再現性をもって RNA の単一分子蛍光 in-situ 個々 卵母細胞における Mrna の数字をカウントするには、交配 (RNA 魚) 非付着性のセルの最適化を行った。卵子採取、トラン スクリプトの特定プローブとハイブリダイズし、画像定量化ソフトウェアを用いて定量化します。
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方法論記事
再現性をもって RNA の単一分子蛍光 in-situ 個々 卵母細胞における Mrna の数字をカウントするには、交配 (RNA 魚) 非付着性のセルの最適化を行った。卵子採取、トラン スクリプトの特定プローブとハイブリダイズし、画像定量化ソフトウェアを用いて定量化します。
デジタルの逆転写ポリメラーゼ連鎖反応 (dPCR)、量的、リアルタイム RT-PCR (RT qPCR) RNA シーケンスなど日常的に卵子および胚の mRNA を定量化するために使用する現在の方法。これらの技術を実行するには、単一の卵や胚を使用して、低コピー Mrna は確実に検出されません。この問題を克服するために卵子や胚をプールできる一緒に分析。しかし、これは多くの場合サンプルの中で高い可変性に します。このプロトコルでは、蛍光 in situ ハイブリダイゼーション (魚) 分岐 DNA 化学を使用しての使用を記述します。この手法は、個々 の細胞における Mrna の空間パターンを識別します。スポットを見つけると追跡コンピューター ソフトウェア技術を結合すると、細胞における Mrna の豊かさも定量化することができます。実験グループ内で減少の変動は, この手法を使用して、および少数の卵子および胚は実験群間に有意差を検出するために必要な。市販の分岐 DNA SM-魚キットは、断面化された組織またはスライド上の付着性のセルの Mrna を検出する最適化されています。しかし、卵子がスライドに効果的に準拠していない、いくつかの試薬キットであった卵母細胞の換散の結果があまりにも厳しかった。この溶解を防ぐためには、魚のキットにいくつかの変更が行われました。具体的には、卵子および胚の蛍光用に設計された卵母細胞透過および洗浄バッファーでは、独自のバッファーが置き換えられます。6 ウェル プレートで透過、洗浄、およびプローブ増幅器と孵化を行ったし、メディアをマウントを使用するプロトコルの最後にスライドに卵が置かれました。卵母細胞の換散特に、市販キットの限界を克服するためには、これらの変更ができた。正確かつ再現性をもって個々 の卵母細胞における Mrna の数をカウントする、コンピューターのソフトウェアを使用しました。一緒に、このプロトコルは PCR とシーケンスは、単一セルの特定のコピーの式を比較する方法を表します。
逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) mRNA 定量の金の標準となっています。2 つの試金、デジタル PCR (dPCR)1および定量的なリアル タイム PCR (qPCR)2現在使用されます。2 つの PCR 技術の dPCR は qPCR 示唆それは単一細胞における mRNA 量測定に使用することができるよりも高い感度です。しかし、私たちの手で各実験サンプルあたり 5 に 10 卵母細胞のプールで低豊富 dPCR 解析は低再現性と高いバリエーション3データを生産しています。これは RNA の抽出および逆のトランスクリプションの効率性に関連する実験的なエラー可能性があります。RNA シーケンスも単一のマウスと人間の卵子4,5を使用して行われています。この手法には、ライブラリを生成可能性が実験群内変動を増加させるために必要な cDNA 増幅手順が必要です。さらに、低豊富な成績証明書を検出できない場合があります。シーケンスの価格は、ここ数年ダウンしている、バイオインフォマティクス解析のコストが高いため法外なコストすることができます。最後に、mRNA の局在は、タンパク質機能6に貢献して空間的変化とダイナミックなプロセスです。そのため、正確かつ再現可能な量的および単一卵母細胞個々 の mRNAs のローカリゼーションを生成する手法を採用に着手しました。
蛍光 in situ ハイブリダイゼーションと結合した分岐 DNA 増幅蛍光信号ではなく、個々 のセル7,8,9の単一の Mrna の増幅の RNA/cDNA 有効に検出します。アッセイは、一連のハイブリダイゼーション、増幅 (分岐 DNA を使用)、および蛍光蛍光信号7を増幅するための手順によって行われます。技術は、特定の mRNA3,8,10を補足 18-25 ベース オリゴヌクレオチド プローブ ペアの結合に始まります。15 ~ 20 プローブ ペアはターゲット トラン スクリプトの各トラン スクリプトの特異性確保のために設計されています。MRNA 固有の交配には分岐の構成を形成する前置増幅器と増幅器のプローブが続きます。約、400 ラベル fluorophores が付いては、各増幅器、蛍光は、個々 の mRNAs (図 1)11の検出の 8000-fold 増加の結果にバインドします。

図 1: SM 魚のプロトコルの概略図。トラン スクリプト特定のプローブの連続交配が枝分かれしたは、DNA 増幅器、蛍光 mRNA を示すターゲットに。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
個々 のニューロン12及び子宮頚癌におけるひと乳頭腫ウイルス DNA にその場交配 (SM 魚) ローカライズされた β-アクチン Mrna の 1 分子蛍光を使った過去の研究は、ライン7 をセルします。ソフト スポットを見つけると追跡プログラム個々 の点状蛍光信号を識別し、正常に各セル3,13における Mrna の数を定量化するために使用されています。
ニューロン12の mRNA の検出の結果に基づき、我々 は SM 魚、マウス卵子および胚など低豊富な Mrna の転写レベルを量的に便利なツールを証明することを仮定しました。しかし、付着固定細胞用技術に最適化されて、ホルムアルデヒド固定パラフィン包が (FFPE) ティッシュ セクションを埋め込んだ。卵母細胞は、ポリ L リジン コーティングしている場合でも、スライドに従うことはできません。さらに、彼らは体細胞およびティッシュ セクションのセル換散市販キット3で独自のバッファーの一部を受けたときの結果より壊れやすい。これらの課題を克服するために卵母細胞は固定され手動でバッファーの滴間で転送されます。さらに、キットに透過し、洗浄バッファーは、セル換散を減らすために取り替えられました。あらかじめデザインされたプローブは魚キットと一緒にご購入または特定のコピーを要求することができます。独自のプローブ セットは、3 つの蛍光チャンネル (C1、C2、および C3) を可能にする多重化の一つで利用可能です。現在の実験では、マウス卵母細胞がデュアル染色と定量化された C2 Nanogプローブと C3 Pou5f1プローブを使います。これらのプローブは、卵子および胚のNanogおよびPou5f1の報告された式に基づいて選ばれました。交配の手順の最後に、卵母細胞は組織学的のスライド用耐フェード マウント メディアの滴に置かれました。共焦点画像は、個々 の mRNAs を表す点状蛍光信号の数を定量化するために使用されました。定量化、Mrna イメージングも、セルの特定の mRNA の分布を示した他の RNA 定量メソッドもない達成することができます。この手法は、実験群3の重要な違いを識別するために各実験群の卵母細胞の小さい数字の使用を許可する実験群内変動の少ないを持っている証明しました。
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動物の手続き、審査し、承認機関動物ケアおよび使用委員会ネブラスカ大学リンカーン校と関連するガイドラインと規制に従ってすべての方法を行った。この研究のため CD 1 ザイモグラム マウス通常齧歯動物の食事、水にアドリブのアクセスしていた彼らは暗い、12:12 で維持された: 光のサイクル。
1. 必要なメディアの準備
2. 雌マウス排卵卵子の収集

図 2: 卵の転送に使用口 pipettor の部分。(A)口ピース(B) 0.22 um、4 ミリメートル フィルター (C)吸引チューブ(D) 1000 μ L ピペット チップ(E) 9"パスツール ピペットで移しなさい。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
3. SM 魚が卵母細胞の染色
4. 画像処理

図 3: 卵母細胞の共焦点 z シリーズ画像のつなぎ合わせ。(A)卵母細胞の合成画像を生成する使用されたフィジーでプラグイン グリッド/コレクション ツールを示すスクリーン ショット。(B)連続画像蛍光重なり順序を使用します。TIFF ファイル合成画像を生成します。(C)合成画像は、32 ビットとして保存されました。TIFF ファイルです。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 4: スポット ・ ファインダーを用いた Mrna の定量化と追跡。(A)個々 の z シリーズ画像が図 3で説明したように一緒にステッチし、投影される 32 ビットの最大値として保存します。TIFF ファイルです。(B)合成画像をスポット検索と追跡に開設ローカライズする輝点 (赤い箱) をカウントする使用されました。バンドのパスと光子のしきい値は、青色のボックスで示されます。(C)青の矢印が指す (しきい値) 肯定的な信号。白い矢印は、しきい値を下回るスポット蛍光を示しています、したがって、カウントされません。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
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プロトコルの完了時に結果になります(図 4 aおよび図 5)、ステッチの画像(図 4)、共焦点の z シリーズから個々 の画像と mRNA カウント(図 4 b).多重化が実行されると、2 つの異なる Mrna (図 5)のラベルを示すイメージをマージがまたあるありますが。MRNA のカウントがフィジー (図 3)によって生成されたステッチの画像と点状蛍光スポット スポットを見つけると追跡プログラム(
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一連のプロトコル間のマイナーなステップは、成功した蛍光・ Mrna の正確な数を確保します。まず、プロトコルはコレクションおよび卵子の固定後すぐに行う必要があります。PVP が卵母細胞が互いに付着するを防ぐために 4% パラホルムアルデヒド固定バッファーに追加されることに注意してください。コレクションおよび卵子の固定後すぐに実験を行うことが必要だとわかった。任意の遅延は、大いに低い蛍光シグナルの成績証明書の社格になるの結果します。これは RNA の劣化部分で予定です。以上 20 卵母細胞に転勤させる 6 ウェル プレートで 1 つも一度に、それぞれよくする必要があります一度だけ使用します。インキュベーション時間には、各ステップの延長または短縮することがなく正確に従ってください。例外は、洗浄バッファーの手順;卵母細胞は、実験の結果を変更することがなく長時間洗浄バッファーの左することができます。3 つの蛍光チャネル C1、C2、および C3 の SM 魚プローブがあります。多重化のためにチャネルの同じタグを持つプローブを混在させないでください。これは不可能な同じ発光波長のレンダリング解析に蛍光を発するプローブ セットを区別する方法はないだろ...
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著者申告するものがあります。
博士ダニエル ・ r ・ ラーソンは、インストールとスポットを見つけると追跡プログラム13の使用と共焦点顕微鏡イメージングのためのネブラスカ大学リンカーン顕微鏡コアの技術的なサポートの彼の寛大な助けを感謝いたします。本研究は、UNL ハッチ資金 (NEB-26-206/受入番号-232435 とくちばし-26-231/受入番号-1013511) によって支えられ、ネブラスカ州農業研究部、リンカーン、ネブラスカの大学の貢献を表します。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| (±)- アルファ;-リポ酸 | Sigma-Aldrich | T1395 | アルファ リポ酸 |
| アルブミン、ウシ血清、低脂肪酸 | MP Biomedicals, LLC | 199899 | FAF BSA |
| BD 10mL TB シリンジ | Becton, Dickinson and Company | 309659 | 10 mL シリンジ |
| BD PrecisionGlide ニードル | Becton, Dickinson and Company | 305109 | 27 1/2 ゲージ針 |
| 塩化カルシウム二水和物 | Sigma-Aldrich | C7902 | CaCl2-2H2O |
| クエン酸 | Sigma-Aldrich | C2404 | クエン酸 |
| D-(+)-グルコース | Sigma-Aldrich | G6152 | グルコース |
| リン酸 | Na2HPO4 | ||
| イージーグリップ ペトリ皿 | ファルコン コーニング | 351008 35 mm ディッシュ | |
| エデテート二ナトリウム | Avantor | 8994-01 | EDTA |
| エクストラファインボンはさみ | ファインサイエンスツール | 14084-08 | 、シャープ/シャープ、非鋸歯状、13mm刃先はさみ |
| 胎児ウシ血清 | アトランタ生物学的製剤 | S10250FBS | |
| ゲンタマイシン試薬溶液 | gibco | 15710-064 | タマイシン |
| GlutaMAX-I(100X) | gibco | 35050-061 | タマックス |
| ゴールドシールマイクロスライド | ゴールドシール | 3039 | 25 x 75mm スライド |
| ゴナドトロピン、妊娠中の牝馬の血清 | Sigma | G4877 | eCG |
| hCG 組換え | NHPP | AFP8456A | hCG |
| ヒアルロニダーゼ、IV-S型から: ウシの精巣から | Sigma-Aldrich | H3884 | ヒアルロニダーゼ |
| ジュエラーズ スタイル 鉗子 | インテグラ | 17-305X | 鉗子 4-3/8"、スタイル5F、ストレート、マイクロファインジョーL |
| -(+)-乳酸、遊離酸 | MP Biomedicals, LLC | 190228 | L-乳酸 |
| マグネシウム 硫酸マグネシウム七水和物 | Sigma-Aldrich | M2773 | MgSO4-7H2O |
| MEM 非必須アミノ酸 | コーニング | 25-025-CL | NEAA |
| 顕微鏡カバー ガラス | フィッシャーサイエンティフィック | 12-542-C | 25 x 25x 0.15 mm カバースリップ |
| Mm-Nanog-O2-C2 RNAscope プローブ | Advanced Cell Diagnostics | 501891-C2 | Nanog Probe |
| Mm-Pou5f1-O1-C3 RNAscope Probe | Advanced Cell Diagnostics | 501611-C3 | Pou5f1 Probe |
| MOPS | Sigma-Aldrich | M3183 | |
| パラホルムアルデヒド | Sigma-Aldrich | P6148 | パラホルムアルデヒド |
| PES 0.22 um メンブレン - 滅菌 | Millex-GP | SLGP033RS | 0.22 um フィルター |
| ポリビニルピロリドン | Sigma-Aldrich | P0930 | PVP |
| 塩化カリウム | Sigma-Aldrich | 60128 | KCl |
| リン酸カリウム 一塩基性 | Sigma-Aldrich | 60218 | KH2PO4 |
| Prolong Gold 退色防止試薬 | invitrogen | P36934 | DAPI RNAscope を使用しない退色防止試薬 |
| DAPI | Advanced Cell Diagnostics | 320858 | DAPI |
| RNAscope FL AMP 1 | Advanced Cell Diagnostics | 320852 | Amplifier 1 |
| RNAscope FL AMP 2 | Advanced Cell Diagnostics | 320853 | Amplifier 2 |
| RNAscope FL AMP 3 | Advanced細胞診断 | 320854 | アンプ 3 |
| RNAscope FL AMP 4 ALT A | アドバンスト セル診断 | 320855 | アンプ 4 ALT A |
| RNAscope FL AMP 4 ALT B | アドバンスト セル ダイアグノスティック | 320856 | アンプ 4 ALT B |
| RNAscope FL AMP 4 ALT C | アドバンスト セル ダイアグ | 320857 | 4 ALT C |
| RNAscope 蛍光マルチプレックス検出試薬キット | アドバンストセルダイアグノスティック | 320851 | FISH試薬キット |
| RNAscopeプローブ 3プレックスネガティブコントロールプローブ | アドバンストセルダイアグノスティック | ス320871 | ネガティブコントロール |
| RNAscopeプローブ 3プレックスポジティブコントロール | アドバンストセルダイアグノスティック | 320881 | ポジティブコントロール |
| RNAscopeプローブ希釈液 | アドバンストセル診断 | 300041 | プローブ希釈剤 |
| RNAscopeプロテアーゼIII | アドバンストセル診断 | 322337 | プロテアーゼIII |
| RNAscope プロテアーゼIII &IV試薬キット | Advanced Cell Diagnostics | 322340 | FISHプロテアーゼキット |
| RNAscope Protease IV | Advanced Cell Diagnostics | 322336 | Protease IV |
| /S Needle with Luer Hub 30G | Component Supply Co. | NE-301PL-50 | 鈍い30ゲージニードル |
| 重炭酸ナトリウム | Sigma-Aldrich | S6297 | NaHCO3 |
| ナトリウム | Sigma-Aldrich | S6191 | NaCl |
| 酸化ナトリウム | Sigma-Aldrich | 306576 | NaOH |
| ピルビン酸ナトリウム、>= 99% | Sigma-Aldrich | P5280 | ピルビン酸 |
| 溶液6ウェルディッシュ | Agtechinc | D18 | 6ウェルディッシュ |
| タウリン | Sigma-Aldrich | T8691 | タウリン |
| 組織培養ディッシュ | Falcon Corning | 353002 | 60 mmディッシュ |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 | Triton X-100 |
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