このプロトコルでは、重要なステップとパッチ ・ クランプ後単一のセル多重逆転写ポリメラーゼ連鎖反応を実行に必要な注意事項をについて説明します。この手法は、あらかじめ決められた一連のホールセルパッチク ランプ記録によって特徴付けられる単一細胞からの遺伝子発現プロファイルを解析するシンプルで効果的な方法です。
方法論記事
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このプロトコルでは、重要なステップとパッチ ・ クランプ後単一のセル多重逆転写ポリメラーゼ連鎖反応を実行に必要な注意事項をについて説明します。この手法は、あらかじめ決められた一連のホールセルパッチク ランプ記録によって特徴付けられる単一細胞からの遺伝子発現プロファイルを解析するシンプルで効果的な方法です。
大脳皮質は多数の細胞の種類様々 な形態学的、生理学、分子機能を展示で構成されます。この多様性は、これらの細胞の種類、固有の機能を研究するための前提条件の簡単な同定と解析を妨げます。この記事では、パッチ ・ クランプのスライスに記録後、単一のセルに同時に遺伝子の発現を検出するにより多重単一セル逆転写ポリメラーゼ連鎖反応 (RT-PCR) プロトコルについて説明します。この単純な方法は形態的特性と実装でき、血管近傍などさまざまなセルタイプおよび彼らの特定の細胞の環境の形質を決定することも多い。この議定書の原則は記録するセルを収穫し、逆に、パッチ ・ クランプの技術ではその細胞質の内容を書き写す、マルチプレックス pcr 法の定性的検出する遺伝子の定義済みセットの式。PCR のプライマーおよび RT-PCR 法と互換性がある細胞内のパッチ ・ クランプ ソリューションの注意深いデザインを必要があります。選択的かつ信頼性の高い成績を確保するため検出、この手法には細胞質が増幅ステップに収穫から適切なコントロールも必要です。注意ここで説明は厳密に従う必要があります、実質的に任意の電気生理学的検査は、RT - pcr マルチプレックスの単一のセルを使用できます。
大脳皮質には、様々 な生理学的なプロセスに関与する様々 な細胞タイプが装備されています。同定と解析、固有の機能を理解する前提条件することができます非常に挑戦的な大脳皮質細胞の種類1 を特徴付ける大きな形態学的、生理学、分子多様を与え、2,3,4。
単一セル多重 RT-PCR は、パッチ ・ クランプと RT-PCR 技術の組み合わせに基づいています。それは同時に生理識別されたセル5以上 30 事前定義された遺伝子の発現を調べることができます。さらに録音ピペットで神経トレーサーのインクルー ジョンにより、組織化学的啓示6,7,8,9,後記録された細胞の形態的特性10ですその形質5,9,10、11,12 の多変量解析に基づく神経型の分類に非常に便利な技だ。 ,,1314。単一のセル マルチプレックス RT-PCR によるアストロ サイト15,16,17など非神経細胞の特性に適しています、すべての脳構造18、事実上適用ことができます。 19,20,21,22,23とセル型、全細胞構成で記録できると仮定すると。
この手法は、非常に便利な細胞源の同定や伝送システム7,8,15,16,20,21、ターゲット 24,25,26,27,28, 特定の抗体が不足している場合は特に。それは視覚的に識別されたセルの29日からのホールセルパッチク ランプ記録に依存し、したがって特定の細胞環境8,15,16セルのターゲットができます。さらに脳スライスにおける脳組織の細胞構築が保持されるのでこの方法もできます神経および非神経要素7,8の特徴の細胞の解剖学的関係の検討,18。
この手法は、細胞質の収穫の量によって、RT の効率によって限られているので、低コピー数で表される mRNA の検出は難しくなります。高-高価なシーケンサーが必ずしも必要があります彼ら30,31,,単一のセル3,4の全トランスクリプトームを解析する RNaseq 技術に基づいて他のアプローチを可能にしますすべての研究室が使用できます。単一セル多重 RT-PCR 法は、エンドポイント PCR を使用しているためにだけ広く利用可能な thermocyclers が必要です。電気生理学的セットアップ装備研究所で簡単に開発することができ、高価な機器を必要としません。1 日の内で、定義済みの一連の遺伝子の表現の質的分析を提供できます。したがって、このアプローチは、迅速な方法で単一細胞の分子特性解析へ簡単にアクセスを提供します。
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動物を用いる実験のすべての手順をフランスの規制 (コード農村 R214/87 R214/130) に従い、行ったし、欧州経済共同体 (86/609/EEC) およびフランス語の国民チャーターの倫理的なガイドラインに準拠して動物実験の倫理。すべてのプロトコルは、チャールズ ・ ダーウィン倫理委員会で承認され、フランス教育・研究 (承認 2015年 061011367540) 省に提出します。IBPS 動物施設は (A75-05-24) のフランスの当局によって認定されています。
1. 予備的考察
メモ: 汚染を避けるためには、パッチ ・ クランプ後事業単一セル RT-PCR 前に次の推奨事項に従います。
2. プライマー デザイン
注: マルチプレックス RT-PCR による増幅二段に依存します。最初の PCR の間に興味のあるすべての遺伝子はすべての PCR プライマーを一緒に混合することによって共増幅しました。単一セルからの成績証明書を確実に検出するため、効率的かつ選択的な PCR プライマーを設計に不可欠です。入れ子になった (内部) プライマーの PCR の第 2 円形のための使用は、特異性と増幅の効率の両方を向上させます。
3. RT 試薬の調製
4 PCR 検証
5. 調製と細胞内のパッチ ・ クランプのソリューションの検証
注: 次のプロトコルは準備を記述する、K+/gluconate の検証ベースの内部ソリューションは、RT-PCR の効率性を阻害しない限り、事実上あらゆるタイプのパッチ ・ クランプのソリューションを使用できます。手袋は、RNase フリーの内部ソリューションを取得する必須です。
6. 急性スライス標本
注: このプロトコルについて説明しますスライス少年 (すなわちより小さい 28 生後日) 雌雄マウス。(アプライド) 人工髄液のショ糖ベースなど、他の切削ソリューション使用可能な40があります。
7 パッチ ・ クランプ記録後単一細胞 RT-PCR
8. 染色記録セルの (省略可能)
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マルチプレックス RT-PCR 法の代表的な検証を図 3に示します。プロトコルは、同時に 12 の異なる遺伝子の発現を調べるために設計されました。小胞グルタミン酸トランスポーター vGluT1 は、グルタミン酸作動性ニューロン42の肯定的な制御として取られました。GABA 合成酵素 (GAD65 と歩き 67)、ニューロペプチド Y(NPY)、およびソマトスタチン (SOM) は、gaba 作動性介在ニューロンの3、5,11のマーカーとして使用されました。シクロオキシゲナーゼ 2 酵素 (COX-2) は、錐体細胞のサブ人口3,16のマーカーとして使用されました。<...
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単一セルのマルチプレックス RT-PCR によるパッチ ・ クランプすることができます同時にかつ確実にプローブ的識別されたセル5以上 30 遺伝子の発現後。単一細胞レベルの遺伝子発現解析と、非常に効率的な PCR のプライマーが必要です。最も制限の手順の 1 つは、セルの内容のコレクションです。その効率は、セル サイズをマッチングしながら可能な限り大きくする必要がありますパッチ ピペットの先端の径に依存します。1-2 μ m オープン先端径のピペットは、最も神経のタイプに適してする証明されました。携帯電話コンテンツのみを収集するかどうかを確認する重要ですと周囲の組織ではないです。これは生理の収穫の際にタイトなシールの保存を制御することによって実現されます。さらにピペットの離脱時に外をパッチの構成の形成は、細胞の残骸から収穫された細胞質を保護します。調査セルの種類の Mrna の豊かさによって異なりますまたマルチプレックス RT-PCR による単一細胞の成功率。例えば、アストロ サイトは、比較的低い線量3における Mrna を表現で得られる利回...
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著者が明らかに何もありません。
博士アレクサンドル ・ Mourot は、原稿の彼のコメントを感謝いたします。この作品は、アジャンス ナシオナル デ ラ抜き (ANR 2011 MALZ 003 01; からの補助金によって支えられました。ANR-15-CE16-0010 と ANR-17-CE37-0010-03)、BLG 財団注ぐラ凝ったシュル アルツハイマーから交わりに支えられて。IBPS (フランス ・ パリ) の動物施設に感謝いたします。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| MACAW v.2.0.5 | NCBI | プライマー設計のためのマルチプルアラインメント | |
| ジチオスレイトール | VWR | 443852A | RT |
| ランダムプライマー | Sigma-Aldrich (Merck) | 11034731001 | RT |
| dNTPs | GE Healthcare Life Sciences | 28-4065-52 | RTおよびPCR |
| RNasin リボヌクレアーゼ阻害剤 | Promega | N2511 | RT |
| SuperScript II 逆転写酵素 | Invitrogen | 18064014 | RT |
| Taq DNA ポリメラーゼ | Qiagen | 201205 | PCR |
| 鉱物油 | Sigma-Aldrich (Merck) | M5904-5ML | PCR |
| PCR プライマー | Sigma-Aldrich (Merck) | PCR / 脱塩および200 µで希釈;M | |
| チューブ、0.5 mL、フラットキャップ | ThermoFisher Scientific | AB0350 | RT および PCR |
| BT10 シリーズ - 10 µL フィルターチップ | Neptune Scientific | BT10 | RT and PCR |
| BT20 Series - 20 µL フィルターチップ | Neptune Scientific | BT20 | RT and PCR |
| BT200 Series - 200 µL フィルターチップ | Neptune Scientific | BT200 | RT and PCR |
| BT1000 Series - 1000 µL フィルターチップ | Neptune Scientific | BT1000.96 | RT and PCR |
| DNA Thermal Cylcer | Perkin Elmer Cetus | PCR | |
| Ethidium Bromide | Sigma-Aldrich (Merck) | E1510-10ML | アガロースゲル電気泳動 |
| Tris-Borate-EDTAバッファー | Sigma-Aldrich(メルク) | T4415-1L | アガロースゲル電気泳動 |
| UltraPure Agarose | Life Technologies | 16500-500 | ガロースゲル電気泳動 |
| ΦX174 DNA-Hae III Digest | NEB (New England BioLabs) | N3026S | アガロースゲル電気泳動 |
| EDA 290 | コダック | アガロースゲル電気泳動 | |
| 電源 EPS 3500 | Pharmacia Biotech | アガロースゲル電気泳動 | |
| Midi 水平電磁気球 ユニットモデル SHU13 | Sigma-Aldrich (Merck) | アガロースゲル電気泳動 | |
| サテンの外観の滑らかな紙 | フィッシャーブランド | 1748B | パッチ クランプ内部溶液 |
| カリウム ヒドロキシド | Sigma-Aldrich (メルク) | 60377 | パッチ クランプ内部溶液 |
| エチレングリコール-ビス (2-アミノエチルエーテル)-N,N,N′,N′-四酢酸 | Sigma-Aldrich (Merck) | E3889 | パッチ クランプ内部溶液 |
| HEPES | Sigma-Aldrich (Merck) | H4034 | パッチ クランプ内部溶液 |
| D-グルコン酸カリウム | Sigma-Aldrich (メルク) | G4500 | パッチ クランプ内部溶液 |
| 塩化マグネシウム溶液 | Sigma-Aldrich (メルク) | M1028 | パッチ クランプ内部溶液 |
| 5500 蒸気圧浸透圧計 | Wescor | パッチ クランプ内部溶液 | |
| Biocytin | Sigma-Aldrich (メルク) | B4261 | パッチクランプ内部溶液 |
| ショ糖 | Sigma-Aldrich(メルク) | S5016 | スライス調製 |
| D-(+)-グルコース一水和物 | Sigma-Aldrich(メルク) | 49159 | スライス調製 |
| 塩化ナトリウム | Sigma-Aldrich(メルク) | S6191 | 調製 |
| 塩化カリウム | Sigma-Aldrich(メルク) | 60128 | スライス調製 |
| 重炭酸ナトリウム | Sigma-Aldrich(Merck) | 31437-M | スライス調製 |
| リン酸ナトリウム一塩基性 | Sigma-Aldrich(メルク) | S5011 | スライス調製 |
| 塩化マグネシウム溶液 | Sigma-Aldrich(メルク) | 63069 | スライス調製 |
| 塩化カルシウム溶液 | Sigma-Aldrich(メルク) | 21115 | スライス調製 |
| キヌレン酸 | Sigma-Aldrich (Merck) | K3375 | スライス調製 |
| イソフルラン | Piramal Healthcare UK | スライス調製 | |
| VT 1000S | ライカバイオシステムズ | 14047235613 | スライス調製 |
| 過酸化水素溶液 | Sigma-Aldrich (Merck) | H1009 | パッチクランプセットアップ洗浄 |
| フィラメント | 付き薄肉ガラスキャピラリーワールド精密機器 | TW150F-4 | パッチクランプ |
| PP-83 | ナリシゲ | パッチクランプ | |
| エッペンドルフ マイクロローダー | エッペンドルフ | 5242956003 | パッチクランプ |
| BX51WI 正立顕微鏡 | オリンパス | パッチクランプ | |
| XC-ST70/CE CCD B/W ビデオカメラ | ソニー | パッチクランプ | |
| Axopatch 200B アンプ | モレキュラーデバイス | パッチクランプ | |
| Digidata 1440 | モレキュラーデバイス | パッチクランプ | |
| pCLAMP 10 ソフトウェアスイート | モレキュラーデバイス | パッチクランプ | |
| 10mLシリンジ | テルモ | SS-10ES | |
| ストレートボディ Eシリーズ (ホルダー) | Phymep | 64-0997 | Expelling |
| Na phosphate dibasic | Sigma-Aldrich (Merck) | S7907 | Histochemical revelation |
| リン酸ナトリウム一塩基性 | Sigma-Aldrich (Merck) | S8282 | Histochemical revelation |
| パラホルムアルデヒド | Sigma-Aldrich (Merck) | P6148 | Histochemical revelation |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich (Merck) | X100 | Histochemical revelation |
| 冷水魚の皮 | からのゼラチンSigma-Aldrich (Merck) | G7041 | Histochemical revelation |
| Streptavidin, Alexa Fluor 488 conjugate | ThermoFisher Scientific | S11223 | Histochemical revelation |
| 24-well plate | Greiner Bio-One | 662160 | Histochemical revelation |
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