la rend plus adaptée à l’immunofluorescence.
Cette méthode présente des limites. Un estomac élargi, fibrosifié ou calcifié, souvent observé dans des affections telles que l’inflammation, l’obésité, le diabète ou le vieillissement, peut être plus difficile à rouler et poser des difficultés pour une colorationoptimale 17,18,19,20. Malgré cette limitation, cette technique offre des avantages majeurs par rapport à l’intégration régionale traditionnelle. Le traitement de toutes les régions gastriques dans des conditions identiques améliore la constance, réduit la variabilité et permet de conserver à la fois le temps et les réactifs.
Cette approche est particulièrement utile pour les études sur les changements régionaux. Il supporte également l’analyse spatiale de plusieurs types de cellules et peut être associé à la quantification basée sur l’image. Dans l’ensemble, cette nouvelle méthode optimisée du Swiss-roll gastrique offre une plateforme pratique et évolutive pour une analyse complète des tissus gastriques en santé et en maladie.
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce travail a été partiellement soutenu par les subventions R01 DK057061 (T.O.), R01 DK121766 (Y.H.), R01 DK126827 (T.O.), R01 DK131455 (T.O.) et P30 DK084567 (Epigenomics and Spatial Biology Core, Mayo Clinic Center for Cell Signaling in Gastroenterology). Les agences de financement n’avaient aucun rôle dans la conception des études, l’analyse des données ou la préparation des manuscrits. Le contenu est entièrement de la responsabilité des auteurs. Nous remercions le Dr Darren J. Baker et les membres du laboratoire Dr. Baker (Département de biochimie et biologie moléculaire, Mayo Clinic, Rochester, MN) pour avoir partagé les ressources de laboratoire et le soutien technique pour la coloration H&E.
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| #5SF Pinces | OUTILS SCIENTIFIQUES DE QUALITÉ | 11252-00 | |
| albumine sérique bovine & nbsp ; | SIGMA-ALDRICH | A7906 | |
| Source lumineuse LED ColdVision MC-LS | SCHOTT | MC-LS | |
| Confocal software ; | Nikon | Logiciel d’imagerie Nikon NIS-Elements | |
| Cryoseal XYL | Epredida | 9312-4 | |
| DAPI (4',6-diamidino-2-phénylindole, dilactate) | Thermo Fisher Scientific | D3571 | |
| Plats de dissection, grands | Systèmes vivants & nbsp ; Instrumentation | SKU : DD-90 | |
| Anti-chèvre Donkey AF647 pAb | Technologies de vie | A21447 | Lot : 1739289 RRID : AB_2535864 |
| Anti-souris Donkey AF555 pAb | Technologies de vie | A31570 | Lot : 1774719 RRID : AB_2536180 |
| Anti-lapin Donkey AF488 pAb | Technologies de vie | A21206 | Lot : 2668665 RRID : AB_2535792 |
| E-cadharine (dilution 1:400) | BD Biosciences | 610181 | lot : 25510 RRID : AB_397580 |
| Éosine | ELITechGroup | $SS-071C | |
| Pinces recouvertes d’époxy | OUTILS SCIENTIFIQUES DE QUALITÉ | 11210-10 | |
| Éthanol | SIGMA-ALDRICH | 459828-4L | |
| TUBE FLEXIBLE 1,5 mL | Eppendorf | 22364111 | |
| Éponges en gaze | Fisherscientific | 22-362-178 | |
| Ciseaux fins durcis | OUTILS SCIENTIFIQUES DE QUALITÉ | 14090-09 | |
| Hématoxyline | Epredia | 7211 | |
| KIT (0.2 & micro ; g/mL ; dilution 1:1000) | R& Systèmes D | AF1356 | Beaucoup : IEO0217101 RRID : AB_354750 |
| SOLUTION DE NETTOYAGE DE LENTILLE BOUTEILLE VAPORISATRICE DE 1 OZ | Nikon | 77013066 | |
| Verre de revêtement de microscope | Fisher Scientific | 12541016 | |
| Lames de microscope | CardinalHealth | M6133A | |
| Épingles Minutien | OUTILS SCIENTIFIQUES DE QUALITÉ | 26002-20 | |
| MYH11 (dilution 1:400) | Technologies biomédicales | BT-562 | RRID : AB_10013421 |
| Vernis à ongles | COULEURS PÉCHERESSES | 7.33855E+11 | |
| Aiguille 30 G x 1/2 pouce. ; | BD Biosciences | 305106 | |
| Paraformélélidoïde | SIGMA-ALDRICH | 158127-500G | |
| Lames à tranchant simple Personna | La Compagnie Razor Blade | 76247-652 | |
| Solution de blocage IgG souris-sur-souris ReadyProbes (30x) | Thermo Fisher Scientific | R37621 | Beaucoup : 3226230 |
| Fixation antifondu diamant SlowFade (support de montage) | Thermo Fisher Scientific | S36972 | |
| Système de coloration StainTray 10 lames | Simport Scientific | M918-2 | |
| Microscope stéréo 0,8x-5x | Nikon | SMZ645 | |
| Sacchrose & nbsp ; | SIGMA-ALDRICH | S9378-1KG | |
| Surface-Amps X-100 (Triton X) | Thermo Fisher Scientific | 28314 | |
| TMEM16A (ANO1 : dilution 1:400) | Abcam | ab53212 ; | Lot : GP3295656-1 RRID : AB_883075 |
| Pipette de transfert | Faucon | 357575 | |
| TUBB3 (dilution 1:400) | Technologie de signalisation cellulaire | 4466 | Lot : 5 RRID : AB_1904176 |
| Xylènes ; | Fisher Scientific | X3P-1GAL | BEAUCOUP 206238 |
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