שיטת אימונוגולד לאחר ההטמעה היא אחת הדרכים היעילות ביותר לספק ניתוחים ברזולוציה גבוהה של לוקליזציה תת-תאית של מולקולות ספציפיות. כאן אנו מתארים פרוטוקול לניתוח כמותי של קולטני גלוטמט בסינפסות סרט הרשתית.
מאמר שיטה
שיטת אימונוגולד לאחר ההטמעה היא אחת הדרכים היעילות ביותר לספק ניתוחים ברזולוציה גבוהה של לוקליזציה תת-תאית של מולקולות ספציפיות. כאן אנו מתארים פרוטוקול לניתוח כמותי של קולטני גלוטמט בסינפסות סרט הרשתית.
תאי גנגליון רשתית (RGCs) מקבלים קלט גלוטמטרגי מעורר מתאים דו קוטביים. עירור סינפטי של RGCs מתווך באופן פוסט-סינפטי על ידי קולטני NMDA (NMDARs) וקולטני AMPA (AMPARs). נתונים פיזיולוגיים הצביעו על כך שקולטני גלוטמט ב-RGCs מתבטאים לא רק בתאי ממברנה פוסט-סינפטיים אלא גם בתאי ממברנה פרי-סינפטיים או חוץ-סינפטיים. עם זאת, לא נקבעו מיקומים אנטומיים מדויקים לקולטני גלוטמט בסינפסות RGC. למרות שנעשה שימוש נרחב בניתוח כמותי ברזולוציה גבוהה של קולטני גלוטמט בסינפסות מרכזיות, גישה זו זכתה להצלחה מוגבלת בלבד ברשתית. פיתחנו שיטת אימונוגולד לאחר הטמעה לניתוח קולטני ממברנה, המאפשרת להעריך את המספר, הצפיפות והשונות של קולטנים אלה בסינפסות סרט הרשתית. כאן אנו מתארים את הכלים, הריאגנטים והצעדים המעשיים הדרושים ל: 1) הכנה מוצלחת של קיבוע הרשתית, 2) החלפת הקפאה, 3) הטמעת אימונוציטוכימיה של מיקרוסקופ אלקטרונים אימונוגולד (EM) ו, 4) הדמיה כמותית של קולטני גלוטמט בסינפסות סרט.
גלוטמט הוא הנוירוטרנסמיטר העיקרי המעורר ברשתית 1. תאי גנגליון רשתית (RGCs), קבלת הקלט הסינפטי glutamatergic מתאי דו קוטבית 2, הם נוירונים הפלט של הרשתית ששולחות מידע חזותי אל המוח. מחקרים פיזיולוגיים הראו כי עירור הסינפטי של RGCs מתווכת postsynaptically ידי קולטני NMDA (NMDARs) ואת הקולטנים AMPA (AMPARs) 3,4,5. למרות זרמים סינפתטי (EPSCs) ב RGCs מתווכות על ידי AMPARs ו NMDARs 3,5,6,7,8, EPSCs מיניאטורי ספונטנית (mEPSCs) על RGCs להפגין רק מרכיב בתיווך AMPARs 4,5,9. עם זאת, צמצום ספיגת גלוטמט חשף מרכיב NMDAR ב EPSCs ספונטנית 5, דבר המצביע על כך NMDARs על דנדריטים RGC יכול להיות ממוקם מחוץ סינפסות מעוררות. קינאזות guanylate קרום הקשורים (MAGUKs) כגון PSD-95 כי קולטני הנוירוטרנסמיטר אשכול, כולל קולטני גלוטמט ערוץ יוןים באתרי הסינפטי, גם להפגין דפוסי ביטוי subsynaptic ברורים 10,11,12,13,14.
במהלך העשורים האחרונים, אימונוהיסטוכימיה confocal ו מיקרוסקופ אלקטרונים טרום הטבעה (EM) אימונוהיסטוכימיה הועסק ללמוד ביטוי קולטן קרום. למרות immunostaining confocal חושף דפוסים רחבים של ביטוי הקולטן, הרזולוציה הנמוכה יותר שלה עושה את זה אי אפשר להשתמש בו כדי להבחין במיקום subcellular. מחקרי EM טרום מוטבע הרשתית יונקת עולים כי יחידות משנת NMDAR נוכחי אלמנטי postsynaptic ב סינפסות סרט מדוך דו קוטבי 15,16,17. זאת בניגוד לכאורה ראיות פיזיולוגיות. עם זאת, דיפוזיה של מוצר התגובה הנה חפצה ידועה בשיטת אימונו-טרום ההטבעה. לפיכך, הגישה זו לא כוללת בדרך כלל נתונים אמינים סטטיסטית ועשויים לכלול הבחנה בין לוקליזציה קרום הסינפטי לעומת 18,19,20,21 קרום extrasynaptic. עַלמצד השני, נתונים פיסיולוגיים אנטומיים עולים בקנה אחד עם לוקליזציה הסינפטי של AMPARs על RGCs 3,5,7,9,22. לפיכך, קולטני גלוטמט MAGUKs ב סינפסה סרט רשתית הם נקודות לא רק על-סינפטי אלא גם על תאי קרום perisynaptic או extrasynaptic. עם זאת, ניתוח כמותי ברזולוציה גבוהה של חלבונים בממברנה אלו סינפסה סרט רשתית עדיין יש צורך.
הנה, פיתחנו טכניקה immunogold postembedding EM לבחון את לוקליזציה subsynaptic של יחידות משנה NMDAR, תת-יחידות AMPAR ו PSD-95 ואחריו בהערכת מספר, צפיפות והשונות של החלבונים האלה ב סינפסות על RGCs חולדה שכותרתו באמצעות B למקטע רעלן הכולרה (CTB) שיטות איתור מדרדרות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
טיפול הטיפול בבעלי חיים היו בהתאם טיפול בבעלי חיים NIH והנחיות ועדת שימוש. ביום הלידה (P) 15-21 חולדות Sprague-Dawley, הזריקו 1-1.2% CTB בילטרלי דרך colliculus מעולה, נשמרו על 12: אור 12-hr: מחזור כהה.
1. קיבוע רקמת הרשתית
2. החלפת Freeze
הערה: השיטה זו להקפיא החלפה היא שונה מן הפרוטוקול שפורסם קודם לכן 19,20. כמו כן, חשוב כי המכשירים הם מאוד קרים (ללבוש כפפות); otherwise, הרקמה עשויה להפשיר חלקית כאשר נגע עם המכשירים. כל הצעדים האלה נעשים בתוך החדר AFS ו המכשירים הם לא יכולים לנוע מעל השוליים של החדר. באופן דומה, קירור הולם של כל הכימיקלים המשמשים AFS הוא הכרחי.
3. Postembedding EM immunogold Immunocytochemistry
הערה: immunocytochemistry Postembedding מתבצע כמתואר 23,24,25.
כימות 4.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
התוצאות המוצגות כאן להפגין דפוסי לוקליזציה subsynaptic שונות לחלוטין של GluA 2/3 ו- NMDARs על דנדריטים RGC ברשתית חולדה, כפי שתואר לעיל 24,25. 77% של חלקיקים immunogold GluA 2/3 פרופילים הדנדריטים RGC אותרו בתוך PSD (איור 1 א), בדומה למרבית סינפסות המרכזית. עם זאת, NMDARs אותרו גם synaptically או extrasynaptically. 83% של חלקיקים immunogold GluN2A היו נקודתיים של PSD (איור 1 ג, 2 א, 2 ב), מעדיפים ב סינפס...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תארנו ארבע טכניקות שלאחר הטבעת כמותית מוצלחת immunogold EM: 1) קיבוע קצר וחלש, 2) להקפיא-החלפה, 3) שלאחר הטבעה מכתימה immunogold, ו -4) כימות.
EM immunogold מאפשרת זיהוי של חלבונים ספציפיים בסעיפי רקמות ultrathin. נוגדנים שכותרתו עם חלקיקי זהב ניתן דמיינו ישירות באמצעות EM. בעוד עוצמה באיתור לוקליזציה subsynaptic של קולטן קרום, immunogold EM יכול להיות מאתגר מבחינה טכנית, ודורש אופטימיזציה קפדני של שיטות עיבוד קי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין גילוי נאות.
עבודה זו נתמכה על ידי תוכניות המיפוי של המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ (NINDS) ואת המכון הלאומי לחירשות והפרעות תקשורת אחרות (NIDCD), של המכונים הלאומיים לבריאות (NIH). אנו מודים מתקן NINDS EM ואת ליבת ההדמיה המתקדמת NIDCD (קוד # ZIC DC 000,081-03) לקבלת סיוע.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Paraformaldehyde | EMS | 15710 | |
| Glutaraldehyde | EMS | 16019 | |
| NaH2PO4 | Sigma | S9638 | |
| ו-2HPO4 | Sigma | 7782-85-6 | |
| CaCl2 | Sigma | C-8106 | |
| BSA | Sigma | A-7030 | |
| Triton X-100 | Sigma | T-8787 | |
| NaOH | Sigma | 221465 | |
| NaN3 | JT Baker | V015-05 | |
| גליצרול | Gibco BRL | 15514-011 | |
| Lowicryl HM 20 | Polysciences | 15924-1 | |
| Tris-Base | Fisher | BP151-500 | |
| Tris | Fisher | 04997-100 | |
| Anti-GluN2A | דילול AB1555P Millipore | 1/50 | |
| אנטי-GluN2B | דילול AB1557P Millipore | 1/30 | |
| אנטי-GluA2/3 | דילול Millipore | AB1506 | 1/30 |
| אנטי-PSD-95 | Millipore | MA1– 046 | דילול 1/100 |
| חמור נגד ארנב IgG-10 ננומטר חלקיקי זהב | EMS | 25704 | דילול 1/20 |
| חמור נגד עכבר IgG-10 ננומטר חלקיקי זהב | EMS | 25814 | דילול 1/20 |
| חמור נגד עכבר IgG-5 ננומטר חלקיקי זהב | EMS | 25812 | דילול 1/20 |
| חמור נגד עזים IgG-18 ננומטר חלקיקי זהב | ג'קסון ImmunoResearch | 705-215-147 | דילול 1/20 |
| רשתות חריצי ניקל מצופות Formvar-Carbon. | EMS | FCF2010-Ni | |
| אורניל אצטט | EMS | 22400-1 | |
| מתנול | EMS | 67-56-1 | |
| ציטראט עופרת | Leica | ||
| Leica EM AFS | Leica | ||
| Leica EM CPC | Leica | ||
| Ultramicrotome | Leica | ||
| JEOL 1200 EM | חנקן נוזלי JEOL | ||
| רוברטס חמצן | |||
| פרופאן | רוברטס חמצן | ||
| CTB | רשימה מעבדות ביולוגיות | 104 | 1 - 1.2% |
| אנטי CTB | מעבדות ביולוגיות | 703 | דילול 1/4,000 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה