קולטן האינסולין (IR) הוא קולטן אנזימטי טרנסממברני במעבר יחיד המתווך את ההשפעות הפיזיולוגיות המגוונות של אינסולין. הוא מתפקד כחלבון דימרי, כאשר כל מונומר מורכב משתי שרשראות פפטיד המקושרות בקשר דיסולפיד: תת-היחידה α החוץ-תאית, המכילה את תחום קשירת הליגנד, ותת-היחידה β הטרנסממברנית, שהרצף התוך-תאי שלה בעל פעילות טירוזין קינאז מהותית1. באמצעות שחבור חלופי של אקסון 11, שעתוק של גן ה-IR מוליד שתי גרסאות IR mRNA. IR-A חסר אקסון 11, בעוד IR-B שומר עליו. כתוצאה מכך, IR-A ו-IR-B נבדלים זה מזה ברצף של 12 חומצות אמינו ליד מסוף C של תת-היחידה α, וכתוצאה מכך קשירה ברורה של גורמי גדילה מלבד אינסולין בוגר, ותכונות איתות משתנות במורד הזרם. בעוד ששתי הגרסאות מציגות זיקה דומה לאינסולין, ל-IR-A יש זיקה גבוהה יותר לגורם גדילה דמוי אינסולין-II (IGF-II) ופרואינסולין בהשוואה ל-IR-B. דפוסי הביטוי של IR-A ו-IR-B משתנים בהתאם לרקמה ולסוג התא, ומצב מחלה2.
הביטוי הדיפרנציאלי שלהם ברקמות ובמחלות מדגיש את תרומתם הייחודית לפיזיולוגיה ולפתולוגיה. מקלעת הכורואיד (CP), מבנה מיוחד המייצר נוזל מוחי שדרתי (CSF) ומהווה חלק ממחסום הדם-CSF, ממלא תפקיד קריטי בהובלת חומרים מזינים, פינוי פסולת והגנה עצבית, במיוחד במהלך דלקת. שני האיזופורמים של IR באים לידי ביטוי ב-CP, שם הם ככל הנראה מווסתים את נפח ה-CSF והרכבו. IR-A, באמצעות קשירת הזיקה הגבוהה שלו על ידי IGF-II, ככל הנראה מקדם התפשטות תאים ותיקון רקמות באפיתל CP. IR-B, לעומת זאת, מעורב בהובלת אינסולין על פני מחסום הדם-CSF, ותומך בזמינות אינסולין במוח עבור אסטרוציטים, נוירונים, גליה והומאוסטזיס גלוקוז 3,4.
רמות IR טרום סוכרתיות נקשרו לעלייה ב-CSF tau אצל אנשים אסימפטומטיים בסיכון גנטי למחלת אלצהיימר (AD)5, ושינויים ביחס IR-A/IR-B נקשרו לתנגודת לאינסולין, הזדקנות וגורמי פעילות פרוליפרטיביים מוגברים שעשויים לתרום לסרטן ופתולוגיות אחרות6. זיהוי דפוסי ביטוי ספציפיים לאיזופורמים של IR-A ו-IR-B מייצג צעד קריטי לקראת פיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשות להפרעות מורכבות במערכת העצבים המרכזית. עם זאת, הגישות הנוכחיות, כגון צביעה חיסונית ו-qPCR, מוגבלות: לא כל החלבונים יכולים להיות בעלי תווית חיסונית מהימנה בגלל מחסור בנוגדנים מאומתים, ובעוד ש-qPCR הוא ספציפי מאוד, הוא חסר רזולוציה מרחבית.
כדי להתגבר על מגבלות אלה, השתמשנו ב-Duplex in situ hybridization (ISH), טכנולוגיה מתקדמת לזיהוי RNA המבוססת על פלטפורמת RNAscope BaseScope. בדיקה זו משתמשת בעיצוב בדיקה כפול Z ייחודי הדורש קשירה טנדם ל-RNA המטרה, מה שמאפשר ספציפיות ורגישות גבוהות, אפילו עבור תעתיקים בשפע נמוך. האות הפלואורסצנטי או הכרומוגני מוגבר באמצעות אירועי קשירת בדיקה מרובים, משפר את הזיהוי ומפחית את הרקע7. בניגוד ל-RNAscope סטנדרטי, בדיקה זו מותאמת לאיתור רצפי RNA קצרים (50-300 בסיסים), מה שהופך אותה למתאימה במיוחד לזיהוי אירועי שחבור חלופיים, גרסאות חד-נוקלאוטידים ותעתיקים נדירים ברקמות מורכבות כמו המוח8.
בדיקה זו מדמיינת מטרות בו-זמנית כאותות כרומוגניים ירוקים (C1) ואדומים (C2) מובהקים תחת שדה בהיר. הוא מבטיח הצלחה בשימוש ברקמות קבועות ב-4% פרפורמלדהיד (PFA) או 10% פורמלין ניטרלי (NBF) וחתך ב-5 מיקרומטר-15 מיקרומטר (קפוא/FFPE), המכילות RNA בשפע נמוך עד גבוה. בשל רגישות לפירוק RNA, קיבוע יתר ושגיאות בדיקה, עלינו לייעל את הטיפול המקדים, תכנון הבדיקה והבקרות כדי למקסם את הספציפיות ולמזער את הרקע. כאן, יישמנו את מבחן ה-ISH הדופלקס הזה כדי לאפיין את דפוסי הביטוי של IR-A ו-IR-B ב-CP של העכברים, והצענו תובנות חדשות לגבי הביולוגיה המרחבית של איזופורמים IR ותפקידיהם האפשריים בבריאות המוח ובמחלות.