לוקליזציה של ביטוי גנים לסוגי תאים ספציפיים יכולה להיות מאתגרת בשל היעדר נוגדנים ספציפיים. כאן אנו מתארים פרוטוקול לזיהוי משולש בו זמנית של ביטוי גנים על ידי שילוב של RNA פלואורסצנטי כפול הכלאה באתרו עם צביעה חיסונית.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
לוקליזציה של ביטוי גנים לסוגי תאים ספציפיים יכולה להיות מאתגרת בשל היעדר נוגדנים ספציפיים. כאן אנו מתארים פרוטוקול לזיהוי משולש בו זמנית של ביטוי גנים על ידי שילוב של RNA פלואורסצנטי כפול הכלאה באתרו עם צביעה חיסונית.
איתור של ביטוי גני סוגים שונים של תאים במוח למשל, נוירונים, האסטרוציטים, oligodendrocytes, מבשרי oligodendrocyte ו microglia, ניתן הקשה על ידי חוסר נוגדנים ספציפיים ראשוניים או משניים עבור immunostaining. כאן אנו מתארים פרוטוקול לזהות את הביטוי של שלושה גנים שונים באותו סעיף המוח באמצעות קרינה כפולה הכלאה באתרו עם שתי חלליות גן ספציפי ואחריו immunostaining עם נוגדן של סגוליות גבוהות המכוונות נגד החלבון מקודד על ידי גן שלישי. Aspartoacyclase (ASPA) הגן, מוטציות של מה שעלולות להוביל מחל חומר לבנה אנושית נדירה - מחלת קנבן - נחשב להתבטא oligodendrocytes ו microglia אבל לא האסטרוציטים ונוירונים. עם זאת, את דפוס הביטוי המדויק של ASPA במוח טרם הוקם. פרוטוקול זה אפשר לנו לקבוע כי ASPA מתבטא קבוצת משנה של oligodendrocytes הבוגרתnd זה יכול להיות מיושם בדרך כלל מגוון רחב של מחקרי דפוס ביטוי גנים.
תאי גלייה, אשר הוא התאים הנפוצים ביותר במערכת העצבים המרכזית (CNS), מהווים oligodendrocytes (תאי myelinating של CNS), מבשרי oligodendrocytes (OPS, הידוע גם בשם "תאי NG2"), האסטרוציטים ו microglia. יש עניין הולך וגובר את הפונקציות של תאי גלייה ותפקידים הפוטנציאל שלהם במחלות נוירולוגיות 1. לדוגמה, מחלת קנבן (CD) היא הפרעה תורשתית ניוונית של מערכת העצבים מתחיל מוקדם בינקות עם leukodystrophy ע"ש וכן אובדן מתמשך של נוירונים, המובילה למוות בדרך כלל לפני גיל 10 2,3. מוטציות בגן Aspartoacyclase (ASPA) שמובילות באופן דרסטי פעילות ASPA 4 ב CD זוהה. ASPA הוא אנזים catalysing deacetylation של N-acetylaspartate (NAA), מולקולה מאוד מרוכז במוח, אצטט שהניבו ו aspartate 5-7. חולי CD רבים מראים רמות גבוהות יותר של NAA בשל חוסר ASPA activity. כמה מחקרים משער כי יצטט נגזרות NAA יכול להיות מקור עיקרי של חומצות שומן / שומנים במוח במהלך פיתוח CD לנבוע ירד סינתזה המיאלין במהלך ההתפתחות שנגרמה על ידי הכישלון של NAA להיות מפורק 3,5,6.
ASPA נמצא בעיקר בכליות, בכבד בחומר הלבן של המוח, ולנוכח התפקיד החשוב של ASPA ב CD, הביטוי התאי של אנזים זה במוח נחקרה על ידי מספר מעבדות. על ידי הסתכלות על הפעילות האנזימטית ASPA במוח, מחקרים קודמים מצאו כי העלייה בפעילות ASPA במהלך התפתחות המוח מקביל את מהלך הזמן של מעטפת המיאלין 8-10. ברמה התאית, מבחני עבור הפעילות האנזימטית וכן הכלאה באתרו (שאני עורך) אימונוהיסטוכימיה (IHC) ניתוחי מראים כי ASPA מתבטאת בעיקר oligodendrocytes במוח אבל לא בנוירונים או האסטרוציטים 11-16. מספר מחקרים מצאו כי ASPA אולי גםלהתבטא microglia במערכת העצבים המרכזית 12,14. אז נתונים כה על הביטוי ASPA ב OPS מוגבלים. על פי מחקר שנערך לא מכבר ובו transcriptomes של תאים מסוגים שונים בקליפת המוח העכבר כולל נוירונים, האסטרוציטים, OPS, oligodendrocytes שהוקמה זה עתה, oligodendrocytes myelinating, microglia, תאי אנדותל, ואת pericytes נותחו על ידי רצף RNA 17, ASPA מתבטא באופן בלעדי oligodendrocytes , בפרט ב myelinating oligodendrocytes (http://web.stanford.edu/group/barres_lab/brain_rnaseq.html). למרות המחקרים הללו על דפוס הביטוי ASPA במוח, מספר הוודאות להישאר.
ניתן להשתמש בטכניקות שונות כדי ללמוד דפוסי ביטוי גנים. IHC היא שיטה נפוצה לאיתור המוצר הפונקציונלי (כלומר, חלבון) של ביטוי גנים בסעיפי רקמות. למרות השירות שלה גדול, טכניקה זו יש מגבלות כיישום והספציפי שלה כפופה to הזמינה הספציפי של הנוגדן הצורך. לשם השוואה, שאני עורך יש את היתרון של להיות מסוגל לחשוף את הביטוי של כל גן ברמת mRNA. עם זאת, זה יכול להיות מאתגר מבחינה טכנית להשתמש כמה בדיקות בו זמנית על מנת למקם ביטוי גני סוגי תאים ספציפיים. במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול המשלב RNA קרינה הכפולה הכלאה באתרו עם הקרינה immunolabelling של חלבון. השתמשנו זו קבוצה של טכניקות כדי לבחון את דפוס הביטוי של Aspa במוח העכבר. שיטה זו מאפשרת המחקר המדויק של ביטוי גנים באמצעות מיקרוסקופ confocal.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
משפט ואתיקה:
בעלי וטיפול Mouse הם בהתאם לתקנות משרד הפנים בבריטניה והנחיות ועדת האתיקה UCL, עולות בקנה אחד עם בעלי חיים (הליכים מדעיים) Act 1986 של הממלכה המאוחדת ותקנות תיקון ל -2012.
הערה: כל הפתרונות צריכה להיעשות עם diethyl pyrocarbonate (DEPC) - מים מטופלים להרוס כל RNase שיורית. לטיפול DEPC, להוסיף DEPC (1 מ"ל לליטר), לנער במרץ עד שכל כדוריות DEPC נעלמו אז החיטוי כדי לבזות את DEPC.
סינתזה 1. RNA Probe
2. זלוף, קיבוע אוסף רקמות
3. Cryosectioning
הכלאה 4.
ויזואליזציה 5. של החללית FITC
ויזואליזציה 6. של החללית DIG
7. אימונוהיסטוכימיה
שמה 8.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאמר זה מתאר שיטה עבור ISH קרינה כפולה ואחריו immunolabelling בסעיפים במוח עכבר. להלן תיאור קצר של פרוטוקול זה מוצג באיור 1. הצעד הראשון היה לסנתז בדיקות ספציפיות כדי Aspa ו MBP (חלבון המיאלין הבסיסי). כדי לבדוק כי הבדיקות היו מסונתזות, aliquot קטן של כל תגובה נדרס על ג'ל agarose. התבנית ליניארי הקלושה וכמות גדולה של חללית RNA ניתן לראות (איור 2). שאני עורך הקרינה זוגי Aspa ו
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מספק הליך צעד-אחר-צעד עבור RNA כפול הכלאה באתרו ואחריו immunostaining. השתמשנו בפרוטוקול זה כדי לאשר Aspa מתבטא oligodendrocytes בוגרת בכמה אזורים במוח.
יש הליך רב שלבים זה בעיות פוטנציאליות רבות שיכולים להשפיע רגישות וכן יש להימנע. ראשית, כל הפתרונות ואת מאגרים לאחסון התגובה שעתוק צריך להיות RNase חינם. שנית, הבחירה של תבניות cDNA חשובה ואנחנו מעדיפים תבניות כ 1KB באורך. יש צורך לנק...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
העבודה במעבדות המחברים נתמכה על ידי מועצת המחקר הבריטית לביוטכנולוגיה ומדעי הביולוגיה (BB/J006602/1 ו-BB/L003236/1), קרן וולקאם (WT100269MA) ומועצת המחקר האירופית (ERC, תוכנית "רעיונות" 293544). SJ נתמך על ידי מלגה ארוכת טווח של EMBO. המחברים מודים לסטיבן גרנט על עזרתו הטכנית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| QIAprep Miniprep | Qiagen | 27104 | |
| פורממיד דה-יונים | Sigma | F9037 | לחסימת ISH מאגר |
| נתרן כלורי | Sigma | S3014 | |
| Trizma Base | Sigma | T1503 | |
| חומצה הידרוכלורית | VWR International | 20252.290 | |
| נתרן פוספט חד בסיסי | נטול מיםSigma | S8282 | |
| נתרן פוספט די-בסיסי דיהידראט | סיגמא | 30435 | |
| שמרים tRNA | Roche | 10109495001 | |
| 50x הפתרון של דנהרדט | Life Technologies | 750018 | |
| דקסטרן סולפט | סיגמא | D8906 | |
| Aspa cDNA שיבוט | מקור Bioscience | IRAVp968C0654D | |
| SalI | ניו אינגלנד Biolabs | R0138 | |
| נתרן אצטט | סיגמא | S2889 | |
| פנול מאוזן | סיגמא | P4557 | |
| כלורופורם | סיגמא-אולדריץ' | C2432 | |
| אלכוהול איזואמיל | אולדריץ' | 496200 | |
| אתנול | VWR International | 20821.321 | |
| T7 RNA פולימראז | Promega | P4074 | |
| מאגר שעתוק | Promega | P118B | |
| 100 mM DTT | Promega | P117B | |
| UTP-DIG NTP mix | Roche | 11277073910 | |
| Rnasin | Promega | N251B | |
| Paraformaldehyde | Sigma | P6148 | |
| נייר סינון | פישר מדעי | 005479470 | |
| סוכרוז | סיגמא | 59378 | |
| דיאתיל פירוקרבונט | סיגמא | D5758 | |
| פנטוברביטון | Animalcare בע"מ | BN43054 | |
| מספריים לניתוח | מכשירים מדויקים בעולם | 15922 | |
| 25 מד מחט | Terumo | 300600 | |
| משאבה פריסטלטית | Cole-Parmer Instrument Co. Ltd | WZ-07522-30 | |
| מספריים איריס | Weiss | 103227 | |
| מס' 2 פינצטה | World Precision Instruments | 500230 | |
| Coronal Brain Matrix | World Precision Instruments | RBMS-200C | |
| סכין גילוח | Personna Medical | PERS60-0138 | |
| OCT | רקמות | 4583 | |
| Cryostat/microtome | Bright | ||
| Superfrost פלוס שקופיות | Thermo Scientific | J1800AMNZ | |
| נתרן ציטראט | Sigma | S4641 | עבור 65 מעלות; מאגר כביסה C |
| Formamide | Sigma-Aldrich | F7503 | |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | P1379 | |
| Coverslips | VWR International | 631-0146 | |
| Coplin Jar | Smith Scientific Ltd | 2959 | |
| מגיב | חוסם Roche | 11096176001 | |
| סרום כבשים מושבת בחום | סיגמא | S2263 | |
| עט הידרופובי | Cosmo Bio | DAI-PAP-S | 1:500 |
| α-FITC POD נוגדן מצומד | Roche | 11426346910 | |
| TSA™ בנוסף מערכת פלואורסצאין | Perkin Elmer | NEL741001KT | 1:1,500 |
| α-DIG מצומד | AP Roche | 11093274910 | |
| טבליות אדומות מהירות | Roche | 11496549001.22 | |
| µ M filter | Millex | SLGP033RS | |
| α-Olig2 נמלה ארנב | Millipore | AB9610 | |
| Alexa Fluor® 647-מצומד &אלפא ארנב נוגדן | Life technologies | A-31573 | 1:1,000 |
| bisBenzimide H 33258 | sigma | B2883 | |
| הרכבה בינונית | Dako | S3023 | |
| Leica SP2 קונפוקלי מיקרוסקופ | Leica |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה