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Articolo metodologico

Quantificazione della distribuzione di una proteina presinaptica nel cervello di topo mediante immunofluorescenza

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8 luglio 2025

In questo articolo

Abstract

Fonte: Wallrafen, R., et al. Quantificazione della distribuzione eterogenea di una proteina sinaptica nel cervello di topo utilizzando l'immunofluorescenza. J. Vis. Exp. (2019).

Questo video dimostra la colorazione in immunofluorescenza di una fetta di cervello di topo per quantificare la distribuzione di una specifica proteina presinaptica. Il processo prevede il blocco di siti aspecifici, l'applicazione di anticorpi primari per la proteina bersaglio e un marcatore di riferimento, seguiti dalla marcatura degli anticorpi secondari e dalla controcolorazione nucleare. Il marcatore di riferimento garantisce una quantificazione accurata fornendo una linea di base coerente e la distribuzione della proteina presinaptica viene analizzata tra le regioni del cervello utilizzando la microscopia confocale.

Protocollo

Tutte le procedure che coinvolgono campioni di animali sono state esaminate e approvate dal comitato di revisione etica degli animali appropriato.

1. Immunofluorescenza

  1. Preparare le soluzioni, compreso il tampone bloccante, il tampone anticorpale, il tampone di lavaggio 1 e il tampone di lavaggio 2 (vedere Tabella 1).
  2. Sciacquare le fette una volta con tampone fosfato (PB) per rimuovere il composto in eccesso della temperatura di taglio ottimale (OCT).
    1. Rimuovere la soluzione con una pipetta di plastica senza aspirare le fette di cervello. Aggiungere 250 μl di PB fresco con una pipetta da 1000 μl.
      cautela: Le fette non devono seccarsi, quindi rimuoverle e aggiungere bene i liquidi.
  3. Rimuovere il PB con una pipetta di plastica e aggiungere 250 μl di tampone bloccante per pozzetto con una pipetta da 1000 μl. Incubare per 3 ore a temperatura ambiente (RT) sull'agitatore.
  4. Durante il tempo di incubazione, diluire gli anticorpi primari in tampone anticorpale in una provetta di reazione. Utilizzare 250 μl di tampone anticorpale per pozzetto e aggiungere la quantità appropriata di anticorpo (vedere la Tabella 2) pipettandola direttamente nella soluzione utilizzando una pipetta da 2 μl. Mescolare la soluzione pipettando delicatamente su e giù più volte. Vortice poco dopo per garantire una corretta miscelazione.
    nota: Per determinare la fluorescenza di fondo, la colorazione deve essere eseguita anche senza l'aggiunta dell'anticorpo primario. Per questo, incubare la fetta in soluzione anticorpale senza anticorpi primari secondo il protocollo.
  5. Trascorso il tempo di incubazione, rimuovere il tampone bloccante con una pipetta di plastica e aggiungere 250 μl di soluzione anticorpale contenente anticorpi primari per pozzetto. Incubare le fette con l'anticorpo primario per una notte a 4 °C su un agitatore.
  6. Il giorno successivo, lavare le fette con il tampone di lavaggio 1 3 volte per 10 minuti a RT su uno shaker.
    1. Rimuovere il terreno con una pipetta di plastica e aggiungere 300 μl di tampone di lavaggio 1 per pozzetto. Incubare a RT per 10 min. Ripeti 3 volte.
  7. Durante le fasi di lavaggio, diluire gli anticorpi secondari accoppiati a fluorofori nel tampone anticorpale in una provetta di reazione. Utilizzare 250 μl di tampone anticorpale per pozzetto e aggiungere la quantità appropriata di anticorpo (vedere la Tabella 2) pipettandola direttamente nella soluzione utilizzando una pipetta da 2 μl. Mescolare la soluzione pipettando delicatamente su e giù più volte. Vortice poco dopo per garantire una corretta miscelazione.
    cautela: Poiché gli anticorpi sono sensibili alla luce, tutti i passaggi da questo momento in poi devono essere eseguiti al buio.
  8. Dopo le fasi di lavaggio, rimuovere il tampone di lavaggio con una pipetta di plastica e aggiungere 250 μl di soluzione anticorpale contenente anticorpi secondari per pozzetto. Incubare le fette con anticorpi secondari per 90 minuti a RT al buio.
  9. Lavare le fette con il tampone di lavaggio 2 3 volte per 10 minuti a RT.
  10. Durante le fasi di lavaggio, diluire il 4′,6-diamidino-2-fenilindolo (DAPI) in 0,1 M PB in una concentrazione di 1:2000.
  11. Rimuovere il tampone di lavaggio 2 con una pipetta di plastica e aggiungere 250 μl di soluzione DAPI per pozzetto. Incubare per 5 minuti a RT sull'agitatore.
  12. Rimuovere la soluzione DAPI con una pipetta di plastica e aggiungere 500 μl di 0,1 M PB per pozzetto con una pipetta da 1000 μl.
  13. Montare le fette sui vetrini del microscopio.
    1. Posizionare un vetrino da microscopio sotto lo stereoscopio. Con un pennello sottile, aggiungere tre gocce separate di 0,1 M PB sul vetrino. Posizionare una fetta per goccia sul vetrino del microscopio.
    2. Utilizzare il pennello fine per appiattire e orientare le fette sul vetrino del microscopio.
    3. Quando tutte le fette sono posizionate correttamente, rimuovere il PB in eccesso con un fazzoletto e asciugare accuratamente il vetrino.
      cautela: Evita di asciugare completamente le fette di cervello.
    4. Aggiungere 80 μl di terreno di inclusione sul vetrino. Abbassare con cautela il vetrino coprioggetti sul vetrino, incorporando così le fette di cervello.
    5. Lasciare asciugare i vetrini nella cappa aspirante per 1-2 ore (coprirli per evitare l'esposizione alla luce) e conservarli in una scatola per vetrini da microscopio a 4 °C.
      nota: Il protocollo può essere messo in pausa qui.

2. Imaging

  1. Dopo che il mezzo di inclusione è completamente indurito, posizionare il vetrino del microscopio sotto il microscopio confocale.
    nota: La microscopia a epifluorescenza combinata con il software di deconvoluzione dovrebbe produrre una qualità dell'immagine simile.
  2. Regolare le impostazioni del laser aumentando o diminuendo l'intensità del laser per ogni canale in modo che pochi pixel siano sovraesposti per garantire la massima distribuzione dei valori di grigio.
  3. Acquisisci tessuti virtuali dell'intera fetta di cervello per i diversi canali.
    1. Nel software di imaging, selezionare l'opzione Riquadri e delineare manualmente la fetta di cervello con l'impostazione della regione Riquadro.
    2. Distribuisci i punti di supporto in tutta la regione delle tessere e regola la messa a fuoco per i diversi punti di supporto premendo Verifica regioni/posizioni delle tessere....
    3. Regolare le impostazioni in modalità di acquisizione in base alla risoluzione desiderata e alle dimensioni del file dell'immagine risultante e avviare la scansione.
  4. Al termine della scansione, utilizzare la funzione Stitching per elaborare il tessuto virtuale. Esporta il file come .tif con la funzione Esportazione immagini.

3. Analisi basata su computer

  1. Carica tutti i singoli canali per un'immagine in FIJI facendo clic su File| Apri.
  2. Con lo strumento di selezione a mano libera, delineare un emisfero nel canale DAPI. Creare una maschera della selezione facendo clic su Modifica| Selezione| Crea maschera.
  3. Determinare l'intensità media della fluorescenza per i singoli canali (Mover e sinaptofisina) facendo clic su Analizza| Misura.
    nota: Assicurati di selezionare i diversi canali per determinare i valori medi di intensità della fluorescenza per ciascun canale.
  4. Copia l'intensità media della fluorescenza per i singoli canali in un foglio di calcolo.
  5. Determinare l'intensità media di fluorescenza per i singoli canali in un'area di interesse delineando l'area anche con lo strumento di selezione a mano libera. Usa un atlante del cervello del topo come riferimento.
  6. Ripetere i passaggi 3.1-3.5 per tutti gli emisferi e tutte le aree di interesse.
    nota: Determinare i valori per ciascun emisfero separatamente per confrontare successivamente i valori in un'area di interesse con quelli nell'emisfero (vedere il passaggio 4.2).

4. Gestione dei dati

  1. Nel caso in cui la fluorescenza di fondo sia elevata, potrebbe essere necessaria una sottrazione di fondo. Per questo, determinare l'intensità media della fluorescenza per la fetta processata senza anticorpi primari contro la proteina di riferimento (qui: sinaptofisina) e sottrarre tale valore da tutti i valori ottenuti per le regioni e gli emisferi del cervello.
  2. Quando sono state determinate le intensità medie di fluorescenza per i singoli canali per ogni emisfero e ogni area di interesse (vedi Tabella 3), calcolare il rapporto tra Mover e sinaptofisina dividendo il valore di Mover per il valore di sinaptofisina (giallo nella Tabella 3). Esegui questa azione per ogni emisfero e ogni area di interesse separatamente.
  3. Dividere il rapporto ottenuto per un'area di interesse per il rapporto ottenuto per l'emisfero corrispondente (arancione nella Tabella 3) per determinare il rapporto tra l'area di interesse e l'emisfero.
  4. Per determinare l'abbondanza relativa del Mover, tradurre il rapporto ottenuto in 4.2 in una percentuale determinando la sua deviazione da 1 (rosso nella Tabella 3). Un rapporto di 1,25 darebbe quindi un'abbondanza relativa del Mover del 25% superiore alla media, e un rapporto di 0,75 produrrebbe un'abbondanza relativa del Mover del 25% al di sotto della media.

Tabella 1: Soluzioni utilizzate in questo protocollo.

Fissativo (500mL)
Mix 20g di paraformaldeide (conc. totale: 4%)
50 mL 10x PBS soluzione madre (conc. totale: 1x)
450 mL bidest H2OAnsegue il pH a 7,4 con NaOH
Nota: Per risolvere la paraformaldeide nella PBS, riscaldare la soluzione. Non riscaldare oltre i 70 oC, poiché il PFA si disintegra a temperature superiori a 70 oC.
Attenzione: il PFA è tossico, potenzialmente cancerogeno e teratogeno. Indossare i guanti quando si lavora con PFA e lavorare sotto la cappa aspirante. Evitare l'ingestione.
0.1M PB (1L)
Soluzione madre X
35,61 g Na2HPO4,2H 2O in 1 L bidest H2O
Soluzione madre Y
27,60 g NaH2PO4,2H 2O in 1 L bidest H2O
Mix 385 mL soluzione madre X
115 mL di soluzione madre Y
500 mL bidest H2O
Tampone bloccante (50 mL)
Mescola 1.25 ml di siero di capra normale (conc. totale: 2.5%)
1,25 mL di siero d'asino normale (conc. totale: 2,5%)
0,5 mL di tensioattivo non ionico (Triton-X100, conc. totale: 1%)
47 mL 0,1 M PB
Tampone anticorpale (50 mL)
Mescola 0.25 ml di siero normale di capra (conc. totale: 0.5%)
0,25 mL di siero d'asino normale (conc. totale: 0,5%)
0,1 mL di tensioattivo non ionico (conc. totale: 0,2%)
49,4 mL 0,1 M PB
Tampone di lavaggio 1 (50 mL)
Mescola 1 ml di siero normale di capra (conc. totale: 2 %)
49 mL 0,1 M PB
Tampone di lavaggio 2 (50 mL)
Mix 0.5 mL di siero normale di capra (conc. totale: 1 %)
49,5 mL 0,1 M PB

Tabella 2: Anticorpi utilizzati in questo protocollo.

Anticorpi primari
Diretto controSpecie ospitiRRIDconcentrazione
motoreconiglioAB_10804285s1:1000
SinaptofisinacaviaAB_1210382s1:1000
Anticorpi secondari
Specie targetSpecie ospitiFluoroforoconcentrazione
coniglioasinoAlexaFluor 647s1:1000
caviacapraAlexaFluor 488s1:1000

Tabella 3: Esempio di trattamento dei dati.

Emisfero
Emisfero #Intensità media di fluorescenza Sinaptofisina (U.A.)Intensità media di fluorescenza Mover (A.U.)Rapporto Mover/Sinaptofisina
1
2
3
4
5
6
29.134
31.008
38.641
30.775
21.658
27.277
22.810
24.046
29.324
25.444
18.091
23.364
=C3/B3 0,783
=C4/B4 0,775
=C5/B5 0,759
=C6/B6 0,827
=C7/B7 0,835
=C8/B8 0,857
Ippocampo
Emisfero #Intensità media di fluorescenza Sinaptofisina (U.A.)Intensità media di fluorescenza Mover (A.U.)Rapporto Mover/SinaptofisinaRapporto con emisferoAbbondanza relativa del motore (%)
1
2
3
4
5
6
35.26
33.955
41.231
39.853
30.129
28.737
29.889
27.825
31.978
31.787
27.817
25.861
=C11/B11 0,848
=C12/B12 0,819
=C13/B13 0,776
=C14/B14 0,798
=C15/B15 0,923
=C16/B16 0,900
=D11/D3 1,083
=D12/D4 1,057
=D13/D5 1,022
=D14/D6 0,965
=D15/D7 1,105
=D16/D8 1,051
=(E11-1)*100 8.269
=(E12-1)*100 5.673
=(E13-1)*100 2.200
=(E14-1)*100 -3.528
=(E15-1)*100 10.530
=(E16-1)*100 5.064

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Dichiarazioni

Nessun conflitto di interessi dichiarato.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Provette di reazione da 1,5 mLEppendorf30120094
Provette di reazione da 50 mLGreiner Bio-One227261
multipozzetto 24 pozzettiFisher ScientificoCodice 087721H
pipetta in plastica (monouso)Sarstedt8,61,176
Pipetta da 1000 mLRainin17014382
Pipetta da 2 mlEppendorf3123000012
Genio del vortice 3IKA3340001
Vetrini per microscopio MenzelFisher ScientificoCodice 10144633CF
stereoscopioLeica
Pannello LSM800ZeissMicroscopio confocale
PBS (10X)Roche11666789001
Tessuto TekSakura4583OTTOBRE
Na2HPO4BioFroxx5155KG001
NaH2PO4Merck1,06,34,60,500
siero di capra normaleMerck MilliporeS26-100ML
siero d'asino normaleMerckS30-100ML
Triton X-100Merck1,08,60,31,000
anti-movimento per conigliSistemi SinapticiRRID: AB_10804285
cavia anti-sinaptofisinaSistemi SinapticiRRID: AB_1210382
asino anti-coniglio AF647Jackson ImmunoResearchRRID: AB_2492288
antitopo per capra AF488Jackson ImmunoResearchRRID: AB_2337438
Mowiol4-88Calbiochem475904
Software ZEN2 blueZeissSoftware per microscopia
FigiImmagineJSoftware di analisi
Microsoft ExcelValentina

Tag

Colorazione immunofluorescentemicroscopia confocaleintensità di fluorescenzaanticorpi primarianticorpi secondaricontrocolorazione nuclearepreparazione di sezioni cerebralianalisi delle immagini Fiji