כאן אנו מציגים שיטת ניקוי רקמות הידרופובית המאפשרת צפייה במולקולות יעד כחלק ממבני מוח שלמים. טכניקה זו אומתה כעת לשליטה F344/N ו- HIV-1 חולדות מהונדסות משני המינים.
Method Article
כאן אנו מציגים שיטת ניקוי רקמות הידרופובית המאפשרת צפייה במולקולות יעד כחלק ממבני מוח שלמים. טכניקה זו אומתה כעת לשליטה F344/N ו- HIV-1 חולדות מהונדסות משני המינים.
שיטות ניקוי רקמות הידרופוביות ניתנות להתאמה בקלות, מהירות ובעלות נמוכה המאפשרות לחקור מולקולה של עניין בדגימות רקמות ללא לשינוי. הליכי אימונולאבלילינג מסורתיים דורשים חיתוך המדגם לחלקים דקים, מה שמגביל את היכולת לתייג ולבחון מבנים שלמים. עם זאת, אם רקמת המוח יכולה להישאר שלמה במהלך העיבוד, מבנים ומעגלים יכולים להישאר שלמים לניתוח. שיטות הסליקה שנקבעו בעבר לוקחות זמן משמעותי לנקות את הרקמה לחלוטין, והכימיקלים הקשים יכולים לעתים קרובות לפגוע בנוגדנים רגישים. שיטת iDISCO מנקה רקמות במהירות ובצורה מלאה, תואמת לנוגדנים רבים, ואינו דורש ציוד מעבדה מיוחד. טכניקה זו אומתה בתחילה לשימוש ברקמת עכברים, אך הפרוטוקול הנוכחי מתאים שיטה זו לחצי הכדורים של שליטה ומוחות חולדה מהונדסים. בנוסף לכך, הפרוטוקול הנוכחי מבצע גם מספר התאמות לפרוטוקול הקיים כדי לספק תמונות ברורות יותר עם פחות כתמי רקע. נוגדנים עבור איבה-1 ו טירוצין הידרוקסילאז אומתו בחולדה מהונדסת HIV-1 ובחולדות בקרה F344/N בשיטת ניקוי הרקמות ההידרופובית הנוכחית. המוח הוא רשת שזורה, שבה מבנים פועלים יחד לעתים קרובות יותר מאשר בנפרד זה מזה. ניתוח המוח כמערכת שלמה בניגוד לשילוב של חלקים בודדים הוא היתרון הגדול ביותר של כל שיטת ניקוי המוח הזו.
מספר טכניקות לניקוי רקמות אומתו לשימוש במוח: הידרוג'ל, הידרופילי והידרופובי. טכניקות אלה שואפות להפוך רקמה לשקופה באמצעות התלזות, דה-צבע ופירוק באמצעות ניהול ממסים. לאחר אינדקס שבירה של דגימת הרקמה תואם את האינדקס שבירה של מדיום ההדמיה שנבחר, ניתן להשיג תמונה ברורה של המדגם. טכניקות מבוססות הידרוג'ל, כגון CLARITY, ביומולקולים מאובטחים ברקמה על ידי קישורם הידרוג'לים מבוססי אקריל, המונע נזק מבני ואובדן חלבונים1. עם זאת, טכניקות הידרוג'ל להשתמש כימיקלים קשים מאשר יש פוטנציאל לפגוע רקמות שבירות יותר, ודגימות רקמות צפופות יותר לא יכול להיות תואם פרוטוקול הידרוג'ל. טכניקות הידרוג'ל מסוימות עשויות לדרוש ציוד יקר או להוביל להרחבת רקמות. טכניקות הידרופיליות, כמו CUBIC, לשמר מבנה 3D באמצעות היווצרות של קשרי מימן בתוך הרקמה2. הרחבת רקמות יכולה להתרחש גם בפרוטוקול הידרופילי מסוים. יכולת הסליקה של טכניקות הידרופיליות לעתים קרובות אינה תואמת את היכולת שיש לטכניקות הידרופוביות, החשובה לרקמות צפופות ועבות יותר3.
טכניקות הידרופוביות הן בדרך כלל מהירות, אינן דורשות ציוד מיוחד, ומייצרות מדגם שקל לטפל בו ולאחסן. iDISCO היא טכניקה הידרופובית שמבטלת את ההתכווצות שיכולה להתרחש בפרוטוקול הידרופובי אחר. במקור, טכניקת ניקוי הרקמות iDISCO תוארה על ידי Renier et al.4 עבור העוברים ואיברים צפופים, מבוגרים של עכברים. טכניקה זו מסירה מים מהרקמה בשלב ההתייבשות הראשוני, ובכך מפחיתה את פיזור האור. הרקמה מחלחלת במהלך טיפול מקדים כדי לאפשר חדירת נוגדנים עמוקה. אלכסה פלור צבעים בספקטרום האדום הרחוק משמשים אימונולאבלינג כדי למנוע autofluorescence של הרקמה באורכי גל נמוכיםיותר 5. רקמה שעברה פרוטוקולי סליקה הידרופוביים ניתן לטפל בקלות וניתן לדמיין מספר פעמים בשל אריכות הימים של צבעי Alexa Fluor. אם מאוחסן כראוי, רקמות יכול לספק תמונות במשך חודשים עד שנה לאחר העיבוד הראשוני.
בפרוטוקול הנוכחי, נוגדן טירוסין הידרוקסילאז (TH), נוגדן Iba1, ו Cholera רעלן Subunit B (CTB) שימשו הן על שליטה זכרית ונקבה והן HIV-1 מהונדס (Tg) מוחות חולדה. חולדת HIV-1 Tg מחזיקה בשבעה מתוך תשעת הגנים המרכיבים את הגנום הנגיפי HIV-1, מה שמוביל למודל לא זיהומי של חשיפה ארוכת טווח לחלבון HIV-16,7,8. שינויים דופאמין הוכחו בעבר בחולדה HIV-1 Tg, ו- HIV-1 עצמו היא מחלה דלקתית, ולכן בחירת הנוגדנים הייתה רלוונטית לעיצוב הניסיוני9,10,11,12. CTB הוא נותב המתחבר לנוירונים באמצעות כריכת גנגליוסיד וניתן להשתמש בו כדי לעקוב אחר תחזיות חיוביות במוח. CTB שימש בעבר כדי ללמוד תחזיות מגרעין האקומבנס לאזור הסובסטנציה ניגרה, שני אזורים במוח המעורבים בכבדות עם מסלולים דופאמין13,14,15.
בפרוטוקול זה, TH ישמש סמן לייצור דופמין, ו Iba1 יסמן מיקרוגליה פעילה. נוגדן TH המשמש באופן סלקטיבי תוויות רצועה אחת בכ 62 kDa התואם טירוצין הידרוקסילאז. הנוגדן Iba1 מתאים לרצף מסוף קרבוקסי Iba1. שני הנוגדנים גדלו בארנב והיו פוליקלונליים. CTB ישמש למעקב מדרדר של נוירונים מאזור גרעין האקומבנס לאזור הסובסטנציה ניגרה. הפרוטוקול הנוכחי מציע גם קו מנחה להתאמת פרוטוקול iDISCO המקורי בשתי דרכים נפרדות: 1) הפחתה כוללת של כתמי הרקע על ידי שינוי ריאגנטים בסרום בשלבי החסימה, ו -2) שינוי קנה המידה של זמן הדגירה כך שיתאימו לדגימות רקמות גדולות יותר. בסך הכל, הפרוטוקול הנוכחי מספק ראיות מתמשכות לכך שטכניקות סליקה הידרופוביות אפשריות ברקמות המוח של החולדה, אין להן אינטראקציות מזיקות ניכרות עם חלבונים ויראליים HIV-1, והן תואמות לנוגדן TH, נוגדן Iba1 ו- CTB.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כל הפרוטוקולים של בעלי החיים נבדקו ואושרו על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת דרום קרוליינה.
1. הכנת פתרון מלאי
2. הכנת מדגם
הערה: בצע שלבים 2.1 עד 2.7 במכסה המנוע של אדים עקב הגבלת החשיפה ל- PFA.
3. התייבשות ודפיגמנטציה
4. כולרה רעלן Subunit B תיוג
5. יישום נוגדנים
6. ניקוי רקמות
7. הרכבה
8. הדמיה
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ניקוי מלא של חלקים גדולים של F344/N ו- HIV-1 רקמת מוח חולדה הושג באמצעות פרוטוקול ניקוי רקמות הידרופוביות זה שונה. איור 1 מציג תמונה קונפוקלית טיפוסית עבור TH באזור הסובסטנציה ניגרה. איור 1A מייצג כתמים צפופים וחיוביים. אזורים צפופים כגון אלה ניתן לנתח על ידי התמקדות דרך מישור "Z" כדי לאשר כתמים חיוביים מורפולוגיה תאים נכונה. איור 1B מייצג כתמים חיוביים דלילים, שניתן לזהותם על ידי המורפולוגיה הייחודית של תאי העצב TH.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ניקוי רקמות מציע פתרון למגבלות של פרוטוקול IHC המסורתי. מדגם שקוף ממזער את הפיזור והספיגה של האור, המספק גישה אופטית ברמה התאית לרקמות שלמות18,19. טכניקות ניקוי רקמות הופכות רקמה לשקופה באמצעות התלזות, דה-צבע ופירוק הסתיידות עם ניהול ממסים. לאחר אינדקס שבירה של דגימת הרקמה תואם את האינדקס שבירה של מדיום ההדמיה שנבחר, המדגם ייראה שקוף לחלוטין וניתן לדמיין כראוי3. הפרוטוקול ההידרופובי הנוכחי מסיר מים מהרקמה בשלבי ההתייבשות הראשוניים, ובכך מפ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
לאף אחד מהמחברים אין ניגודי עניינים להצהיר.
עבודה זו מומנה על ידי מענקי NIH: NS100624, DA013137, HD043680, MH106392 &32 הכשרה גרנט 5T32GM081740
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| תת-יחידה B של רעלן כולרה (רקומביננטי), Alexa Fluor 488 | Invitrogen | C34775 | |
| DBE | Sigma-Aldrich | 108014-1KG | |
| DCM | Sigma-Aldrich | 270997-100 מ"ל | |
| DMSO | Sigma-Aldrich | 472301-1L | |
| גליצין | פישר כימי | G46-500 | |
| עיזים נגד ארנב Alexa Fluor Plus 647 | Invitrogen | A32733 | |
| סרום עיזים | סיגמא מדעי החיים | G9023-10mL | |
| Heparin | Acros Organics | 41121-0010 | |
| נוגדן ראשוני Iba1 | FUJIFILM Wako | 019-19741 | |
| Kwik-sil אפוקסי | VWR | 70730-062 | |
| מתנול | סיגמא-אולדריץ' | 34860-1L-R | |
| PBS | פישר ביוריאגנטים | BP2944-100 | |
| מכונת זלוף | VWR | 70730-062 | מיני משאבה זרימה משתנה |
| PFA | סיגמא-אולדריץ' | 158127-3KG | |
| TH נוגדן ראשוני | Millipore Sigma | AB152 | |
| TritonX-100 | פישר ביוריאגנטים | BP151-500 | |
| טווין-20 | פישר ביוריאגנטים | BP337-500 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission