ここでは、生鮮・冷凍の両方の脳組織から神経アンサンブルをフォスが発現に分子変化を研究するための蛍光活性化細胞ソーティング(FACS)プロトコルを提示します。凍結組織の使用は、貴重な動物被験体の使用を最大化するために、複数のセッションに比べて多くの脳領域のFACS単離を可能にします。
方法論記事
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ここでは、生鮮・冷凍の両方の脳組織から神経アンサンブルをフォスが発現に分子変化を研究するための蛍光活性化細胞ソーティング(FACS)プロトコルを提示します。凍結組織の使用は、貴重な動物被験体の使用を最大化するために、複数のセッションに比べて多くの脳領域のFACS単離を可能にします。
神経可塑性と学習された行動の分子変化の研究は関連を学んだ媒介する神経のアンサンブルと呼ばれるまばらに分布し、活性化ニューロンの特定のセットの研究に全脳領域の研究からスイッチングされます。蛍光活性化細胞選別(FACS)は、最近、成体ラット脳組織のために最適化し、ニューロンマーカーのNeuN及びFos蛋白質、強く活性化されたニューロンのマーカーに対する抗体を用いて活性化ニューロンの単離を可能にされています。今までは、Fosの発現ニューロンおよび他の細胞タイプは、長い処理日と長く複雑な行動手順後に評価される脳サンプルの許可非常に限られた数を伴う新鮮な組織から単離しました。 21日- 。ここでは、背側線条体からのFos発現ニューロンとのFos mRNAの収率は3 -80ºCで凍結したばかりの解剖組織と組織との間に類似していたことがわかりました加えて、我々は表現型を確認しました凍結組織はまたのFACS単離に使用することができることを示している神経細胞の評価遺伝子発現( のNeuN)、アストロサイト(GFAP)、オリゴデンドロサイト(Oligo2)とmicrogial(IBA1)マーカーによるのNeuN陽性とのNeuN陰性選別細胞のグリア細胞型。全体的に、収集解剖複数FACSセッションの脳組織を凍結することが可能です。これは、多くの場合、長くて複雑な行動手順を受けた貴重な動物被験体から得られたデータの量を最大化します。
学習の間、動物は非常に特定の刺激の複雑なセット間の関連付けを形成します。この高解像度情報は、神経アンサンブル呼ばまばらに分布したニューロンの特定のパターン内の変化によってエンコードされると考えられています。ニューロンアンサンブルは最近強く行動やキュー露光時に活性化したようなフォス 、 アーク 、およびニューロンにおけるのZif268およびそのタンパク質産物として直ちに初期遺伝子(IEGs)の誘導により同定されています。特に、フォス発現ニューロンは、コンテキストに因果役割を果たしていることが示されており、キュー固有の行動1-4を学びました。したがって、これらの活性化フォス発現ニューロン内でユニークな分子神経適応は、エンコードは、このような中毒や心的外傷後ストレス障害(PTSD)5などの通常の学習および異常な学習障害、中に形成された関連を学んだ神経機構のトップ候補です。
Fluorescence活性化細胞選別(FACS)は、最近のFos発現ニューロン内で一意の分子神経適応の分析を可能にしました。フローサイトメトリーおよび細胞分取、その光散乱および免疫蛍光特性に応じて細胞を特徴付けるし、単離するために6,7、1960年代に開発された、と長い免疫学および癌研究に使用されています。しかし、フローサイトメトリーおよびFACSは、成人の脳組織から得ることが困難で解離した単一細胞を必要とします。 FACSは、第一の抗体標識8,9を必要としなかったトランスジェニックマウスからの線条体ニューロンを発現性緑色蛍光タンパク質(GFP)を単離し、分析しました。私たちは、薬物および/ または野生型動物における手がかり11-15によって活性化フォス発現ニューロンに分子変化を分離し、評価するために、抗体ベースのFACS法10を開発しました。強くニューロンを活性化しながら、この方法では、ニューロンは、一般的なニューロンのマーカーのNeuNに対する抗体で標識されていますFosタンパク質に対する抗体で標識されています。新鮮な組織のためのサンプルあたり最大10匹のラットの私たちの最初の方式に必要なプーリングが、プロトコルのその後の修正はフォス発現ニューロンのFACS分離し、単一のラット13-15から離散脳領域の定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)分析を可能にしました。全体的に、ユニークな分子変化は、中毒の研究12,14,15でcontext-とキュー活性化のさまざまな動作中に活性化フォス発現ニューロンで発見されました。
新鮮な組織にFACSを実行すると、主要な物流の問題は、FACSによる組織とプロセスを分離するために1丸一日かかることです。また、わずか約4つのサンプルは、日ごとに処理することができます。これは通常、唯一の脳領域は、各脳から評価することができ、残りの脳の領域が廃棄されなければならないことを意味します。これは、自己投与及び絶滅TRAIのような低スループットの行動手順のための主要な問題です手術や集中的な訓練の数週間を必要と寧。また、試験日に長く複雑な行動手順は難しい同じ日にFACSを行うことができます。直ちに行動試験後、動物から脳を凍結し、その後の研究者」が選択した異なる時点で一つ以上の脳領域からのFos発現ニューロンを単離できることが大きな利点であろう。
ここで我々はFACSプロトコルは新鮮凍結両方脳組織からのFos発現ニューロン(および他の細胞型)を単離することができることを示しています。例として、我々は急性メタンフェタミン注射後の注射なしナイーブラット(対照条件)から、ラットの線条体からのFos発現ニューロンを単離しました。しかしながら、このFACSプロトコルは任意の行動または薬理学的処置の後に使用することができます。我々のサンプルのその後のqPCR分析は、これらの細胞型からの遺伝子発現は、シミを用いて評価することができることが示され生鮮・冷凍の両方の組織からLAR効率。
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すべての実験は、実験動物16の管理および使用のための健康ガイドの国立研究所の施設内動物管理使用委員会(IACUC)に従って行われました。
注意:特に指定のない限り、氷上に保持した使用低結合遠心管以下のすべてのステップ。
組織収集の前に1.準備
2.組織収集および解剖
3.細胞解離
注:以下の手順のすべての混合端部の上に穏やかなエンドを使用します。ボルテックスミキサーを使用して、細胞の損傷を引き起こす気泡を回避しません。
4.細胞固定と透過処理
5.細胞ろ過
抗体による6.インキュベーション
注:前のメインのサンプルを実行する設定サイトメーター適切なフローを設定するための複数のコントロールサンプルを調製するために脳細胞懸濁液の小アリコートを使用してください。各抗体の標識のために、何の抗体を含まない対照試料、Seのみを準備condary抗体(または他の蛍光標識)、その後、一次および二次の両方の抗体(または他の蛍光標識)。フローサイトメーターでの非特異的標識の対特定の分離ゲートを設定するためにこれらのコントロールを使用してください。可能な場合、補償を必要としない蛍光色素を使用します。前の一次抗体を加えることにPBSを添加することにより、700μlの最終体積にゲート制御サンプルの最終容量を増やします。
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急性メタンフェタミン注射した後、単一のラットからの生鮮・冷凍背側線条体組織からのFos陽性とフォス陰性ニューロンを並べ替え。
上記のプロトコルは、メタンフェタミン(5mg / kg)の腹腔内注射後に1匹のラットの背側線条体90分からのFos陽性とフォス陰性ニューロンをソートするために使用されました。それらのホームケージにおけるナイーブラットを対照として使用しました。背側線条体組織は、直ちにそのコレクション(新鮮な組織)の後に処理または1,7または21日間凍結し、-80ºCに格納された後に処理しました。これらの凍結時点からの結果は、互いに有意差がなかったので、データをプールしました。
機器のソート条件を設定するには、いずれかのホームケージ制御またはmethamphetaから(上記の)コントロールサンプル鉱山注射群を使用しました。こ...
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FACSは、新鮮または凍結のいずれか成体脳組織からニューロンおよび他の細胞タイプを分類するために使用することができます。冒頭で述べたように、凍結組織を使用する能力は、そのような中毒研究における自己投与および再発の研究など、複雑かつ長期化行動の手順を、受けた動物からのサンプルの最適な利用を可能にします。 2時間以上、およびすべての動物が必要です-これらの行動の手順は、通常、1をとる(10から20までの合計)が同じ日13,18上でテストされます。これは、脳の解剖、細胞解離、透過性及び免疫標識を含む4新たに解剖した脳組織試料を処理するために約4時間かかります。 30分 - 処理した後、FACSにより各サンプルを分類すると、20との間をとります。溶解緩衝液中で選別された細胞を加熱する最後のステップは、別の30分を必要とします。合計では、〜7時間は、最終的なRNA含有細胞溶解液の段階に脳の解剖から必要とされています。しかし、全体braiを凍結することが可能になりましたNSまたはたてをすぐに試験後の脳領域を解剖し、後でそれらを処理します。これは、大幅にテストを簡素化し、別の日にソートする複数の脳領域を可能にします。前FACS...
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著者らは、競合する金銭的利益はないと宣言している。
この作業は、NIDA学内研究プログラム(Bruce T. Hope, Yavin Shaham)によって支援されました。F.J.R.は、国立衛生研究所が後援し、オークリッジ科学教育研究所が管理するNIDA研究参加プログラムへの任命によって支援を受け、CONICYTとロスアンデス大学が管理するBecas-Chile奨学金から追加の財政的支援を受けました。 チリ、サンティアゴ。ジョンズ・ホプキンス大学のFACSコア施設は、国立衛生研究所の国立関節炎・筋骨格・皮膚疾患研究所の賞P30AR053503の支援を受けました。
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Gfapiba-1
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 冠状脳のスライスを得るための | 脳マトリックス | CellPoint科学 | 69-2160-1 |
| 冬眠A低蛍光 | 脳ビット | HA-lf | プロトコルの緩衝液Aは、解離から固定ステップまでの組織および細胞を処理するために使用されます |
| Accutase | Millipore | SCR005 | プロトコルの酵素溶液は、トリチュレーション |
| 前の組織の酵素消化に使用されますProtein LoBind Tube 1.5 ml、PCR clean | Eppendorf | 22431081 | prevent cell lost during the protocol |
| Cell Strainer, 40 & micro;m | BD Falcon | 352340 | セル懸濁液をろ過する |
| セルストレーナー、100 & マイクロ;m | BD Falcon | 352360 | 細胞懸濁液をろ過する |
| Falcon 5 ml 丸底ポリスチレン試験管 細胞ストレーナー スナップキャップ付き | BD Bioscience | 352235 | フローサイトメーターを通過する前に細胞懸濁液をろ過する |
| パスツールピペット、ガラス | NIH 供給 | 6640-00-782-6008 | 組織トリチュレーションを行う |
| Milli-Mark Anti-NeuN-PE, Clone A60 (マウスモノクローナル) 抗体 | EMDミリポア | FCMAB317PE | ニューロン検出抗体 |
| Phospho-c-Fos (Ser32) (D82C12) XP Rabbit (Alexa Fluor 647 Conjugate) | 細胞シグナル伝達技術 | Fos発現細胞を検出するための | 8677 |
| DAPI | Sigma | D8417 | 核を標識するための |
| PicoPure RNA単離キット | Applied Biosystems. | KIT0204 | このキットには、ステップ6.14のRNA抽出バッファーが含まれています。選別された細胞を収集するために使用されます |
| Superscript III ファースト ストランド cDNA 合成システム | Invitrogen | 18080-051 | |
| TaqMan PreAmp Master Mix | Applied Biosystems | からのターゲット前増幅を行う | |
| 応用バイオシステム。 | TaqManプローブを使用してPCRを行う | 4444963 | |
| Fos TaqManプローブ | Applied Biosystems。 | Rn00487426_g1 | TaqMan プローブ/プライマー |
| NeuN TaqMan プローブ | Applied Biosystems. | CACTCCAACAGCGTGAC | ニューロン遺伝子マーカー |
| NeuNフォワードプライマーApplied | Biosystemsの | GGCCCCTGGCAGAAAGTAG | ニューロン遺伝子マーカー |
| NeuNリバースプライマー | アプライマーアプライドバイオシステムズの | TTCCCCCTGGTCCTTCTGA | ヌクレオチド配列 |
| 。 | Rn00566603_m1 | 用の TaqMan プローブ/プライマー | |
| 。 | Rn00574125_g1 | microglya 遺伝子マーカー | |
| Gapdh TaqMan プローブ | Applied Biosystems. | CTCATGACCACAGTCCA | 参照/ハウスキーピング遺伝子 |
| Gapdhフォワードプライマー | 応用バイオシステムズのための | GACAACTTTGGCATCGTGGAA | 参照/ハウスキーピング遺伝子 |
| Gapdhリバースプライマー | 応用バイオシステムズのための | CACAGTCTTCTGAGTGGCAGTGA | 参照/ハウスキーピング遺伝子 |
| Oligo2 TaqManプローブ | Applied Biosystems. | Rn01767116_m1 | TaqMan プローブ/プライマーによるオリゴデンドロサイト遺伝子マーカー |
| P1000ピペッター | レイニン17014382 | ステップ3.1と3.3では軽度の組織トリチュレーション、ステップ6.7では細胞を再懸濁するための大きな先端径を持つピペット | |
| 7500 高速リアルタイムPCRシステム | Applied Biosystems。 | 定量PCR用 | 446985 |
| FACSAria I Cell Sorter | BD Biosciences | FACS |
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