בעכברים, היכולת לזהות פרומונים מתווכת בעיקר על ידי האיבר vomeronasal (VNO). כאן, רקמה חריפה פרוסה הכנת VNO לביצוע הדמיה סידן מתואר. גישה זו מאפשרת פיזיולוגיים תצפיות subpopulations ו / או נוירונים בודדים ברקמה חיה נוח זיהוי קולטן ליגנד.
מאמר שיטה
בעכברים, היכולת לזהות פרומונים מתווכת בעיקר על ידי האיבר vomeronasal (VNO). כאן, רקמה חריפה פרוסה הכנת VNO לביצוע הדמיה סידן מתואר. גישה זו מאפשרת פיזיולוגיים תצפיות subpopulations ו / או נוירונים בודדים ברקמה חיה נוח זיהוי קולטן ליגנד.
פיטר Karlson ומרטין Lüscher השתמשו פרומון המונח לראשונה בשנת 1959 1 לתאר כימיקלים המשמשים לתקשורת תוך מינים. פרומונים הם נדיפים או בלתי נדיף קצרת מולקולות 2 מופרשים ו / או הכלול 3,4 נוזלים ביולוגיים, דוגמת שתן, נוזל ידוע להיות המקור העיקרי של פרומונים 3. תקשורת המושכת הוא מעורב במגוון רחב של שיטות חיה מפתח כגון אינטראקציות 5,6 קרובי משפחה, ארגוני היררכי 3 ואת האינטראקציות המיניות 7,8 ו - וכתוצאה מכך הם בקורלציה ישירה עם להישרדות המין נתון 9,10,11. בעכברים, היכולת לזהות פרומונים מתווכת בעיקר על ידי האיבר vomeronasal (VNO) 10,12, מבנה לזווג הממוקמת בבסיס של חלל האף, וגם מוקף כמוסת סחוסי. VNO לכל צורה צינורי עם לומן 13,14 המאפשר קשר עם חיצוניעולם כימי. Neuroepithelium חושית מורכבת בעיקר של נוירונים חושיים vomeronasal דו קוטבית (VSNs) 15. VSN כל משתרע דנדריט יחיד לומן שהסתיימו ידית הדנדריטים גדול נושאת עד 100 microvilli מעורב זיהוי כימי 16. Subpopulations רבים של VSNs נוכחים. הם מובחנים על ידי chemoreceptor שהם מבטאים, ובכך ככל הנראה על ידי ליגנד (ים) הם מכירים 17,18. שתי משפחות עיקריות קולטן vomeronasal, V1Rs ו V2Rs 19,20,21,22, מורכבים בהתאמה על ידי 240 23 120 24 חברים באים לידי ביטוי שכבות נפרדות של neuroepithelium. קולטני הריח (מחדרי) 25 ו קולטנים פפטיד formyl (FPRs) 26,27 באים לידי ביטוי גם VSNs.
בין אם אלה subpopulations העצבית להשתמש באותו מסלול איתות במורד הזרם עבור פרומונים חישה אינו ידוע. למרות התפקיד המרכזי של ערוץ הסידן חדיר-(TRPC2) נוכח microvilli של נוירונים בוגרים 28 TRPC2 ערוצי התמרה עצמאי הוצעו 6,29. בשל המספר הגבוה של תת עצב את המורפולוגיה המיוחדת של האיבר, חקירות פרמקולוגיות ופיזיולוגיות של אלמנטים איתות נוכח VNO מורכבים.
כאן, אנו מציגים רקמות חריפה פרוסה הכנה של VNO העכבר לביצוע הדמיה חקירות סידן. גישה זו מאפשרת פיזיולוגיים תצפיות בסביבה הטבעית של רקמה חיה, של subpopulations כללית או בודדים של VSNs נטען בעבר עם Fura, 02:00, צבע סידן. שיטה זו היא גם נוח לומד כל קולטן ה-GFP-tagged פרומון ו ניתנת להתאמה לשימוש אחר בדיקות סידן ניאון. כדוגמה, אנו משתמשים כאן עכבר VG קו 30, שבו תרגום של הקולטן פרומון V1rb2 קשורה הביטוי של ה-GFP על ידי אסטרטגיה polycistronic.
1. Dissection של העכבר VNO
2. פרוסה VNO רקמות הכנה
פרוסת רקמה VNO הכנה המתואר בסעיף זה 2) הוא בעיקר לחקירות הדמיה סידן. פרוסות VNO יכול לשמש גם עבור immunohistostainings על פרוסות צף לאמת את השלמות המבנית של הרקמה (ראה סעיף 3) לפרוטוקול).
3. אימונוהיסטוכימיה על פרוסות VNO צף
מטרת הליך זה היא לוודא את תקינות של פרוסות רקמה VNO שהושג בסעיף 2). טובולין Acetylated, הוא סמן microtubule / cytoskeleton לידי ביטוי דנדריטים של נוירונים microvilli VNO חושית. עבור ניסויים הדמיה סידן, ללכת directly סעיף 4) של הפרוטוקול. השיטה immunohistostaining צף על פרוסות VNO ניתן להתאים הערכה של הביטוי של חלבון כלשהו של עניין. למטרה זו, אנו ממליצים לתקן את VNO עבור 1h ב 4 ° C בתמיסה מקבע (paraformaldehyde 4% ב-PBS, pH 7.6) לאחר הנקודה 1.7) של פרוטוקול ולהשתמש מזה PBS נקודה ב-pH 7.6 מאשר ACSF פתרון.
4. סידן הדמיה על פרוסות VNO
5. נציג תוצאות:
כדי להקים assay פונקציונלי לחקור את התמרה רב המסלולים מתרחש VNO העכבר, או לזהות חדש פרומון קולטן זוגות, אנחנו מנצלים את העכבר VG קו (איור 1A (איור 1E), אנו מכינים חריפה פרוסות VNO (איור 2C). אנו לתקן חלק מהם, כדי לבדוק ולאמת את תקינות tissular של התכשיר על ידי ביצוע immunohistostainings נגד החלבון טובולין acetylated-(איור 2D-F). שבריר השנייה של פרוסות משמש ניסויים הדמיה סידן. לשם כך, פרוסות נטענים עם Fura, 02:00 (איור 3C-E) ורמת סידן תוך תאי של כל נוירון מנוטר כיחס ΔF (איור 3F). הכדאיות של נוירונים הוא מוערך על ידי טפטוף של ה-ATP (125 מיקרומטר), לאחר עלייה מהירה וחולפת יחס ΔF צפוי (איור 3F). שתן להיות המקור העיקרי של פרומונים, זלוף של טריאסף ly עכבר שתן (1:100) משמש לשלוט אנדוגני. זה מעורר הארעיים סידן כ -50% של נוירונים מוקלט (תא 1 ו -2, איור. 3F). תחת ה-GFP תאורה, V1Rb2 נוירונים החיוביים הם נצפים, ו זלוף של ליגנד המושכת הידוע שלה, 2-heptanone, יוזם הפעלה סלולרית (תא 1, איור. 3I). מעניין, הפעלות נוירונים הם הנצפה גם בשבריר של נוירונים אינם מבטאים את הקולטן V1Rb2 (נוירונים GFP שלילי) (2 תאים, איור. 3I), הוכחת את המורכבות של פרומון קידוד VNO.

באיור 1. Dissection האיבר עכבר vomeronasal. (א) עכבר מקו VG. (ב) לאחר המתת חסד של העכבר, ראש מלא ממוקם תחת מיקרוסקופ המשקפת את הלסת התחתונה מוסרת כדי להמחיש את החיך. חתך אופקי קטן נעשה(קו מקווקו שחור). (ג) לאחר סילוקו של החיך, מחיצת האף מצופה VNO הוא חתך בחלק העליון והחלק התחתון (קווים מקווקווים לבן) כדי להקל על החילוץ VNO. (ד) VNO ממוקמת בפתרון ACSF ומופרד (הכנס: תצוגת כוח עליון של שני החלקים). (ה) הכמוסה סחוסי של VNO מוסר בעדינות, ואת VNO ללא סחוס הקפסולה שלה משמש להמשך הניסויים. ברים סולם הם: BE, 1 מ"מ.

2. איור עכבר vomeronasal הכנה חריפה פרוסה ויושרה tissular. (א) VNO העכבר מוטבע אנכית פתרון אגר 3%. הטמפרטורה של אגר חייב להיות נמוך מ 41 ° C. (ב) לחסום אגר הוא חתך בצורת פירמידה ו 100 מיקרומטר סעיפים VNO (קו מקווקו שחור) נוצרות ACSF. (ג) פרוסות VNO ניתן לבחור תחת stereomicroscope ניאון כדי להמחיש מסויםאוכלוסיה של נוירונים חושיים מתויג. (DF) יושרה Tissular ניתן להעריך על ידי immunohistostainings נגד החלבון טובולין acetylated-, תצוגה של כוח עליון V1rb2 גן במיקוד נוירונים להדגים את שימור מושלם של התכשיר. נוירונים עם דנדריטים הארוכה שלהם להגיע לפני השטח של לומן (E), כמו גם את הביטוי של החלבון המבני הבליטות microvilli הדנדריטים ניתן לצפות (F). ברים סולם הם: B, 5 מ"מ; C, 60 מיקרומטר; ד ', 40 מיקרומטר; EF, 20 מיקרומטר.

3. איור סידן הדמיה זיהוי פרומון ב vomeronasal פרוסות הרקמה חריפה. (א) לאחר שלב Fura 02:00-loading, פרוסות VNO ממוקמים בתא זלוף ומתוחזקים עם עוגן מותאם (תצוגת מתח גבוה). (ב) ניסויים מבוצעים את פרוסות כהה VNO הם perfused ברציפות ב RT עם ACSF עם מערכת ואקום. הטמפרטורה יכולה להיות chosen באמצעות בקר טמפרטורה המערכת מורכבת על ידי אלמנט דו קוטבית פלטייה ו בדיקה תרמית. ניסוי זה בפרט בוצע ב RT. (CE) פרוסות VNO הם הנצפה תחת בניגוד שלב הופמן (C, HV) או Fura 380 ננומטר תאורה לפני (ד ') במהלך ההפעלה העצבית (E, כאן עם ה-ATP). (F) הכדאיות העצבית מוערך עם טפטוף של ה-ATP (125 מיקרומטר). כאן, chemostimulation נעשה עם שתן (שתן, 1:100) או בתערובת של פרומונים העכבר (ph לערבב., 10 -6 M) בשיעור זרם בלתי פוסק של 165 מ"ל / h. רמות הסידן תאיים (ΔF) ניתן להקליט בנפרד עבור כל תא (Cell 1-3). (G) נוירון V1Rb2 הוא מדמיין תחת GFP תאורה (1). (H) העמסה של זה נוירון (1), כמו גם אי - נוירון V1rb2 להביע (2) מוצג. (אני) נוירון V1rb2 הוא מסוגל להגיב 2-heptanone עם עלייה סידן תוך תאי. זה נוירון מסוים שאינו V1rb2 להביע גם מגיב 2-heptanone (תא 2). ברים סולם הם: CE, 20 מיקרומטר; GH,15 מיקרומטר; ΔF = 340 ננומטר / 380 ננומטר. (F ו-I) משך היישום גירוי מסומן על ידי סורגים תחת כל עקבות. היקף צבע שרירותי מייצג את עוצמת הקרינה.
הדמיה סידן השיטה המוצגת כאן מאפשרת להקליט, כהכנה פרוסה חריפה, המושכת את התגובות של נוירונים עכבר VNO. עם גישה זו, דיסקציה מן החיה אל הנוירונים vomeronasal היא, עם קצת תרגול, השגה בקלות ומספק הכנה ארוך רקמה חיה. זה מאפשר זמן רב ניסויים כמו חקירות תרופתי או לימוד של קידוד המושכת. בעזרת טכניקה זו פיזיולוגיים, אוכלוסיות גדולות, כמו גם subpopulations העצבית מדויק ניתן לנתח באופן ספציפי. בנוסף, בשיטה זו ניתן להתאים בקלות לגישות או ניסויים immunohistochemical המבוססת על צבעים סידן אחרים. השימוש בשיטות אלה בשילוב בוודאי לאפשר זיהוי של ligands המושכת חדש עבור chemoreceptors יתום רבים הביעו באיבר העכבר vomeronasal.
אין ניגודי אינטרסים הכריז.
אנו רוצים להודות במיוחד מוניק Nenniger Tosato לקבלת תמיכה טכנית מעולה שלה, כמו גם ז'אן איב Chatton עבור עצות המדעי שלו ואת פלטפורמת CIF הדמיה של UNIL עבור הציוד מיקרוסקופ. המימון ניתן על ידי השוויצרי הקרן הלאומית למדע.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | תגובות |
| אדנוזין 5'-טריפוספט disodium מלח פתרון (ATP) | Sigma-Aldrich | A6559-25UMO | |
| אגר | Sigma-Aldrich | A7002-100 גרם | מועדף עבור אימונוהיסטוכימיה |
| אגר (התכה נמוכה) | Sigma-Aldrich | A0701-25 גרם | מעדיפים הדמיה סידן |
| CL-100 דו קוטבית בקר טמפרטורה | וורנר מכשירים | W64-0352 | |
| Confocal מיקרוסקופ | Leica Microsystems | SP5 AOBS | |
| Cy5 AffiniPure-Anti-IgG עכבר עיזים | ג'קסון ImmunoResearch | 115-175-071 | הגנה מן האור |
| DMSO (Sulfoxide דימתיל) | מרק | 317,275, 100 מ"ל | |
| הטבעת תבניות, פיל-A-Way | Polysciences | 18646A-1 | 22 x 22 x 20 מ"מ |
| פלורסנט הרכבה מדיה (Vectashield עם DAPI, 10 מ"ל) | Rectolab | H-1200 | |
| FURA, 02:00 | Teflabs | 0103 | הגנה מן האור |
| Glisseal N (גריז ואקום, 60 גר ') | בורר Chemie | Glisseal N | |
| אמבטיה גדולה הקלטה קאמרית (RC-26G) | וורנר מכשירים | 64-0235 | |
| MetaFluor (תוכנת הדמיה סידן; v.7.6.5.0) | Visitron מערכות | ||
| חד שבטיים אנטי טובולין, acetylateד נוגדן עכבר | Sigma-Aldrich | T6793-.2ML | |
| עז בסרום רגיל (NGS, 10 מ"ל) | Interchim | UP379030 | |
| פלטפורמה לתאי (P-1) | וורנר מכשירים | 64-0277 | |
| Pluronic F-127, 2 גרם | Invitrogen | P-6867 | |
| רוטי קול (בקבוק מינון, 10 גר ') | קרל רוט | 0,258.1 | |
| SC-20 תנור Dual In-line הפתרון / Cooler | וורנר מכשירים | W64-0353 | |
| פורסים עוגן (SHD-26GKIT) | וורנר מכשירים | 64-0266 | |
| Stereofluorescence מיקרוסקופ | Leica Microsystems | MZ16FA | |
| סופר PEN PAP (הידרופוביעט) | Pelco הבינלאומי | 22309 | |
| טריטון X-100 | Fluka | 93420-250 מ"ל | |
| רטט להב microtome VT 1200S | Leica Microsystems | 14048142066 | |
| VisiChrome מהירות גבוהה polychromator מערכת | Visitron מערכות | ||
| 3D ויזואליזציה נתונים (Imaris; v.6.3.1) | Bitplane מדעי תוכנה |
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה