ここでは、 ショウジョウバエ 胚タンパク質およびRNAの収集から事前包埋および包埋、免疫染色、およびmRNAin situ ハイブリダイゼーションまでの検出および局在化のためのプロトコールについて記載する。
方法論記事
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ここでは、 ショウジョウバエ 胚タンパク質およびRNAの収集から事前包埋および包埋、免疫染色、およびmRNAin situ ハイブリダイゼーションまでの検出および局在化のためのプロトコールについて記載する。
カルシウム誘導カルシウム放出シグナル伝達(CICR)は、多くの生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしている。細胞の増殖およびアポトーシス、発生および老化から、ニューロンシナプス可塑性および再生までのすべての細胞活性は、リアノジン受容体(RyRs)と関連している。カルシウムシグナル伝達の重要性にもかかわらず、初期の発達におけるその機能の正確なメカニズムは不明である。妊娠期間の短い生物として、 ショウジョウバエのメラノガスター の胚は、発生中のCICR関連タンパク質およびその調節因子の分布および局在を調査するための主要な研究対象である。しかし、脂質が豊富な胚とキチンが豊富な絨毛膜のために、その有用性はガラス表面に胚を取り付けることの難しさによって制限される。本研究では、 ショウジョウバエ 胚のスライドへの付着を著しく増強する実用的なプロトコルと、組織化学、免疫組織化学、 およびin-situ ハイブリダイゼーションを成功させるための詳細な方法を紹介します。クロムミョウバンゼラチンスライドコーティング法および胚プレエンベディング法は 、ショウジョウバエ の胚タンパク質およびRNA発現を研究する際の収量を劇的に増加させる。このアプローチを実証するために、ショウ ジョウバエのメラノガスターの初期胚発生中のRyRのよく知られた調節因子であるDmFKBP12/Calstabinを研究した。我々は、 DmFKBP12 を合胞体芽細胞胚葉期の早い段階で同定し、発生中の DmFKBP12 の動的発現パターンを報告した:最初は合胞胚葉に均等に分布したタンパク質として、次いで細胞芽球の期間中に皮質の基底層に予め局在し、その後、初期の胃胞の3gem層期に原始ニューロンおよび消化アーキテクチャに分布する。この分布は、これらの層に由来する重要な器官系、すなわち食道下および食道上神経節、腹側神経系、および筋骨格系においてRyRが果たす重要な役割を説明する可能性がある。
カルシウム誘導カルシウム放出シグナル伝達(CICR)は、骨格/平滑筋および心臓血管機能、細胞増殖およびアポトーシス、発達、老化、ニューロンシナプス可塑性、および再生などの多くの生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしている1,2,3,4,5,6 .リアノジン受容体(RyRs)およびイノシトール1,4,5-三リン酸受容体(IP3R)は、それらの調節因子プロテインキナーゼA(PKA)、Ca2+/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMKII)、FK506結合タンパク質(FKBP)、カルセクエストリン(CSQ)、トリアジン、およびジュンクチンによって制御されるカルシウムシグナル伝達経路における主要なプレーヤーである1,2,3,4,5,6.これらのタンパク質の異常なヒトの発現および変異は、不整脈7および発癌性増殖などの病理学的生理機能につながる可能性があります8,9。
FKBPは、RyRsによって小胞体網状(ER)からのカルシウム放出を調節する。このプロセスは収縮のメカニズムに不可欠であり、したがって、胚性RyRs1,2とともにカルシウム誘発カルシウム放出を介してミオシン - アクチン収縮によって生成されるすべての機械的運動に関与する。マウスモデルでは、RyR2およびその調節因子FKBP12/カルスタビンの欠如は、胚発生中または出生後早期のいずれかにおいて、常に致死的である10,11,12。FKBP12/カルスタビンノックアウトマウスは、胚発生中に不規則な興奮収縮結合(EC)および脳浮腫を伴う重大な心不全を示す。これは、FKBP12/カルスタビンが心臓と脳の発達の両方にとって重要なRyR2チャネル発現の調節に不可欠な役割を果たすことを示しています10。
RyRが実施したカルシウムスパークは、受精したメダカ卵の受精卵形成期に最初に発見されました13,14。しかし、初期胚発生におけるカルシウムシグナル伝達の機能に関する研究はほとんど行われていない。ショウジョウバエのメラノガスターでは、DmFKBP12 S107変異体から得られた結果は、幼虫の発育と健康寿命に対するこの遺伝子の重要性を支持する強力な証拠を提供し、これは酸化ストレスに対するその機能に起因する15,16。最近、ショウジョウバエのメラノガスター発生初期におけるFKBP12/カルスタビンタンパク質とメッセンジャーRNAの動的局在を同定しました17。この方法論に記載されたアプローチを用いて、我々は合胞体芽球(0-2時間)、細胞芽細胞胚葉(2-3時間)、初期ガストルーラ(3-12時間)、および後期ガストルーラ(12-24時間)の間にD.メラノガスターにおけるFKBP12/カルスタビンの発現を追跡することができた。本稿では、古典的なパラフィン切片化のための前胚包埋、胚切片のプレコーティングスライド処理、組織化学染色および免疫染色、遺伝子発現の同定のためのmRNA in-situハイブリダイゼーションなど、以前の研究におけるすべてのアプローチの詳細なプロトコルを提示する。
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1. ブドウ果汁寒天プレートの作製
2. コーティングスライド
ショウ ジョウバエ 胚の埋め込み
4. ヘマトキシリン-エオジン染色
5. 過ヨウ素酸-銀メテナミン染色
6. 免疫組織化学
7. in-situ ハイブリダイゼーション
注: ショウジョウバエ 胚切片は、0.01%ジエチルピロカーボネート(DEPC)処理水で調製した。 in situ ハイブリダイゼーションに使用されるすべてのアクセサリは、事前にDEPC一晩治療を適用する。
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この図は、高脂質およびキチン含有絨毛膜ショウジョウバエ胚(表1)を検査および実験のためにスライドガラス表面に付着させるという課題を克服するために使用されるプロトコルを記載している。図1に示すクロムミョウバンゼラチンスライドコーティング法を利用して、ショウジョウバエのスライド表面への付着を増強し、図2に示す胚プレエンベデッド法は、4つの初期発生段階(すなわち、合胞胚盤葉、細胞芽細胞、 ショウジョウバエ胚の早期および後期ガストルーラ)。図3は、合胞体および細胞芽細胞胚葉段階で検出されたFKBP12/カルスタビン抗体のタンパク質分布を示す。これらの組織化学的結果から、FKBP12発現は合胞胚葉では分極が少なく(パネルA〜H)、その後、栄養胚葉上皮の下の基底膜内に局在し始め、後極よりも前部でより多くの発現が見られる勾配を形成することがわかる(パネルI〜S)。最終的...
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RyRsおよびIP3Rs媒介性カルシウムシグナル伝達は、脊椎動物および無脊椎動物の両方の多くの生理学的および病理学的プロセスにおける基本的な経路である1,2,3,4。ヒトでは、RyR2遺伝子におけるCPVT関連R4496C変異などの点変異は、心筋細胞の筋小胞体からのカルシウム漏出をもたらし、心機能障害をもたらす。これらの変異は、身体活動中に心臓突然死のリスクが高い不整脈として存在し、この変異を運ぶように操作されたマウスモデルにおいて再現可能である。運動条件下では、このカルシウム漏れ変異を有するマウスは、その野生型の対抗部位によって実証されていない心臓突然死を経験した18、20、21、22<...
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著者らは開示するものは何もありません。
この研究は、中国国家自然科学財団(#31771377/31571273/31371256)、国家教育部(#MS2014SXSF038)の外国人特別科学者プログラム、国立教育省中央大学研究基金(#GK201301001/201701005/GERP-17-45)の支援を受け、XZは陝西省教育部の主要プログラム(#2019TS082/2019TS079)の#20JS138の支援を受けています。 陝西省科学技術部自然科学基礎研究プログラム青少年プロジェクト(#2020JQ-885)。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| -20°C;C冷蔵庫 | Meilingバイオロジー&医療用 | DW-YL270 | ジェントストレージ |
| -80°Cに使用。C 超低温冷凍機 | サーモ | フォーマ90シリーズ | リージェント貯蔵に使用 |
| 寒天 | Sigma-Aldrich | WXBB6360V | ブドウジュースの調製 寒天プレート |
| アンチジゴキシゲニン-AP、ファブフラグメント | ロシュ | 11093274910 | ジゴキシゲニン標識化合物の検出用 |
| 生化学インキュベーター | 上海ブルーパードインスツルメンツ | LRH-250 | In-situ Hybridization |
| Bouinの溶液 | Sinopharm 化学試薬 北京 | 69945460 | ウジョウバエ胚埋め込み |
| 遠心分離 | エッペンドルフ | 540BH07808 | In-situ ハイブリダイゼー |
| 遠心分離管 | デンビル | C-2170 | ショウジョウバエ胚コレクション |
| クロムミョウバン | Sinopharm 化学試薬北京 | 10001018 | コーティングスライド |
| 恒温ウォーターバス | 金丹 ヘンフェンインスツルメンツ | KW-1000DC | ヘマトキシリン-エオシン染色、免疫組織化学、In-situハイブリダイゼーション、過ヨウ素酸-銀メテナミン染色 |
| Dako REAL EnVision 検出システム | Dako | K5007 | 免疫組織化学反応やin situハイブリダイゼーション反応では、一次抗原抗体に結合し、染色により標的を標識します。 |
| DEPC | Sigma-Aldrich | D5758 | In-situ Hybridization |
| DIG RNA Labeling Kit | Roche | 11093274910 | RNA標識 with Diagoxigenin-UTP by in vitro transcription with SP6 and T7 RNA polymerase |
| Drosophila melanogaster | >Bloomington Stock Center | BDSC_16799, BDSC_19894, BDSC_11664 | The stock of Drosophila melanogaster mutant |
| 電気ブラスト乾燥オーブン | 天津泰緋 インスツルメンツ | 101-0AB | のコーティングとパラフィン包埋用 |
| エオシン | Sigma-Aldrich | 230251 | ヘマトキシリン-エオシン染色 |
| エタノール | シノファーム 北京100092680 | パラフィン包埋、ヘマトキシリン-エオシン染色、免疫組織化学、In-situハイブリダイゼーション、過ヨウ素酸-銀メテナミン染色 | |
| 北京 | 10010328 | コーティングスライド | Sinopharm化学試薬 |
| 塩化金 | Sigma-Aldrich | 379948 | 過ヨウ素酸-銀メテナミン染色 |
| ヘマトキシリン | Sigma-Aldrich | H3136 | ヘマトキシリン-エオシン染色 |
| 高純度PCR製品精製キット | ロシュ | 11732668001 | PCR産物 |
| の精製用インテリジェント恒温恒湿ボックス | 寧波江南楽器 | HWS | フライメンテナンス用 |
| LE アガロース | HyAgarose | 14190108029 | |
| 北京10014108 | ウジョ | ||
| 顕微鏡 | ZEISS | Observer.A1 | ヘマトキシリン-エオシン染色、免疫組織化学、in-situハイブリダイゼーションおよび過ヨウ素酸-銀メテナミン染色 |
| 顕微鏡スライド | MeVidラボウェア製造 | P105-2001 | スライド |
| 中性ガム | 10004160 | ノファーム化学試薬 | ヘマトキシリン-エオシン染色 |
| N-ヘプタン | シノファーム化学試薬 北京 | 40026768 | ショウジョウバエ胚でコレクション |
| パラフィンスライサー | Huahai 科学機器 | HH-2508III | em>In-situ ハイブリダイゼーション |
| パラフィン | シノファーム 化学試薬 | 北京 69019461 | パラフィン埋め込み |
| pH/mV メーター | ザルトリウス | PB-10 | 溶液の pH 値を決定するため |
| 硝酸銀 | 北京のシノファーム化学試薬 | 10018461 | 過ヨウ素酸-銀メテナミン染色超 |
| 純水メーター | サーモ | AFXI-0501-P | In-situハイブリダイゼーション |
| キシレン | シノファーム化学試薬北京 | 10023418 | パラフィン埋め込み |
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