מאמר וידאו זה מדגים פרוטוקול מקיף לאיתור וכימות של כל שלבי הנוירוגנזה של ההיפוקמפוס במבוגרים באותו קטע רקמה. פיתחנו שיטה להתגבר על המגבלות של אימונופלואורסצנציה מרובה עקיפה המתעוררת כאשר נוגדנים מתאימים ממינים מארחים שונים אינם זמינים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
מאמר וידאו זה מדגים פרוטוקול מקיף לאיתור וכימות של כל שלבי הנוירוגנזה של ההיפוקמפוס במבוגרים באותו קטע רקמה. פיתחנו שיטה להתגבר על המגבלות של אימונופלואורסצנציה מרובה עקיפה המתעוררת כאשר נוגדנים מתאימים ממינים מארחים שונים אינם זמינים.
neurogenesis למבוגרים הוא תהליך שבו תאי עצב חדשים נוצרים מתאי גזע עצביים מופעלים באמצעות תת אב ביניים מחויבים יותר ויותר פיקוח הדוק, רב-שלבים. כל אחד מאלה מבטא תת קבוצה של סמנים מולקולריים ספציפיים ש, יחד עם קריטריונים מורפולוגיים ספציפיים, יכול לשמש לזיהוי. בדרך כלל, טכניקות immunofluorescent מיושמות מעורבות נוגדנים תת ספציפיים בשילוב עם סמני התפשטות exo- או אנדוגני. אנחנו במסמך זה מתארים immunolabeling שיטות לאיתור והכימות של כל שלבי neurogenesis היפוקמפוס המבוגר. אלה מהווים היישום של אנלוגים thymidine, זלוף transcardial, עיבוד רקמות, אחזור epitope מושרה חום, אימונוהיסטוכימיה ABC, immunofluorescence העקיף מרובה, מיקרוסקופיה confocal וכימות תא. יתר על כן אנו מציגים פרוטוקול immunofluorescence מרובה רציף העוקף בעיות usually נובע מהצורך בשימוש בנוגדנים העיקריים שהועלו באותו מין המארח. זה מאפשר זיהוי מדויק של כל תת אב היפוקמפוס יחד עם סמן התפשטות בתוך קטע אחד. טכניקות אלה הן כלי רב עוצמה כדי ללמוד את הרגולציה של תת אב שונה במקביל, מעורבותם בפתולוגיות מוח ותפקידם בתפקודי מוח ספציפיים.
שני אזורים במוח constitutively ליצור נוירונים חדשים לאורך כל חיים, אזור subventricular של חדרים לרוחב ואזור subgranular (SGZ) של gyrus בהיפוקמפוס המשונן (DG). נוירונים היילוד נובעים מהתאים עצביים ולעבור את שלבים שונים של פיתוח מורפולוגיים ופיזיולוגי לפני שהגיע לבגרות 1,2. מתא החלוקה לאט רדיאלי כמו גליה-גזע (סוג 1) שלבים רצופים של מעבר הגברה ותאי ביניים להתעורר. תת מובחן יותר (2 א ו -2 ב סוג הסוג) יש צורה לא סדירה עם תהליכים קצרים, משיקים. הם מייצרים neuroblasts (סוג 3) שיוצא בהדרגה את מחזור התא להפוך נוירונים בוגרים (עם דנדריטים מושטים אל השכבה המולקולרית) ולבסוף להשתלב ברשת בהיפוקמפוס תאי גרגיר כבוגר. בשל המאפיינים הפיסיולוגיים שלהם בפרט תאים אלה מספקים מעגלים עם פלסטיות 3 הצעותיה המשופרותטינג תפקיד ייחודי בתפקוד בהיפוקמפוס. למעשה, מחקרים בעשור האחרון נוצרו ראיות משמעותיות שneurogenesis למבוגרים תורמים לזיכרון מרחבי, הפרדת דפוס והתנהגות 4,5 רגשית.
neurogenesis למבוגרים ניתן ללמוד באמצעות גישות שונות. אנלוגים thymidine לשלב DNA במהלך S-השלב של מחזור התא ולאפשר ניתוח היכרויות לידה, כימות וגורלם של תאים שזה עתה נולד 6-8. יישום רציף של אנלוגים thymidine השונים (לדוגמא: IdU, CldU, edu או) יכול לשמש כדי לחקור את מחזור תא או אוכלוסיות תאים נולדו בנקודות זמן שונות במהלך ניסוי 9. אלטרנטיבה, סמן אנדוגני להתפשטות תאים הוא Ki67. זה בא לידי הביטוי בחלוקת תאים במהלך כל השלבים של מחזור התא (G1, S, G2, M) למעט שלב המנוחה (G0) ותחילת G1 10,11. כדי לנתח את הפנוטיפ של אוכלוסיות תאים שזה עתה נולדו במבוגרי dentatכמה סמנים מולקולריים בשלב מסוים gyrus הדואר יכולים לשמש כגון GFAP, nestin, DCX וNeuN 1,6. GFAP הוא סמן של האסטרוציטים בוגרים אלא גם בא לידי ביטוי בתאים כמו גליה-רדיאלי במוח הקדמי המבוגר. Nestin הוא סיבי ביניים ספציפיים לתאים כמו גליה-רדיאלי ובתאי ביניים מוקדמים. DCX הוא חלבון microtubule הקשורים בא לידי ביטוי באבות ביניים, neuroblasts ותאי עצב לא בוגרים. בהתבסס על הביטוי (שיתוף) של שלושת סמנים אלה ותכונות מורפולוגיות של התאים שכותרתו ניתן לזהות ארבעה תת תא אב נפרד: סוג 1 (GFAP +, + nestin, DCX -), 2 א הסוג (GFAP -, nestin + , DCX -), 2b הסוג (GFAP -, + nestin, DCX +) וסוג 3 (GFAP -, nestin -, DCX +) 1. Co-תיוג של DCX יחד עם NeuN, המתבטא בתאי עצב postmitotic, מאפשר הבידול של immaturדואר (DCX +, NeuN +) ובוגר (DCX -, NeuN +) נוירונים גרגיר.
הסמנים שהוזכרו לעיל משמשים לעתים קרובות לשיתוף תיוג immunofluorescent ומיקרוסקופיה confocal לאחר מכן לנתח את המספר וזהותם של תאים שזה עתה נולד. זה בדרך כלל דורש נוגדנים ממיני מארח שונים כדי למנוע נוגדן רצוי תגובה צולבת. עם זאת, הרוב המכריע של נוגדנים ראשוניים מתאימים למחקר neurogenesis גדלים גם בארנבות או עכברים (למשל, עכבר α-BrdU, עכבר α-NeuN, ארנב α-Ki67, α-GFAP ארנב). זה מוביל למגבלות חמורות במספר ובשילוב של אנטיגנים שיכולים להיות מוערך בפרוסה אחת. זה בתורו לא רק מגדיל את מאמץ הצביעה, כstainings מרובה צריכה להתבצע, אלא גם עלול לפגוע באמינות של תוצאות. יתר על כן, כמה אנטיגנים רגישים למיסוך פורמלין מושרה קיבעון epitope (למשל, Ki67, Nestin). אנחנו במסמך זה מתארים את השינויים מפרוטוקולי immunolabeling היחיד ו מרובה הקלאסיים (למשל, שליפת epitope, immunostaining רציף מרובה, שימוש בעכברי nestin-GFP מהונדסים 12) שלהתגבר על רבים מנושאים אלה. בפרט, פרוטוקול immunofluorescence מרובה רציף מאפשר צביעה נגד עד ארבעה אנטיגנים שונים, גם אם חלק מהנוגדנים נגזר מאותו המארח. זה מאפשר זיהוי סימולטני של סוג 1, 2 א הסוג, 2b הסוג וסוג תאי 3 אב, כמו גם פעילות השגשוג שלהם בתוך קטע אחד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: כל הנהלים הקשורים בעלי חיים המתגוררים בוצעו בהתאם להנחיה אירופית 86/609 הנחיות / EEC על הטיפול ושימוש בחיות מעבדה ואושרו על ידי ועדת האתיקה המקומית (Thuringer Landesamt für Lebensmittelsicherheit und Verbraucherschutz).
1. הזרקת Intraperitoneal של אנלוגים תימידין
2. רקמות הכנה
איור 1. איור סכמטי של העברת פרוסות microtome לתוך צלחת 24 גם. התחל בA1 ומניח פרוסות לאחר מכן לשורה, לאחר A6 ללכת לשורה הבאה B וכן הלאה. כאשר הגיע D6, לחזור לA1 ולהמשיך. הסדר זה של פרוסות מאפשר כימות של כל n th הסעיף של כל מוח. לכימות של תאים שזה עתה נולדו לקחת כל 6 ה סעיף המוח (שווה ערך לתוכן של עמודה אחת), לphenotyping immunofluorescence לנקוט בכל סעיף ה- 12 (שווה ערך לתוכן של 2 שורות לסירוגין של עמודה אחת).
3. Immunostaining
הערה: סעיפים מעובדים בחינם צפו, בדרך כלל 6 צלחות מצוידות היטב עם צלחת ספק והרשת מוסיף. כחריג, חסימה, incubations נוגדן ותגובת ABC נעשים ב12- או 24 גם צלחות בלי מוסיף רשת (0.5-1 מיליליטר לwell מספיק, תלוי במספר של פרוסות שצריכות להיות מוכתמים). במהלך השלבים הבאים, להעביר חלקים בעזרת מכחול דק (לשטוף עם כל פתרון חדש). כל incubations נעשים עם תסיסה מתמשכת (מקסימום 150 סל"ד).
ניתוח נתונים 4.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אנחנו מוחלים שיטות שתוארו לעיל לכמת ולאפיין תאים שזה עתה נולד בהיפוקמפוס לאחר הלידה והמבוגר. לכן, השתמשנו wildtype וD2 cyclin neurogenesis הלקויה לדפוק את עכברים (Ccnd2 KO) שוכנו בתנאים הידועים להשפיע על השיעור של neurogenesis (כלומר, סביבה מועשרת, EE) 13,14. צביעת DAB immunohistochemical נגד שני Ki67, BrdU, CldU או IdU חשפה באופן עקבי הבדלים במספרים סלולריים שזה עתה נולד בין wildtype והעכברים Ccnd2 KO (איור 3) 15. ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כימות וזיהוי של תת-אוכלוסיות של תאים שזה עתה נולדו הוא נושא מרכזי במחקר neurogenesis למבוגרים. שילוב סמני התפשטות ונוגדנים נגד חלבונים הביעו בשלבים מסוימים של neurogenesis המבוגר מאפשר זיהוי immunohistochemical של תת-אוכלוסיות אלה. חלק מהנוגדנים או שילובי נוגדן דורש תנאי מכתים ספציפיים.
תיוג של חלוקת תאים עם אנלוגים thymidine סינטטיים הוא עדיין סטנדרט הזהב ללימוד neurogenesis היפוקמפוס המבוגר. זה חיוני כדי לשקול ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
המחברים מודים לס' טאוש על הסיוע הטכני המצוין. העבודה נתמכה על ידי BMBF (Bernstein Focus 01GQ0923) ו-DFG (FOR1738).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מתן אנלוגי תימידין | |||
| 5-Bromo-2′-deoxyuridine, BrdU | Sigma-Aldrich | B9285 | רעיל (מוטגני, טרטוגני) |
| 5-כלורו-2&פריים;-דאוקסיורידין, CldU | סיגמא-אולדריץ' | C6891 | רעיל (מוטגני, טרטוגני) |
| 5-כלורו-2&פריים;-דאוקסיורידין, CldU | MP ביו-רפואי | 2105478 | רעיל (מוטגני, טרטוגני) |
| 5-יודו-2&פריים;-דאוקסיורידין, IdU | MP ביומדיקל | 2100357 | רעיל (מוטגני, טרטוגני)< |
| Isoflurane-Actavis | Piramal Healthcare | 700211 | |
| אבקת פרפורמלדהיד (PFA) | Riedel-De Hä EN | 16005 | רעילה ודליקה |
| PD5206 | Heidolph Instruments | 523-52060-00 | |
| צינורות מעבדה Masterflex Tygon, Ø 0.8 מ"מ | Thermo Fischer Scientific | 06409-13 | |
| מחט הזנה, ישרה, 21 גרם, קצה זית 1.75 מ"מ, 40 מ"מ | Agnthos | 1036 | |
| מיקרוטום מקפיא Microm HM 400 | Thermo Fischer Scientific | ||
| 24 בארות תרבית תאים צלחות מרובות | גריינר ביו-וואן | 662160 | |
| אימונוהיסטוכימיה | |||
| ספינת קיטור Tefal vitacuisine | Tefal | VS 4001 | |
| Netwell 24 מ"מ מוסיף קרום רשת פוליאסטר | קורנינג | 3479 | טעון מראש בלוחות תרבית 6 בארות |
| מוסיף קרום רשת פוליאסטר 15 מ"מ | קורנינג | 3477 | טעון מראש בלוחות תרבית 12 בארות |
| ערכת מנשא 6 בארות פלסטיק Netwell | קורנינג | 3521 | עבור 24 מ"מ פוליאסטר רשת קרום מוסיף |
| מנשא 12 בארות פלסטיק Netwell | קורנינג | 3520 | עבור 15 מ"מ פוליאסטר רשת קרום מוסיף |
| Vectastain Elite ABC ערכת | וקטור | מעבדות PK-6100 | |
| DAB (3,3′-Diaminobenzidine tetrahydrochloride hydrate) | Sigma-Aldrich | D-5637 | מסרטן, רגיש לאור |
| Fluoromount-G | SouthernBiotech | 0100-01 | |
| נוגדנים ראשוניים | |||
| Rabbit IgG1 α-Ki67 | Novocastra/ Leica Biosystems | NCL-L-Ki67MM1 | DAB 1:400/IF 1:100; דורש אחזור אפיטופים |
| ארנב α-GFAP, AS-3-GF | מערכות סינפטיות | 173 002 | 1:500 |
| עז IgG (H+L) α-GFP | Acris נוגדנים | R1091P | 1:300 |
| עכבר IgG1 α-nestin | Abcam | ab6142 | 1:200; דורש אחזור אפיטופ |
| חזיר ניסיונות IgG (H+L) α-Doublecortin | Merck Millipore | AB2253 | 1:500 |
| Rat IgG2a α- BrdU (מיימת) | AbD Serotec / Bio-Rad | OBT0030CX | לזיהוי BrdU; DAB 1:500/IF 1:400 |
| חולדה IgG2a α-BrdU (מטוהר) | AbD Serotec/ Bio-Rad | OBT0030 | לאיתור CldU; DAB 1:500/IF 1:250-400 |
| עכבר IgG1 α-NeuN | Merck Millipore | MAB377 | 1:500 |
| עכבר IgG1κ α-BrdU | BD Biosciences | 347580 | לזיהוי IdU; DAB 1:500/IF 1:350 |
| נוגדנים משניים | |||
| חמור ואלפא;-שרקנים IgG (H+L)-ביוטין | דיאנובה | 711-065-152 | 1:500 |
| חמור ואלפא;-חולדה IgG (H+L)-ביוטין | דיאנובה | 712-065-150 | 1:500 |
| חמור &אלפא;-עכבר IgG (H+L)-ביוטין | דיאנובה | 715-065-151 | 1:500 |
| עז ואלפא;-חולדה IgG (H+L)-Alexa Fluor 488 | בדיקות מולקולריות | A11006 | 1:250 |
| חמור ואלפא;-עז IgG (H+L)-Alexa Fluor 488 | בדיקות מולקולריות | A11055 | 1:250 |
| חמור ואלפא;-עכבר IgG (H+L)-FITC, Fab-Fragment | Dianova | 715-097-003 | 1:100 |
| חמור ואלפא;-עכבר IgG (H+L)-Alexa Fluor 647 | Dianova | 715-605-151 | 1:250 |
| חמור &אלפא;-שרקן ניסיונות IgG (H+L)-Alexa Fluor 647 | Dianova | 706-605-148 | 1:250 |
| חמור &אלפא;-חולדה IgG (H+L)-רודמין אדום-X | דיאנובה | 712-295-150 | 1:250 |
| חמור &אלפא;-ארנב IgG (H+L)-רודמין אדום-X | דיאנובה | 711-295-152 | 1:250 |
| חמור &אלפא ;-שרקן ניסיונות IgG (H+L)-רודמין אדום-X | דיאנובה | 706-296-148 | 1:250 |
| Streptavidin-rhodamine Red-X | Dianova | 016-290-084 | 1:500 |
| עז α-ארנב IgG (H+L)-AMCA | Dianova | 111-155-144 | 1:250, עובד רק עם ארנב α-GFAP |
| Hoechst 33342 | בדיקות מולקולריות | H3570 | 1:1000 |
| בדיקות מולקולריות | DAPI D1306 | 1:1000 | |
| חסימה | |||
| חמור רסיס Fab α-עכבר IgG (H+L) | Dianova | 715-007-003 | 1:20 |
| חמור Fab-fragment α-rabbit IgG (H+L) | Dianova | 711-007-003 | 1:20 |
| סרום חמור רגיל | Merck Millipore | S30 | |
| סרום ארנב רגיל | Dianova | 011-000-010 | |
| סרום עיזים רגיל | Dianova | 005-000-001 | |
| אלבומין סרום בקר | Sigma-Aldrich | A7906 | |
| Histology | |||
| Cresyl violet | Sigma-Aldrich | C5042 | |
| Neo-Clear | Merck Millipore | 109843 | תחליף קסילן לא רעיל |
| Neo-Mount | Merck Millipore | 109016 | מדיום |
| Microscopy | |||
| Axioskop 2 | מיקרוסקופיה | ||
| LSM 710 | מיקרוסקופיה | ||
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.