このプロトコルは、神経固有のミトコンドリアを定量化を視覚化して三次元 (3 D) 画像処理・解析技術を使用します。テクニックは別の蛍光信号からデータのサブセットを分離する 1 つの蛍光信号が使用されている場合に適用されます。
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このプロトコルは、神経固有のミトコンドリアを定量化を視覚化して三次元 (3 D) 画像処理・解析技術を使用します。テクニックは別の蛍光信号からデータのサブセットを分離する 1 つの蛍光信号が使用されている場合に適用されます。
このプロトコルの目的は、表皮内神経線維内のミトコンドリアを勉強することです。したがって、神経固有のミトコンドリアを分離し、感覚神経の遠位先端のミトコンドリアの病気による変化を評価する 3 D 画像処理・解析技術が開発されました。プロトコルは、蛍光免疫組織化学、共焦点顕微鏡と神経固有のミトコンドリアを定量化を視覚化して 3 D 画像解析手法を組み合わせたものです。詳細なパラメーターは、神経固有のミトコンドリアを分離するこれらのテクニックを使用する方法の具体的な例を提供するために手順の中で定義されます。抗体を用いて神経をラベルし、皮膚の組織切片内ミトコンドリア信号パンチ生検、それぞれ緑、赤の蛍光シグナルとミトコンドリア神経を視覚化する間接蛍光抗体法が続いています。Z シリーズ画像を共焦点顕微鏡で取得した、3 D 解析ソフトウェアが処理し、信号を分析する使用されました。記述されている正確なパラメーターに準拠する必要はありませんが、染色、集録・解析手順全体の選択のものと一致することが重要です。このプロトコルの強さださまざまな状況に適用されるそれ以外の場合、一人で勉強することが可能となるだろう他の信号を分離する 1 つの蛍光信号が使用されています。
ミトコンドリアは、バッファリング、カルシウムと規制壊死とアポトーシス細胞死1,2,3セルのエネルギーを生産を含む重要な細胞機能を提供します。中枢神経系は、ミトコンドリア呼吸を介してニューロンがアデノシン三リン酸 (ATP) の形で高度の細胞のエネルギーを生成することを示唆している体4と比較して高い代謝率は。多くの神経機能が ATP5、特にシナプス6に依存していること証拠書類。したがって、神経細胞内のミトコンドリアの分布は重要です。
最後の 10 年間で多くの情報が示している人身売買および神経細胞のミトコンドリアのドッキングは非常に調整されます。モーター蛋白質ニューロンを通して特定の細胞コンパートメントにミトコンドリアの配布に関与しています。ミトコンドリアの人身売買は、ニューロンの軸索と樹状突起、相馬から遠く離れたプロジェクトのために特に重要です。キネシン モーター蛋白質は主に (相馬) から前向性ダイニン モーター蛋白質直接 (相馬) に向かって逆行運動7,8,9ながら微小管に沿ってミトコンドリアの人身売買を直接します。,10です。 このようなミトコンドリア膜電位とインパルス伝導存在とミトコンドリア人身売買11,12,13の方向に影響を与える携帯電話の信号があります。
ミトコンドリアを輸送に加えて Ranvier のノードやシナプス8,14,などの高エネルギー要求がある特定の細胞コンパートメントにミトコンドリアをローカライズするのには特殊な蛋白質があります。17します。 実際には、軸索内のミトコンドリアの大半が非運動性9,13,18。アクチン細胞骨格19-21に他の蛋白質アンカーのミトコンドリア中の軸索に沿って微小管の syntaphilin アンカー ミトコンドリアのような専門にされた蛋白質。成長因子およびカルシウムなどのイオンは、ミトコンドリアが必要な21,22,23の地域にローカライズするため運動の停止をサポートする報告されています。
一緒に取られて、人身売買とミトコンドリアのドッキングがニューロンの適切な機能のために不可欠です。、これを支持するミトコンドリア輸送の混乱が関連付けられているアルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、シャルコー ・ マリー ・ トゥース病、ハンチントン病、遺伝性痙性を含むいくつかの神経学的な条件対麻痺、視神経萎縮15,24,25,26,27.最近の研究が糖尿病神経障害、糖尿病28,29,30,31 に関連付けられている感覚の損失のための潜在的なメカニズムとしてミトコンドリアの機能低下と病理に焦点を当ててください。 ,32,33。仮説は、糖尿病が皮膚神経の感覚の投射内ミトコンドリアの分布を変更します。したがって、視覚化し、表皮内神経線維 (IENFs)、後根神経節感覚求心性神経の遠位先端内ミトコンドリアを定量化する技術が開発されました。技法を組み合わせた神経固有の分布を測定する強力な 3 D 画像解析ソフトウェアで信号の共焦点顕微鏡 z シリーズ取得特定のミトコンドリアと神経線維のラベルの蛍光免疫組織化学この目標を達成するために人間の皮膚パンチ生検からミトコンドリア。
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皮膚パンチ生検はユタ大学糖尿病センター (ソルト レイク シティ, ユタ州) で大規模な地域密着型のプライマリ ・ ケア ネットワークから募集された被験者から得られました。本研究はミシガン大学制度検討委員会で承認され、ヘルシンキ宣言の原則を遵守します。テスト前に各教科からインフォームド コンセントを得たクチします
。1 蛍光免疫組織化学
1 日目:
2 日目:
3 日目:
2。共焦点イメージング
3. 3 D の可視化とミトコンドリアの解析ひと表皮内神経線維内
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可視化と人間 IENFs 内ミトコンドリアの定量化
蛍光免疫染色により, 神経, ミトコンドリアと核を視覚化する人間の皮膚生検内複数信号の同時表示が可能です。96 ウェル プレートは、免疫組織染色の手順を整理するための便利な方法です。図 1は、ソリューションの 12 段階を通じて処理する 8 つのセクションまでこの構成アカウントを示しています。フラット ロッカーで穏やかな攪拌と組み合わせてフローティング メソッドは、抗体に両側からセクションを貫通する十分なアクセス権があることを確認します。プロトコルの完了するために 3 日間は主に神経とミトコンドリアに一貫したラベル 4 ° c、第一次および二次抗体の孵化を一晩のため。
プロシージャの残りの...
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このプロトコルを特定、定量化、サイズと人間の皮膚生検から 3 D で IENFs 内神経固有ミトコンドリアの分布を分析し設計されています。プロトコルのいくつかの重要な手順があります。浮遊蛍光免疫組織化学染色、各サンプルでは、探索的研究44,45より汎用性の高い方法論を提供することで複数の信号を分析して設計されています。この手順は、共焦点顕微鏡画像と 3 D 解析を取得するために必要な 50 μ m セクション全体イメージの獲得を最大化するために、抗体の組織への浸透のためできます。もう一つの重要なステップは、ミトコンドリアを測定するための解像度を維持しながら画像あたり十分な神経をキャプチャ間のバランス イメージ集録パラメーターです。ティッシュ セクションはこれで使用され、標準的な皮膚生検プロトコルが約 3 ミリメートル長い45,46,の47
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ないの利害衝突を宣言します。
この作品は、国立機関の健康補助金 K08 NS061039-01A2、神経研究のためのプログラムによって支えられた & 探索、および、A. アルフレッド Taubman 医療研究所、ミシガン大学の。この作業には、形態と国内機関の健康の付与 5 P 90 DK-20572 国立糖尿病・消化器・腎臓病からによって資金を供給、ミシガン州糖尿病研究センターの画像解析コアが使用されます。著者感謝したい j. ロビンソン シングルトンとゴードン ・ スミス (ユタ大学) ヒトの皮膚のサンプルの寛大な寄付のため。
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 2% Zamboni's Fixative | Newcomer Supply, Middleton, WI | 1459A | 2%パラホルムアルデヒド、0.2%飽和ピクリン酸、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、pH 7.4 |
| 10xリン酸緩衝生理食塩水(PBS) | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | BP399-4 | To make up 1x PBS |
| Image-iT FX Signal Enhancer | ThermoFisher Scientific, Waltham, Massachusetts | I36933 | Alexa Fluor dye signals by reducing nonspecific binding |
| Anti-Protein Gene Product 9.5 Antibody (Rabbit Polyclonal) | Proteintech Group Inc. Rosemont, IL | 14730-1-AP | PGP9.5と略され、製造中止のAbDセロテック(Cat.No. 7863-0504) 抗体 |
| 抗ピルビン酸デヒドロゲナーゼ E2/E3bp 抗体 (マウス モノクローナル) | abcam, Cambridge, MA | ab110333 | 略して PDH |
| ヤギ アンチマウス 二次抗体 Alexa Fluor 594 コンジュゲート | ThermoFisher Scientific, Waltham, Massachusetts | A-11034 | 赤色蛍光 コンジュゲート 二次抗体 |
| ヤギ 抗ウサギ 二次抗体 アレクサ フロー 488 コンジュゲート | ThermoFisher Scientific, Waltham, Massachusetts | A-11032 | 緑色蛍光標識二次抗体 |
| アルブミン, from Bovine Serum | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | A7906-100 | 略称 BSA |
| Triton X- 100 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | T9284 | 略称 TX-100 |
| 0.22 & micro;m | フィルターEMDミリポア、ビレリカ MA | MILLEX GP SLGP 033NS | 0.22 & マイクロ;m ミリポアフィルター |
| パラフィルム M | フィッシャーサイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバニア | 13-374-10 | カーウッドウィスコンシンLLCパラフィルム M (PM-996) |
| 非校正ループ | フィッシャーサイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバニア | 州 22-032092 | デコンによるループ接種 LeLoop (MP 199-25) |
| 96ウェルアッセイプレート | コーニングインコーポレイテッド、コーニング、ニューヨーク | 3603 | 96ウェルフラットボトムプレート |
| プロロングゴールド退色防止試薬DAPI | モフィッシャーサイエンティフィック、ウォルサム、マサチューセッツ州 | P-36931 | 原子核のDAPI染色 |
| 顕微鏡カバーガラス 50 x 24 mm | フィッシャーサイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバニア | 州 12-544E | カバースリップ |
| スーパーフロストプラス 顕微鏡スライド | フィッシャーサイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバニア | 州 12-550-15 | 顕微鏡スライド |
| ライカSP5レーザー走査型共焦点顕微鏡 | ライカマイクロシステムズ、バッファローイリノイ州グローブ | SP5 | 共焦点顕微鏡 |
| Volocity x64 ソフトウェア | Perkin Elmer、Waltham、MA | バージョン4.4.0 | Volocityソフトウェアは、画像処理 |
| Imaris x64 3次元分析ソフトウェア | Bitplane、Concord、MA | バージョン7.7.1 | ステップ3.1と3.2に使用されます Imarisソフトウェアは、画像分析のプロトコルのステップ3.3から3.5に使用されます |
| Excel | Microsoft、レドモンド、WA | バージョンOffice 2013 | Excelスプレッドシートソフトウェアは、形態測定の特徴を要約するためにプロトコルのステップ3.6に使用されます |
| Optimum Cutting Temperature Compound | Sakura Finetek USA, Inc., Torrance, CA | 4583 | 略語 OCT |
| Leica Cryostat | Leica Biosystems, Buffalo Grove, IL | CM1850 | Cryostat for cutting 50 & micro;m sections |
| CellLight Mitochondria-GFP, BacMam 2.0 | ThermoFisher Scientific, Waltham, Massachusetts | C10600 | 緑色蛍光シグナルでミトコンドリアを標識するためのポジティブコントロールとして使用 |
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