この原稿では、石灰化組織の凍結切片に対する数回の蛍光イメージングから、複数の応答測定値の整列した合成画像を生成するためのハイスループットの半自動凍結組織学プラットフォームを紹介します。
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この原稿では、石灰化組織の凍結切片に対する数回の蛍光イメージングから、複数の応答測定値の整列した合成画像を生成するためのハイスループットの半自動凍結組織学プラットフォームを紹介します。
さまざまな組織の効率的な表現型と組織病理学に対するニーズが高まっています。この表現型のニーズは、マウスゲノムのすべての遺伝子を破壊するという野心的なプロジェクトで明らかです。研究コミュニティは、組織学を通じて組織を表現型決定するための迅速で安価な手段を必要としています。骨格組織の組織学的解析は、多くの場合、時間がかかり、せいぜい半定量的であり、訓練を受けた個人のスライドの主観的な解釈が定期的に必要になります。ここでは、石灰化組織の効率的かつ安価な表現型のための凍結組織学的パラダイムを提示します。まず、石灰化組織の形態を維持するテープ安定化凍結切片の新しい方法を紹介します。次に、これらの切片をスライドガラスに固く接着し、数回の染色で繰り返し画像化します。得られた画像は、手動またはコンピューターソフトウェアを介して位置合わせされ、複数のレイヤー化された画像の合成スタックが生成されます。このプロトコルにより、特定のセクション内の特定の細胞に対する多数の分子シグナルの共局在化が可能になります。さらに、これらの蛍光シグナルは、コンピュータソフトウェアを介して客観的に定量することができます。このプロトコルは、石灰化組織の組織学に関連する多くの欠点を克服し、筋骨格組織のハイスループット、ハイコンテントな表現型を前進させるためのプラットフォームとして機能します。
生物学的研究は、多くの場合、頻繁に組織学的分析1-3のいくつかの並べ替えに関連付けられている効率的な表現型を、必要とします。この必要性は、マウスゲノム4における各遺伝子を破壊し、さらに明らかに野心的なプロジェクトです。これらの組織学的分析は、個々の細胞に特異的な遺伝子またはタンパク質のマッピング式に細胞形態および/または解剖学的特徴を評価するの範囲であり得ます。実際には、ゲノミクスのフィールドに組織学の基本的な貢献の一つは、特定の領域または細胞型に特異的な分子シグナルを関連付ける機能です。
特に筋骨格組織のための組織学の伝統的な方法、脱灰、修正するために数週間、時には必要、多くの場合、時間がかかり、面倒であり、セクション、汚れ、および画像標本は、その後、人間の解釈を経由して画像を解析。 その場 hybridizat に 、かどうかを免疫組織化学を介して、複数の分子シグナルの分析イオン、または特別な汚れは、適切に実行するために複数のセクション、さらには、複数の検体を必要とします。また、これらの複数の応答は、同じ細胞に同時局在することはできません、時には与えられた試料内の特定の領域に同時局在することはできません。ゲノミクス及びエピゲノミクス分野はデジタル時代に移動すると、組織学的フィールドはまた、効率的、高スループット、および単一の組織切片内の分子の各種信号の自動分析を提供するために、スーツに従わなければなりません。
確かに、与えられた試料内の特定のセルに複数の分子シグナルを関連付けることができる改良組織学的技術が求められています。最近、我々は鉱化組織5-14から与えられたセクション内のいくつかの対応策を評価するための新しい高スループットcryohistological方法を公開しています。プロセスは、顕微鏡スライドに固定的にテープで留め部分を接着し、冷凍cryotapeとの凍結切片を安定化させることを含む、および各セクションの染色およびイメージングのいくつかのラウンドを行います。画像のこのラウンドは、手動または画像解析の前に、コンピュータの自動化( 図1)を介して位置合わせされます。ここでは、このプロセスの詳細なプロトコルを提示し、これらの技術は、異なる生物学的プロセスの理解を改善している例を提供します。
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コネチカット大学医学センターの制度的動物のケアと使用委員会は、すべての動物の手順を承認しました。
1.固定と埋め込み
2.テープ安定化組織セクショニング
顕微鏡スライドへのセクションの3接着
スライドへの参照マーカーの4応用
染色の5.複数のラウンド
注記:画像化、染色、および再イメージングステップの互換性のある配列を選択することにより、同一の組織切片上で多くの生体信号を検出し、共局在することが可能です。イメージング/染色/イメージ再作成の各ラウンドは、特定の組織学的質問のために開発されなければなりません。イメージング/染色/再イメージシーケンスは、典型的には、蛍光多重免疫染色および酵素活性の汚れの複数のラウンドに続いてイメージングの最初のラウンドでの内因性の蛍光シグナル( 例えば 、携帯GFP、鉱化染料、in vivoイメージングプローブ)を取得することを含みます。最後に、セクションは、組織構造を強調するために発色色素(Oサフラニン例えば 、H&E、トルイジンブルー、 等)を用いて染色することができます。このセクションで提示から適応したカスタムメソッドです市販されているプロトコル。
イメージングの6.複数回
7.イメージアセンブリ
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高スループット、マルチイメージCryohistologyのための一般的なワークフロー
図1は、この技術に使用される一般的なワークフローを示します。これは、イメージング、最終的には画像の位置合わせ/分析のいくつかのラウンドを経て固定からいくつかのステップを含みます。プロセスは、サンプルのこれらのタイプを脱灰するのにかかるよりも短い時間であるイメージングの4ラウンドを通る試料固定から行くために一週間ほど少しを取ることができます。イメージングの順序は、典型的には、( 例えば 。 など 、TRAP、AP、)蛍光酵素活性アッセイに続いて多重蛍光免疫染色その後、試料( 例えば 、GFPを、鉱化のラベルなど )に既に存在する内因性のシグナルで始まりますおよび細胞周期分析アッセイ( 例えば 、EDU)、最後に...
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ここでは、共局在し、単一のセクションに染色/イメージングの複数回の画像を位置合わせすることによっていくつかの生物学的措置を定量化するための詳細なcryohistologyプロトコルを提示しています。それはセクションの組織( 例えば 、石灰化した骨および軟骨)に難しいの形態を維持するようcryotapeを使用して概説した方法は、特に便利です。また、切片組織は、同じセクションの染色/イメージングの複数のラウンドを可能にする、スライドガラスにしっかりと接着されています。シリアルセクションでは、各異なるプロトコルを用いて染色されている伝統的な方法とは異なり。セクション間の共局在信号しようとしたときに、連続切片を使用すると、複数のラウンドで染色し、画像化された単一のセクションの問題ではありません何かを問題を提起することができます。
市場に最初のテープで安定化した組織切片の製品は、テープ搬送システム16、17であった。それは、コーティングされたプラスチックテープを使用しています組織cryoblockの表面上に配置された低温接着剤です。テープの下クライオス...
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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。
著者は、NIH R01-AR063702、R21-AR064941、K99-AR067283、T90-DE021989の資金源に感謝したいと思います。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 10%中性緩衝ホルマリン | シグマアルドリッチ | HT501128-4L | 複数のサプライヤーが利用可能です。毒性。4%パラホルムアルデヒドで置換できます。 |
| スクロース | 、シグマ、アルドリッチ | 、S9378 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| PBS | シグマアルドリッチ | P5368 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| クライオモールド | フィッシャーサイエンティフィ | フィッシャーブランド #22-363-554 | 組織によって異なるサイズを使用可能 |
| クライオマトリックス | サーモサイエンティフィック | 6769006 | 他のクライオマトリックスと交換することができます。しかし、PVA/PEGベースの樹脂は、私たちの手の中で最も効果的でした。 |
| 2-メチルブタン | シグマアルドリッチ | M32631 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| クライオスタット | ライカバイオシステムズ | 3050s | 他のブランド/モデルと交換できます。 |
| 試料ディスク | ライカバイオシステムズ | 14037008587 | 他のブランド/モデルと交換できます。 |
| クライオスタットブレード | Thermo Scientific | 3051835 | 他のブランド/モデルと交換できます。 |
| クライオテープ | セクションラボ | クライオフィルム 2C | |
| ローラー | 電子顕微鏡科学 | 62800-46 | 他のブランド/モデルで代用できます。 |
| プラスチック顕微鏡スライド | Electron Microscopy Sciences | 71890-01 | 他のブランド/モデルと交換できます。 |
| ガラス顕微鏡スライド | Thermo Scientific | 3051 | 他のブランド/モデルと交換できます。 |
| Norland Optical Adhesive, 61 | Norland Optical | Norland Optical Adhesive, 61 | |
| UV Black Light | General Electric | F15T8-BLB | |
| Glacial acetic acid | Sigma Aldrich | ARK2183 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| Chitosan | Sigma Aldrich | C3646 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| InSpeck red microscopheres | ThermoFisher Scientific | I-14787 | |
| InSpeck green microspheres | ThermoFisher Scientific | I-14785 | |
| Calcein Blue | Sigma Aldrich | M1255 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| カルセイン | シグマアルドリッチ | C0875 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| アリザリンコンプレックス | シグマ アルドリッチ | A3882 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| デメクロサイクリン | Sigma Aldrich | D6140 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| NaHCO3 | Sigma Aldrich | S5761 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| グリセロール | Sigma Aldrich | G5516 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| ELF 97 黄色蛍光酸ホスファターゼ基質 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | E-6588 | |
| DAPI | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 62247 | 複数のサプライヤーが利用可能です。Hoechst 33342または他の核染料で代用できます。 |
| TO-PRO-3 (Cy5核対比染色) | サーモフィッシャーサイエンティフィック | T3605 | |
| ヨウ化プロピジウム | サーモフィッシャーサイエンティフィック | R37108 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| 無水酢酸ナトリウム | Sigma Aldrich | S2889 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| 酒石酸ナトリウム二塩基性二水和物 | シグマアルドリッチ | T6521 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| 亜硝酸ナトリウム | Sigma Aldrich | S2252 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| トリス | シグマアルドリッチ | 15504 | サプライヤーが利用可能です。 |
| MgCl2六水和物 | シグマアルドリッチ | M9272 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| NaCl | Sigma Aldrich | S7653 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| ファストレッド TR ソルト | シグマ アルドリッチ | F8764 | 複数のサプライヤーが利用可能です。また、Vector Blue(Vector Laboratories, Cat# SK-5300) |
| Naphthol AS-MX | シグマアルドリッチ | N4875 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| N、Nジメチルホルムアミド | シグマアルドリッチ | D158550 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| トルイジンブルー O | シグマ アルドリッチ | T3260 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| Axio Scan.Z1 | Carl Zeiss AG | Axio Scan.Z1 | 他のリニアスキャナーやタイルスキャナーも使用できます。 |
| DAPIフィルターセット | クロマテクノロジー株式会社 | 49000 | |
| CFPフィルターセット | クロマテクノロジー株式会社 | 49001 | |
| GFPフィルターセット | クロマテクノロジー株式会社 | 49020 | |
| YFPフィルターセット | クロマテクノロジー株式会社 | 49003 | |
| カスタムイエロー(ELF97)フィルターセット | クロマテクノロジー株式会社 | 習慣;HQ409sp、HQ555/30m、425dxcr | |
| TRITCフィルターセット | クロマテクノロジー(株) | 49004 | |
| Cy5フィルターセット | クロマテクノロジー株式会社 | 49009 | |
| CryoJaneテープ転送システム | 電子顕微鏡科学 | 62800-10 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| CryoJaneテープWindows | 電子顕微鏡科学 | 62800-72 | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
| CryoJane接着剤スライド | 電子顕微鏡科学 | 62800-4X | 複数のサプライヤーが利用可能です。 |
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