השימוש בפרוטוקול זה, הצלחנו חלקים במוח העבה מיקרומטר 160 תמונה מעכברים נגועים בטפיל טוקסופלזמה גונדי, המאפשר הדמיה וניתוח של היחסים מרחביים בין טפיל encysting ונוירון הנגוע.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
השימוש בפרוטוקול זה, הצלחנו חלקים במוח העבה מיקרומטר 160 תמונה מעכברים נגועים בטפיל טוקסופלזמה גונדי, המאפשר הדמיה וניתוח של היחסים מרחביים בין טפיל encysting ונוירון הנגוע.
Toxoplasma gondii הוא טפיל לחייב, תאית עם מגוון רחב מארח, כולל בני אדם ומכרסמים. בשני בני האדם ומכרסמים, Toxoplasma קובע זיהום מתמשך לכל החיים במוח. בעוד זיהום מוח זה הוא ללא תסמינים ברוב האנשים עם מערכת חיסון, בעובר המתפתח או אנשים מדוכאי חיסון כגון תסמונת כשל חיסוני נרכשת חולים (איידס), נטייה זו ולהתמדה במוח יכול להוביל למחלות נוירולוגיות הרסניות. לפיכך, ברור כי האינטראקציה Toxoplasma המוחין היא קריטית למחלה סימפטומטית המיוצרת על ידי Toxoplasma, עדיין יש לנו מעט הבנה של האינטראקציה הסלולרית או מולקולרית בין התאים של מערכת העצבים המרכזית (CNS) וטפיל. במודל העכבר של מערכת העצבים המרכזית טוקסופלזמוזיס זה כבר ידוע במשך 30 שנים שהנוירונים הם התאים שבו הטפיל נמשך, אך מעט מידע זמין על שחלק מתא העצב בדרך כלל נגוע (סומה, דנדריט, אקסון) ואם מערכת יחסים סלולריים זה משתנה בין זנים. בחלקו, חוסר זה הוא משניים לקושי של הדמיה חזותי נוירונים נגועים כולו מבעלי חיים. תמונות כאלה בדרך כלל ידרשו חתך ותפרים של רקמה צילמה על ידי מיקרוסקופי אלקטרונים או confocal לאחר immunostaining סדרתי. על ידי שילוב של מספר טכניקות, השיטה המתוארת כאן מאפשרת השימוש בחלקים עבים (160 מיקרומטר) כדי לזהות ותאי תמונה שלמה המכילים ציסטות, המאפשר הדמיה וניתוח של נוירונים בודדים, נגועים כרוני תלת-ממדיים ללא הצורך בimmunostaining, מיקרוסקופיה אלקטרונית , או חתך סידורי ותפרים. שימוש בטכניקה זו, אנו יכולים להתחיל להבין את הקשר בין סלולארי הטפיל ונוירון הנגוע.
המטרה הכוללת של שיטה זו היא להשיג ברזולוציה גבוהה, תמונות תלת ממדיות של נוירונים בודדים שנדבקו בטפיל תאיים לחייב Toxoplasma gondii.
Toxoplasma נחשב לאחד מהטפילים המצליחים ביותר לעתים קרובות בגלל מגוון הגדול שלה ביניים מארח, הכולל בני אדם ומכרסמים. בשני בני אדם ומכרסמים, לאחר זיהום חריף בבליעה של מזון או מים מזוהמים, Toxoplasma הוא מסוגל לגרום לזיהום מתמשך של מערכת העצבים המרכזית על ידי המרה מצורתו מהירה משכפלת (tachyzoite) לאיטי המשכפל וencysting טופס (bradyzoite ). אצל אנשים עם מערכת חיסון תקינים, הוא חשב זיהום במערכת העצבים המרכזית סמוי זה להיות יחסית ללא תסמינים, אבל אצל אנשים מדוכאי חיסון כגון חולי איידס או מושתלים, התפרצות מחודשת של הטפיל עלולה לגרום לדלקת קרום מוח toxoplasmic הקטלנית 1,2. בנוסף, מחקרים שנעשה לאחרונה חההוכיח כי זיהום סמוי עם Toxoplasma יכול להוביל לשינויים התנהגותיים במכרסמים 3,4, אם כי המנגנון אינו ידוע.
באופן מפתיע, למרות נתונים אלה מדגישים את החשיבות של האינטראקציה CNS- Toxoplasma, קטן יחסית ידוע על הקשר הזה, במיוחד ברמה התאית ומולקולרית. היכולת ללמוד היבטים אפילו פשוטים של האינטראקציה המוח-טפיל כבר הקשתה בחלקו על ידי מגבלות טכנולוגיות. לדוגמא, רוב העבודה שהראה כי תאי עצב הם התאים שבי ציסטות להתמיד נעשתה עם מיקרוסקופ אלקטרונים (EM) 5,6. למרות EM נותן ברזולוציה גבוהה, שזה זמן רב, עבודה אינטנסיבית, ויקר. לאחרונה Immunofluorescence מבחני (IF) היו בשימוש בשילוב עם מיקרוסקופיה confocal כדי לאשר את העבודה שנעשתה על ידי 7 EM. אם מבחני הם קלים מבחינה טכנית לבצע וזולים יחסית, אך תוך שימוש בטכניקות אלה לאחורייםtand הקשר המרחבי בין ציסטה ונוירון הנגוע דורש שיקום סדרתי, שזה זמן רב, קשה מבחינה טכנית, ועלול להוביל לאובדן של מידע בעל ערך. לפיכך, פיתחנו שיטה שיכול לשמש עם מודל העכבר של טוקסופלזמוזיס CNS ומאפשרת לנו תמונת השלמות של תאי עצב נגועים ללא EM או אימונוהיסטוכימיה (IHC). על ידי פיתוח טכניקה כזו, אנחנו יכולים להתחיל לחקור את מערכת היחסים בין סלולארי התא הנגוע וציסטה באופן מהיר יחסית ולא יקר.
השיטה שפיתחנו משלבת טכניקות חדשות לסליקה אופטית וחלקים במוח עבים הדמיה על ידי מיקרוסקופ confocal 8 עם מערכת שמסמנת בתאי vivo שכבר הזריקו עם חלבוני טפיל 9,10. במערכת זו, אנו להדביק עכברי Cre-כתב שמבטאים חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) רק לאחר Cre בתיווך רקומבינציה 11 עם Toxoplasma זנים המבטאים חלבון אדום פלורסנט (RFP) ולהזריק recombinase Cre לתאי מארח 9. שילוב זה מאפשר לנו לקצור את מוח העכבר הנגוע לאחר הדבקת CNS הוקמה, לחתוך חלקים במוח עבים, ולזהות במהירות אזורים רלוונטיים לתמונה על ידי מציאת RFP + ציסטות. חשוב לציין כי כביטוי תא המארח של GFP תלוי אך ורק בהזרקה של Cre על ידי טפילים, ולא על זיהום, מספר תאי GFP + אינם מכיל טפילי 10. כמטרה של פרוטוקול זה היא להיות מסוגל נוירונים נגועים תמונה כולה, הדגש הוא רק על GFP + תאי עצב שמכיל גם RFP + ציסטה, אלא גם את הפרוטוקול יכול לשמש לתמונת GFP + / RFP - נוירונים.
ברגע שהמוח הנגוע שנקטפו ומחולק, הקטעים ניתנים על ידי שקופים סליקת גליצרול. אזורים מתאימים סעיפים לאחר מכן צילמו עם מיקרוסקופ confocal, אלהדמיה חסרת תקדים געיית תאי מארח נגועים וטפילי ביצת הקיימא בשלמותם. כאן אנו מספקים פרוטוקול מלא לזיהוי, סליקה אופטית, ונוירונים הדמיה נגועה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: עכברים גדלו ומתוחזק במבוקר חדר טמפרטורה ולחות עם 12 שעות התהפכו מחזורי אור / חושך עם אוכל וכרצונך מודעה זמין מים באוניברסיטת אריזונה. ניסויים נערכו בהתאם להנחיות ואישור ועדת הטיפול ושימוש בבעלי חיים המוסדיים של אוניברסיטת אריזונה. כל המאמצים שנעשו כדי למזער את הסבל. עכברי Cre-הכתב הם על C57BL / 6 רקע 11 והם זמינים באופן מסחרי.
1. זיהום עכבר
הערה: השיטה של זיהום עכבר עם gondii Toxoplasma המתואר להלן נעשתה שימוש במחקרים שפורסמו בעבר 10 - 12.
2. זלוף וקציר המוח
הערה: פרוטוקול זה נערך על 21 ימים לאחר פגיעה (dpi) כמו זה מייצג את נקודת הזמן שבו מספרי שיא של ציסטות נמצאים במוח העכבר, אך ניתן להשתמש בי נקודות זמן אחרות. גודל, מספר, מיקום, ונוכחות או עדר של ציסטות תלויות בגורמים רבים, כולל זן עכבר, סוג זן טפיל, כמו גם גודל הבידוד 7,14 - 17. חוקרים יצטרכו לקבוע את הבידוד המתאים לעכבר וToxoplas בנפרדמתח ma הוא / היא משתמשת.
3. מוח חתך
4. סליקה אופטית של סעיפים רקמת מוח
הערה: פרוטוקול זה שונה משיטה שפורסמה בעבר 8.
5. סעיפים רקמות הרכבה מוח
6. הדמיה
הערה: כל מיקרוסקופ ניתן להשתמש שביש את יכולת קבלת Z- ערימות ברזולוציה גבוהה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 7 כולל תמונות מייצגות של שני GFP + תאי עצב משני 160 מיקרומטר חלקים שונים עבים, כמו גם מדידת נציג של המרחק מציסטה אל התא-גוף לאיור 7. איורים המכיל ציסטה 7 ו- B להמחיש שזה חדש פרוטוקול מאפשר להדמיה של תא העצב הנגוע בשלמותו. איור 7C מראה כי עם טכניקת הדמיה זו, ניתן כיום לכמת את המרחק בין ציסטה וגוף התא (Imaris 7.7). איור 7D הוא נוף סיבוב מלא של איור 7 ב. ויזואליזציה ש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בהתחשב בכך ששינויים תאיים בתאי מארח נגועים נקשרו לתוצאות מחלה בזיהומים עם אורגניזמים תאיים אחרים כגון HIV, כלבת, וכלמידיה 18,19, שפיתחנו טכניקה שתאפשר לנו ללמוד את יחסי הגומלין האינטימיים המתרחשים בין מערכת העצבים המרכזית לארח תא וToxoplasma. השיטה המתוארת כאן משיגה מטרה זו על ידי הפעלת הדמיה יעילה של תאי עצב נגועים כרוני. לפני פיתוחה של שיטה זו, ההדמיה כזו הייתה גוזל זמן יקר, או לא אפשרי.
כעת...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש לי המחברים אין לחשוף.
אנו מודים למעבדת הקושי הזה כולו לדיונים מועילים. אנו מודים לפטי Jansma ואוניברסיטת אריזונה Neuroscience המחלקה לייעוץ ועזרתי בהדמיה. אנו מודים גם למעבדה Porreca לשימוש Vibratome. מחקר זה נתמך על ידי המכון הלאומי האמריקאי לבריאות (NIH NS065116, AAK).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מערכת חיתוך מסדרת Vibratome 1000 מוצרים | טכניים בינלאומיים, בע"מ | ויברטומות אחרות תואמות | |
| Glycerol | Fisher Scientific | BP229-1 | |
| Tween-20 | Fisher Scientific | BP337-500 | |
| Premium Slides | Fisher Scientific | 12-544-2 | |
| #1.5 Coverslips | VWR | 48393 251 | |
| Diamond Scriber | VWR | 52865-005 | |
| Zeiss LSM 510 מיקרוסקופ מטא קונפוקלי | Zeiss | LSM 510 | |
| Ketaject® קטמין HCl Inj., USP 100 מ"ג/מ"ל | Western Medical Supply, Inc. | 4165 | |
| AnaSed® הזרקת קסילזין 20 מ"ג/מ"ל | לויד בע"מ | ||
| עכברי ZsGreen | מעבדות ג'קסון | 7906 | B6. Cg-Gt(ROSA)26Sortm6(CAG-ZsGreen1)Hze/J |
| כירורגי | מלקחיים לאגודל; מספריים עדינים בזווית לצד, חדים-חדים; מספריים חדים-חדים; המוסטטים של קלי; מספריים מאיו; מיקרו מרית. | ||
| פיברובלסטים של עורלה אנושית (HFF) | אלה הם תאים ראשוניים מעורלות אנושיות. אנו מייצרים אותם בתוך החברה, אך ניתן לרכוש אותם מספקים חיצוניים. | ||
| HyClone | SH30081.01 | של Dulbecco | |
| , 100x | Corning | 30-002-Cl | |
| 200 מ"מ L-alanyl-L-glutamine | Corning | 25-015-Cl | |
| 25 ס"מ2 בקבוק צוואר משומר | פישר סיינטיפיק | 1012639 | |
| תמיסת מלח עם פוספט, 1x ללא סידן ומגנזיום | VWR | 45000-446 | |
| מי מלח חוצץ פוספט, 10x, USP סטרילי אולטרה טהור כיתה | אמרסקו | K813-500 מ"ל | |
| סרום בקר עוברי | Gibco | 26140-079 | |
| Bright-Line Hemocytometer | Sigma-aldrich | Z359629-1EA | |
| עכבר פורס מוח מטריקס | Zivic מכשירים | BSMAS005-1 | |
| נתרן כלוריד | פישר סיינטיפיק | BP358-1 | |
| מלח נתרן הפרין מרירית המעי של חזיר | סיגמא-אולדריץ' | H3393-100KU | |
| Paraformaldehyde | Fisher Scientific | O4042-500 | |
| 20 מ"ל בקבוקוני נצנוץ חד פעמיים | Fisher Scientific | FS74500-20 | |
| אלכוהול, אתיל, 95%, 190 הוכחה | בבית | 17212945 | מוצר זה נרכש ממלאי פנימי. חברות אחרות תואמות. |
| Imaris Software | Bitplane | ||
| לק | מותגים אחרים תואמים | ||
| מזרק 10 מ"ל עם Luer-Lok | VWR | BD309604 | מזרקים אחרים תואמים |
| Stopcock | כל מותג תואם | ||
| מחט | כל מותג תואם - משמש להצמדת עכבר. | ||
| מגרד | כל מותג תואם | ||
| 25 G x 12 אינץ' צינורות, סט איסוף דם בטיחותי, עם מתאם Luer | Greiner Bio-One | 450099 | מותגים אחרים תואמים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
A correction was made to "3-D Imaging and Analysis of Neurons Infected In Vivo with Toxoplasma gondii". The ordering of the authors was inverted. The order has been updated from:
Anita A. Koshy, Carla M. Cabral
to:
Carla M. Cabral, Anita A. Koshy