הקרנות על-עמוד השדרה חשובות לתפיסת כאב והתנהגויות אחרות, וסיבים סרוטונרגיים הם אחת ממערכות הסיבים הללו. המחקר הנוכחי התמקד ביישום הפרוטוקול המשולב CLARITY/CUBIC על חוט השדרה של העכבר על מנת לחקור את סיום הסיבים הסרוטונרגיים הללו.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הקרנות על-עמוד השדרה חשובות לתפיסת כאב והתנהגויות אחרות, וסיבים סרוטונרגיים הם אחת ממערכות הסיבים הללו. המחקר הנוכחי התמקד ביישום הפרוטוקול המשולב CLARITY/CUBIC על חוט השדרה של העכבר על מנת לחקור את סיום הסיבים הסרוטונרגיים הללו.
סיבי יורד ארוך אל חוט השדרה חיוני תנועה, תפיסת כאב, והתנהגויות אחרות. דפוס סיום סיבים בחוט השדרה של רוב מערכות סיבים אלה לא נחקר ביסודיות בכל מינים. סיבי serotonergic, אשר פרויקט אל חוט השדרה, נחקרו בחולדות ואופוסומים על סעיפים היסטולוגית המשמעות התפקודית שלהם כבר להסיק על סמך דפוס סיום סיבים שלהם בחוט השדרה. עם התפתחות CLARITY וטכניקות מעוקב, אפשר לחקור מערכת סיבים זה והפצתו בחוט השדרה, אשר צפוי לחשוף תכונות שלא היו ידועים קודם של מסלולים supraspinal serotonergic. כאן, אנו מספקים פרוטוקול מפורט הדמיה הסיבים serotonergic בחוט השדרה העכבר באמצעות CLARITY בשילוב וטכניקות מעוקב. השיטה כרוכה זלוף של עכבר עם פתרון הידרוג'ל והבהרה של הרקמה עם COMBINation סליקת ריאגנטים. רקמת חוט שדרה נוקתה למשך קצת פחות משבועות, ואת מכתים immunofluorescent עוקב נגד סרוטונין הושלם בתוך פחות מעשרה ימים. עם מיקרוסקופ פלואורסצנטי רב פוטון, הרקמה נסרקה תמונת 3D שוחזרה באמצעות תוכנת Osirix.
הקרנות על-עמוד השדרה אחראיות על אפנון התנהגויות מגוונות כגון תפיסת כאב. אחת ההקרנות הנושאות מידע נוסיספטיבי מכילה סיבים סרוטונינרגיים, שמקורם במוח האחורי ובגרעיני הרשתית הסמוכים1,2. מחקרים פיזיולוגיים ופרמקולוגיים הראו שחרור מוגבר של סרוטונין בקרן הגב של חוט השדרה לאחר גירוי חשמלי של גרעיני הראפ במוח האחורי3-5. בחולדה ובאופוסום, לסיבי רפה-ספינל סרוטונרגיים יש מסופים צפופים, לא רק בקרן הגב6-8, אלא גם באזור הביניים7,9,10, קרן הגחון7,11, ואפילו למינה 1012,13. אין מחקרים דומים בעכבר. המחקר הנוכחי נועד למפות את דפוס הסיום של סיבים סרוטונרגיים הנובעים מגרעיני הרפ במוח האחורי וגרעיני הרשתית הסמוכים להם בחוט השדרה של העכבר באמצעות שיטת CLARITY14 שפורסמה לאחרונה ושינויה - CUBIC15.
פלואורסצנציה קונבנציונלית או אימונוהיסטוכימיה של פרוקסידאז של חוט השדרה מראה בבירור את התפלגות הסיבים הסרוטונרגיים בחומר האפור של חוט השדרה בחתכים בעובי 30-40 מיקרומטר. עם זאת, גישה זו אינה מראה את ההמשכיות של דרכי הסיבים הסרוטונרגיים בחומר הלבן ואת הביטחונות שלהם בחומר האפור. למרות שהשחזור התלת מימדי של חתכים היסטולוגיים קידם את הידע שלנו על דרכי סיבים, זה נותר אתגר עבור היסטולוגים ואנטומיסטים לעקוב אחר מסלול בודד עקב עיוותים קטנים ברקמה הנגרמים על ידי חיתוך. כדי לעקוף את המכשול הזה, מספר חוקרים פיתחו פרוטוקולים שונים להפיכת מבנה הרקמה כולו לשקוף, ואיסוף תמונה של רקמה ללא שינוי בקובץ וידאו יחיד17-21. עד כה, טכניקת הידרוג'ל רקמות (CLARITY) שפותחה על ידי קבוצת 14,15 של Deisseroth, המוחלפת בשומנים, הכלאה של אקרילאמיד, תואמת הדמיה/צביעה חיסונית, שפותחה על ידי קבוצת14,15 של Deisseroth, כמו גם CUBIC, שפותחה על ידי Susaki et al16 הם המוצלחים ביותר. מאז פרסום הפרוטוקולים, חוקרים רבים החלו להשתמש בטכניקות אלה כדי לחקור היבטים שונים של רקמות ביולוגיות, כולל לא רק המוח22-25, אלא גם הלב, הכליות, המעיים והריאות26,27.
על ידי קיבוע חוט השדרה של העכבר עם תמיסת ההידרוג'ל (CLARITY) וניקוי עם ריאגנטים CUBIC (שהיא שיטה מהירה בהרבה מזו שתוארה בפרוטוקול CLARITY המקורי14,15), גוש רקמת חוט השדרה באורך 2-3 מ"מ נוקה תוך שבועיים וצביעה אימונופלואורסצנטית לסרוטונין הושלמה תוך שמונה ימים. עם שילוב של חומרים כימיים בלבד, ניתן להשתמש באימונוהיסטוכימיה קונבנציונלית כדי ליצור תמונה של דרכי סיבים בודדים בקובץ וידאו תלת מימדי תוך כחודש.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
משפט ואתיקה: כל הנהלים הקשורים בנושאים בעלי חיים לעקוב אחר ההנחיות של טיפול בבעלי חיים ועדת האתיקה (ACEC) מאוניברסיטת ניו סאות 'ויילס (מספר ACEC שאושרה הינה 14 / 94a).
1. הכנה של חוט השדרה עכבר שקוף
ילדה = "jove_title"> 2. immunofluorescence מכתים
הדמיה 3.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
סעיף זה מציג תוצאות מכתים נוגדן סרוטונין במוח שדרת העכבר השקוף באמצעות שילוב של CLARITY ופרוטוקולים מעוקבים. אנו מראים כי סיבי serotonergic נוכח בכל הרבדים של חוט השדרה עם דומיננטיות בחלק הגחוני של צופר הגחון (איור 1, ראו גם וידאו 1). רקמת הביקורת לא צריך סיבים חיוביים (תוצאה הייתה לא מוצגת). בקרן הגחון, סיבים serotonergic צפופים נמצאים בחלק הוונטרומדיאלי של צופר הגחון והם להאריך לכיוון החלק הלטרלי של צופר הגחון
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר מראה כיצד סיבי serotonergic תמונה בחוט השדרה עכבר עם CLARITY בשילוב וטכניקות מעוקב. הוא מציג תהליך סליקה מהר לעומת פרוטוקול הסליקה הפסיבי שפותח על ידי Cheung et al. 14 והתומר et al. 15 ומאפשר רקמת חוט השדרה כדי להיות נתמך היטב על ידי הידרוג'ל במהלך סליקה.
צעד חשוב במהלך קיבעון של חוט השדרה עכבר, כפי שדווח על ידי Cheung et al. 14 ותומ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי מרכז המצוינות של מועצת המחקר האוסטרלית לתפקוד מוחי אינטגרטיבי (ARC Centre Grant CE140100007), מענק פרויקט NHMRC (#1086643). פרופ' ג'ורג' פקסינוס נתמך על ידי מענק עמית מחקר ראשי בכיר של NHMRC (#1043626).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Photoinitiator VA044 | Wako | va-044/225-02111 | http://www.wako-chem.co.jp/specialty/waterazo/VA-044.htm |
| תמיסת אקרילאמיד 40% | Bio Rad | 161-0140 | http://www.bio-rad.com/en-au/sku/161-0140-40-acrylamide-solution |
| 2% תמיסת ביס | Bio Rad | 161-0142 | http://www.bio-rad.com/en-au/sku/161-0142-2-bis-solution?parentCategoryGUID=5e7a4f31- 879c-4d63-ba0b-82556a0ccf1d |
| paraformaldehyde | סיגמא | 158127 | |
| http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/158127?lang=en®ion=AU אוריאה | Merck Millipore | 66612 | http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Urea---CAS-57-13-6---Calbiochem,EMD_BIO-66612 |
| N,N,N',N'-tetrakis (2-הידרוקסיפרופיל) אתילנדיאמין | Merck Millipore | 821940 | http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Ethylenediamine-N,N,N',N'-tetra-2-propanol,MDA_CHEM-821940 |
| Triton-X 100 | Merck Millipore | 648462 | |
| http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/TRITON®-X-100-Detergent---CAS-9002-93-1---Calbiochem,EMD_BIO-648462 סוכרוז | Sigma | S0389 | |
| http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/s0389?lang=en®ion=AU נוגדן סרוטונין | Merck Millipore | AB938 | http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Anti-Serotonin-Antibody,MM_NF-AB938 |
| נוגדן משני נגד ארנב עזים IgG (H+L), Alexa Fluor® 594 Conjugate | Life Technologies | A-11012 | |
| מיקרוסקופ רב פוטונים | Leica | Leica TCS SP5 MP STED | http://www.leica-microsystems.com/products/confocal-microscopes/details/product/leica-tcs-sp5-mp/ |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.