כאן, אנו מציגים פרוטוקול סיב שריר מהיר מנתח, המאפשר איכות מכתים משופרת, ובכך רכישה אוטומטית וכימות של אוכלוסיות סיבים באמצעות ImageJ התוכנה הזמין באופן חופשי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים פרוטוקול סיב שריר מהיר מנתח, המאפשר איכות מכתים משופרת, ובכך רכישה אוטומטית וכימות של אוכלוסיות סיבים באמצעות ImageJ התוכנה הזמין באופן חופשי.
כימות של אוכלוסיות סיב השריר מספקת תובנה עמוק יותר את ההשפעות של מחלה, טראומה, והשפעות שונות אחרות על רכב שרירי שלד. זמן רב בשיטות שונות באופן מסורתי שימשו ללמוד אוכלוסיות סיבים בתחומים רבים של מחקר. עם זאת, לאחרונה פיתח שיטות אימונוהיסטוכימיים מבוסס על ביטוי החלבון שרשרת כבדה שרירן לספק אלטרנטיבה מהירה לזהות סוגי סיבים מרובים באזור אחד. כאן, אנו מציגים פרוטוקול מהיר, אמין לשחזור עבור איכות מכתים משופרת, המאפשר רכישה אוטומטית של חתכים שלמים כימותים אוטומטיים של אוכלוסיות סיבים עם ImageJ. לשם כך, שרירי השלד מוטבעים נחתכים חתכים, מוכתמים באמצעות נוגדנים שרשראות כבדות שרירן עם נוגדנים ניאון משני DAPI מכתים גרעיני תאים. חתכים שלמים ואז נסרקים באופן אוטומטי באמצעות סורק שקופיות להשיג מרוכבים ברזולוציה גבוההתמונות של הדגימה כולו. ניתוחי אוכלוסיית סיבים מכן מבוצעים לכמת סיבים איטיים, ביניים ומהיר באמצעות מאקרו אוטומטי עבור ImageJ. הראינו בעבר כי שיטה זו יכולה לזהות אוכלוסיות סיבים מהימנות במידה של ± 4%. בנוסף, שיטה זו מקטינה השתנות למשתמש שאר וזמן לכל ניתוחי משמעותי באמצעות ImageJ פלטפורמת הקוד הפתוח.
רכב שריר שלד עובר שינויים עמוקים במהלך תהליכים פיסיולוגיים כגון 1 הזדקנות, 2, תרגיל 3, 4, 5, 6, 7, או תהליכים פתופיזיולוגיים כגון מחלה 8, 9, 10 או טראומה 11. לפיכך, מספר תחומים להתרכז מחקר על ההשפעות המבניות של תהליכים אלה על מנת להבין שינויים פונקציונליים. אחד ההיבטים המרכזיים בקביעת תפקוד שריר הוא בהרכב של סיבי שריר. סיבי שריר להביע שרשרת כבדה שונה שרירן (MHC) חלבונים מסווגים ובכך לתוך סיבי איטי, בינוני, או מהר 7, 12, 13 >, 14, 15, 16, 17. יש פיסיולוגי, שרירים קומפוזיציות סיב שריר שונים בהתאם לפונקציה שלהם בגוף. באמצעות הקלדה סיב השריר, אוכלוסיות סיבים ניתן לכמת לזהות לאימוצו לתהליכים פיזיולוגיים או pathophysiological 7, 17. מבחינה היסטורית, מספר שיטות רב הזמן יושמו להבדיל בין סוגי סיבי השריר. לשם כך, סיבי שריר סווגו בין אם על ידי תגובתיות של ATPase שרירן ברמות pH שונות או פעילות אנזים שריר. כפי איכויות סיבים שונים לא ניתן היה להעריך באזור אחד, חתכים מרובים נדרשו לזהות את כל סיבי השריר ולאפשר כימות ידנית 14, 16, 17,= "Xref"> 18, 19, 20, 21, 22. לעומת זאת, הפרסומים האחרונים השתמשו אימונוהיסטוכימיה (IHC) כנגד חלבון שרשרת כבדה שרירן להכתים סוגי סיבים מרובים במהירות בתוך חתכים יחיד. בהתבסס על היתרונות של הליך זה, זה נחשב כעת את תקן זהב ניתוח אוכלוסיית סיב שריר 19, 23, 24. באמצעות פרוטוקולים מכתימים IHC השתפרו, הצלחנו לאחרונה מראה כי הרכישה אוטומטית לחלוטין של חתכי שריר שלמים וכימותי סיב שריר אוטומטית עוקבים אינה ריאלית באמצעות ImageJ פלטפורמת הקוד הפתוח. בהשוואת כימות ידנית, ההליך שלנו ספק ירידה משמעותית זמן (כ 10% מכלל ידני מנתח) נדרש לכל שקופית בעת היותו מדויק עד ± 4% 25 .
המטרה הכוללת של שיטה זו היא לתאר מדריך מהיר, אמין, עצמאי-למשתמש כימותי סיב שריר אוטומטיים בשרירי עכברוש כולו באמצעות פלטפורמת קוד פתוחה. בנוסף, אנו מתארים שינויים פוטנציאליים אשר יתירו את השימוש בו עבור דגימות אחרות כגון עכברים או שרירים אנושיים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הנהלים כולל בנושאים בעלי חיים נערכו בהתאם לעקרונות של טיפול בבעלי חיים במעבדה כפי שהומלצו על ידי FELASA 26. התקבל אישור לפני המחקר על ידי ועדת הבדיקה המוסדית של האוניברסיטה לרפואה של וינה והמשרד האוסטרי למחקר ומדע (BMWF: Bundesministerium fuer Wissenschaft und Forschung, מספר אסמכתא: BMWF-66.009 / 0222-WF / II / 3B / 2014).
1. שריר קציר
הערה: פרסום קודם על ידי ואח 'מנג. 27 זמין המתארים את ההקפאה הנכונה של דגימות שריר בפירוט רב.
2. מכתים
הערה: מספר רב של נוגדנים כנגד חלבוני שרשרת כבדת שרירן זמין; עם זאת, נוגדנים באיכות גבוהות חיוניים לרכישה וניתוחים אוטומטיים. עבור דילולים והפנית נוגדנים, ראה טבלה 1. לקבלת קובץ גיליון אלקטרוני כדי לחשב את דילולים נכונים לראות את מספר בכמויות פתרון נדרש, ראהsource.jove.com/files/ftp_upload/55441/Calculator_for_muscle_fiber_typing.xlsx">Supplemental קובץ 1.
מיקרוסקופי 3.
4. ניתוח סיבים אוטומטי
אוהל "> הערה: מאקרו ניתן להשיג מדף האינטרנט הבא: https://www.meduniwien.ac.at/hp/bionicreconstruction/macro/הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שריר עכברוש שלמים חתכים הוכתמו במהירות באמצעות אימונוהיסטוכימיה לזהות MHC I, IIA סיבי שריר IIB. שימוש בסורק שקופיות מיקרוסקופ פלואורסצנטי, החתכים כולו אז נרכשו באופן אוטומטי עבור סיב שריר אוטומטי מנתח עם ImageJ. הרעיון של ההליך מבוסס על מתן עבודה פשוטה, אמינה זמן יעיל עבור כימות של סיבי השריר.
זרימת העבודה של ההליך (איור 1) מתחילה ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הנה, אנחנו מדגימים מתודולוגיה נגיש נרחב ללמוד ובאופן אוטומטי לכמת את האוכלוסיות סיבי שריר של חתכי עכברוש באמצעות אימונוהיסטוכימיה באופן יעיל בזמן. עבור שחזור, אנו מציגים צעד מפורט על ידי תיאור צעד ושינויים פוטנציאל יישומי מינים אחרים לא המתוארים במחקר זה. יתר על כן, אנו דנים ביתרונות של ההליך, תנאים מוקדמים לתפקוד אופטימלי ואת מגבלותיו.
נכון לעכשיו, מספר שיטות מכתימות להתקיים לזהות אוכלוסיות סיב שריר מספר ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי קרן המחקר כריסטיאן דופלר. ברצוננו להודות סבין ראושר מן הדמיה מתקן Core באוניברסיטה הרפואית של וינה, אוסטריה על התמיכה לאורך כל הפרויקט. נוגדנים ראשיים פותחו על ידי Schiaffino, ס, מבנק התפתחותית מחקרים Hybridoma, נוצר על ידי NICHD של NIH ומתוחזק באוניברסיטה של איווה, מהמחלקה לביולוגיה, איווה סיטי, IA.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תרכובת O.C.T | Tissue-Tek, סאקורה | להטמעת רקמת שריר | |
| איזופנטן | להקפאה נאותה של רקמת השריר | ||
| Superfrost Ultra Plus שקופיות | Thermo Scientific, גרמניה | 1014356190 | שקופיות דבק |
| פוספט חוצץ מלח | |||
| Triton X-100 | Thermo Scientific, גרמניה | 85112 | מסיס חומר ניקוי |
| Thermo Scientific, גרמניה | 50197Z | סרום עיזים | |
| DAKO הרכבה פלואורסצנטית בינונית | Dako דנמרק | S3023 | |
| עט Dako | דנמרק | S200230-2 | |
| TissueFAXSi plus | TissueGnostics, וינה, אוסטריה | ||
| <חזקה>נוגדנים ראשוניים | |||
| MHC-I (Cat# BA-F8, RRID: AB_10572253) | מחקרי התפתחות בנק היברידומה (DSHB, איווה, ארה"ב) | Supernatant | |
| MHC-IIa (Cat# SC-71, RRID: AB_2147165) | בנק היברידומה למחקרים התפתחותיים (DSHB, איווה, ארה"ב) | Supernatant | |
| MHC-IIb (Cat# BF-F3, RRID: AB_2266724) | מחקרים התפתחותיים בנק היברידומה (DSHB, איווה, ארה"ב) | Supernatant | |
| נוגדנים משניים | |||
| Alexa פלואור 633 עיזים נגד עכבר IgG2b | Thermo Scientific, גרמניה | A-21146 | |
| Alexa Fluor 488 עיזים נגד עכבר IgG1 ( &גמא; 1) | Thermo Scientific, גרמניה | A-21121 | |
| Alexa Fluor 555 Goat Anti-Mouse IgM (µ chain) | Thermo Scientific, גרמניה | A-21426 | |
| NucBlue Fixed Cell ReadyProbes Reagent | Thermo Scientific, גרמניה | R37606 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.