ここでは、マウスの鎖骨上褐色脂肪組織の組織学的および遺伝子発現解析を解剖および実行するための実用的な手順を提供します。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
ここでは、マウスの鎖骨上褐色脂肪組織の組織学的および遺伝子発現解析を解剖および実行するための実用的な手順を提供します。
褐色脂肪組織(BAT)を介した熱産生は、代謝の制御に重要な役割を果たしており、その形態と機能は、マウスやヒトの環境刺激によって大きく影響を受けます。現在、マウスの背側上部の2つの肩甲骨の間に位置するマウス肩甲間BAT(iBAT)は、研究室がBAT機能を研究するために使用する主要なBATデポです。最近、これまで知られていなかったいくつかのBATデポがマウスで同定され、その中にはヒト鎖骨上褐色脂肪組織に類似したものも含まれていました。iBATとは異なり、マウス鎖骨上褐色脂肪組織(scBAT)は頸部の中間層に位置するため、簡単にアクセスすることはできません。
新たに同定されたマウスscBATの研究を容易にするために、出生後および成体マウスから無傷のscBATを解剖する手順を詳述したプロトコルを本明細書に提示する。scBATは他の脂肪デポに比べてサイズが小さいため、手順はscBATの処理に特化して変更され、最適化されています。これらの変更の中には、組織採取中に解剖顕微鏡を使用して、凍結scBATサンプルの精度と均質化を高め、その後のqPCR分析の効率を高めることが含まれます。これらの最適化により、マウスにおけるscBATの同定、形態学的外観、および分子特性を決定することができます。
米国および世界中で肥満の有病率が増加していることから、肥満の病因を理解し、潜在的な治療法を特定することに大きな関心が寄せられています1,2。脂肪組織は代謝に重要な役割を果たしており、脂肪組織の調節不全は肥満の発症につながる可能性があります。一般的に、脂肪組織には白色脂肪組織と褐色脂肪組織の2種類があります。白色脂肪組織(WAT)は化学エネルギーを蓄え、内分泌因子を分泌することができますが、褐色脂肪組織(BAT)は化学エネルギーを使用して熱を発生させ、寒さの中で体温を維持することができます3,4。このユニークな能力により、BATの活性化はエネルギー消費を増加させ、インスリン感受性を改善することもできます5。
BATは、タンパク質1(UCP1)6の脱共役によって媒介される非震え熱発生を介してその機能を発揮します。マウスやヒトを含む哺乳類は、さまざまな量のBATを保有しています。BATの古典的な見解は、これらの脂肪組織は成人のヒトよりもマウスや乳児に豊富に存在するというものです。肩甲骨の間の背側上部に位置するiBATは、マウスで最も研究されているBATデポです。放射性同位元素イメージングと生検検査を適用することにより、最近の研究では、成人のヒトでいくつかのBATデポが特定されました。それらのいくつかは、頸部深部と鎖骨上領域に見られるデポを含め、マウスや他のモデル動物ではこれまで同定されていなかった7,8,9,10,11。これらのBATデポの中で、scBATは成人の人間に最も頻繁に見られるデポです。ヒトで新たに発見されたこれらのBAT貯蔵所の起源と分子的寄与をよりよく理解するためには、これらの貯蔵庫の機能的役割を追跡し、テストするための遺伝的および分子的操作を可能にするマウスの同等の貯蔵所を特定することが不可欠である。したがって、私たちらは、scBAT12,13、胸部血管周囲BAT14,15、腎周囲BAT16、および大動脈周囲BAT17など、マウスのさまざまな解剖学的位置で、これまで知られていなかったいくつかのBATデポを特定しました。マウスscBATは、解剖学的にはヒトscBATに似ており、形態学的には古典的iBATに似ており、高レベルのUCP112を発現している。
容易に解剖できるマウスiBATとは異なり、scBATはマウス頸部の中間層、唾液腺の下、外頸静脈に沿って位置しています。組織学的および分子学的分析のためのこのデポの分離は困難な場合があります。ここでは、出生後および成体マウスからscBATを解剖し、このデポを組織学および遺伝子発現解析のために処理する手順を詳細に説明します。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
動物の処置は、ベイラー医科大学の動物管理および使用委員会によって承認されました。すべての手順は、生後3週間と3か月のC57BL / 6J雄マウスで実施されました。解剖に先立ち、すべてのマウスは、承認されたげっ歯類の二酸化炭素安楽死手順を使用して安楽死させました。このプロトコルで使用されるすべての材料、試薬、および機器に関連する詳細については、材料表を参照してください。
1. scBATの解剖
2. scBATの処理とヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)染色 ( 図2Aに示)
3. scBATの遺伝子発現解析
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
背中の2つの肩甲骨の間の皮下層に位置するiBATとは異なり、scBATは頸部の中間層に位置し、骨格筋の層と唾液腺の層の間に深く伸び、外頸静脈に沿って成長します(図1A)。scBATの解剖は、iBATほど簡単ではありません。ここでは、出生後および成体マウスから無傷のscBATを解剖するための重要なステップを含む詳細な手順を提供します(図1B、C)。提供されたプロトコルを使用して頸部を開いた後、scBATの薄層を解剖顕微鏡で識別し、接続された唾液腺と一対の鉗子で外頸静脈から剥離することができます(図1D、E)。デポの形態を評価するために、新たに単離されたscBATを、以前に発表されたH&E染色手順19 (図2A)と組み...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
このプロトコルでは、H&Eおよび遺伝子発現解析のためのscBATの解剖および処理手順を詳細に示します。scBATは頸部の中間層にあり、太い静脈に沿っているため、このデポの分離には正確な技術が必要です。具体的には、デポをはっきりと見るために、首を開いた後にマウスを解剖顕微鏡の下に置くことをお勧めします。一対の極細点鉗子を使用して、唾液腺と周囲の静脈からscBATを剥がし、静脈に穴を開けないように注意する必要があります。出血が多すぎると、scBATの位置を特定するのが難しくなります。H&E染色用のscBATを処理するために、プロトコルのセクションに示されているように、4% PFA、脱水剤アルコール、および有機溶媒であるトルエンの使用を含むように、公開されているプロトコル19 の使用を若干修正して適合させました。手順全体が完了するまでに~6日かかり、H&E染色されたスライドは染色完了の翌日に画像化できます。
RNAを出発物質とするRT-qPCRは、脂肪組織生物学の分野で遺伝子発現解析に最も頻繁に使用される方法です。scBATはiBATに比べ...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
著者には開示すべき利益相反はありません。
この研究は、NIHのNIDDKの賞番号R01DK116899、USDA/ARSの賞番号3092-51000-064-000D、およびベイラー医科大学心臓血管研究所のパイロット賞によってサポートされています。フローチャートは BioRender を使用して作成されました。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 95% 脱水アルコール (Flex 95) | Epredia | 8201 | |
| 100% 脱水アルコール (Flex 100) | Epredia | 8101 | |
| 96 ウェル PCR プレート | Bio-Rad | MLL9601 | |
| Aurum Binding Mini Column | Bio-Rad | 7326826 | |
| Aurum High Stringency Wash | Bio-Rad | 7326803 | |
| Aurum Low Stringency Wash | バイオ・ラッド | 7326804 | |
| ベースモールド (埋め込み用) | Tissue-Tek | 4122 | |
| BD PrecisionGlide Needle 21g x 1 1/2" | Becton Dickinson | 305167 | |
| C1000 Touch Thermal Cycler | Bio-Rad | 1840148 | |
| Capless Microcentrifuge Tubes 2 mL | Fisherbrand | 02-681-453 | |
| 遠心分離機 | Eppendorf | 5430R | |
| CFX Opus 96 リアルタイムPCR装置 | Bio-Rad | 12011319 | |
| Chloroform | Thermo Scientific Chemicals | 383760010 | |
| Cytoseal 60 低粘度封入剤 | Epredia | 83104 | |
| DEPC処理水 | Ambion | AM 9906 | |
| 解剖顕微鏡 | Nikon | ||
| DNase 希釈液 | バイオ・ラッド | 7326805 | |
| DNase I | バイオ・ラッド | 7326828 | |
| dNTPs | Invitrogen | 18427013 | |
| 溶出液 | バイオ・ラッド | 7326801 | |
| EM 400 包埋培地パラフィン | ライカバイオシステム | 3801320 | |
| エオシン Y (0.5% w/v) | RICCA | 2858-16 | |
| フォーミュラR 浸透培地パラフィン | ライカバイオシステムズ | 3801470 | |
| Genemark Nutator Gyromixer 349 | Bio Express | S-3200-2 | |
| Gill #3 Hematoxylin | Sigma-Aldrich | GHS332-1L | |
| HCl (for HCL-Ethanol) | Fisher Chemical | A142212 | |
| IP VI Embedding Cassettes | Leica Biosystems | 39LC-550-5-L | |
| Koptec's Pure Ethanol - 200 Proof (70% Ethanol用) | Decon Labs | V1001 | |
| MgCl2 (25 mM) | Thermo Fisher Scientific | R0971 | |
| Microcentrifuge Tubes 1.7 mL | Avantor | 87003-294 | |
| Microseal 'B' Seals (adhseive seals) | Bio-Rad | MSB1001 | |
| ミクロトーム | ライカバイオシステムズ | RM2245 | |
| 分子生物学グレード 水 | コーニング | 46-000-CM | |
| モルタル クアーズ テック | トーマス サイエンティフィック | 60310 | |
| NaCl (0.85% 生理食塩水用) | フィッシャー バイオ試薬 | BP358-212 | |
| NanoDrop 分光光度計 | NanoDrop Technologies | ND-1000 UV/Vis | |
| オリゴ dT | Invitrogen | 18418020 | |
| パラフィン セクション 浮選槽 | Boekel Scientific | 14792V | |
| パラホルムアルデヒド (PFA) | Sigma-Aldrich | P6148-500G | |
| PCR チューブ ストリップ | Avantor | 76318-802 | |
| クアーズ テック | トーマス サイエンティフィック | 60311 | |
| 乳棒 ペレット モーター | キンブル | 749540-0000 | |
| リン酸緩衝生理食塩水(PBS) | Sigma-Aldrich | D8537-500ML | |
| Precision Model 19真空オーブン | サーモフィッシャーサイエンティフィック | CAT#51221162 | |
| プライマー:36B4 (フォワード) 10 μM 5' TGA AGT GCT CGA CAT CAC AGA GCA 3' | 陳研究室 オリゴデータベース | ||
| プライマー:36B4(リバース)10 μM 5' GCT TGT ACC CAT TGA TGA TGG AGT GT 3' | 陳研究室 オリゴデータベース | ||
| Primer: Fabp4 (forward) 10 μM 5フィートACA CCG AGA TTT CCT TCA AAC TG 3' | 陳研究室 オリゴデータベース | ||
| プライマー: Fabp4 (リバース) 10 μM 5フィートCCA TCT AGG GTT ATG ATG CTC TTC A 3' | 陳研究室 オリゴデータベース | ||
| プライマー: Glut 4 (フォワードプライマー) 10 μM 5フィートCTG、ATT、CTG、CTG、CCC、TTC、TGT、CCT、3フィート | 陳研究室 オリゴデータベース | ||
| 入門:Glut 4(逆)10 μM 5フィートGAC ATT GGA CGC TCT CTC TCC AAC TT 3' | Chen lab Oligo database | ||
| Primer: PPARg (フォワード) 10 μM 5フィートAGG GCG ATC TTG ACA GGA AAG ACA 3' | Chen lab オリゴデータベース | ||
| 入門: PPARg (リザーブ) 10 μM 5フィートAAA TTC GGA TGG CCA CCT CTT TGC 3' | Chen lab オリゴデータベース | ||
| 入門: Ppargc1a (逆) 10 μM 5' ATG TTG CGA CTG CGG TTG TGT ATG 3' | 陳研究室 オリゴデータベース | ||
| 入門: Ppargc1a(フォワード) 10 μM 5' ACG TCC CTG CTC AGA GCT TCT CA 3' | 陳研究室 オリゴデータベース | ||
| 入門: Ucp1 (フォワード) 10 μM 5フィートAGC CAC CAC AGA AAG CTT GTC AAC 3' | 陳研究室 オリゴデータベース | ||
| 入門: Ucp1 (リバース) 10 μM 5フィートアカ GCT TGG TAC GCT TGG GTA CTG 3' | Chen lab Oligo database | ||
| RNA isolation solution (PureZol) | Bio-Rad | 7326880 | |
| RNase Away (表面除染剤) | Thermo Scientific | 1437535 | |
| RNase H | NEB | M0297S | |
| Rnase inhibitor (RNase Out) | Invitrogen | 10777019 | |
| Scintillation Vial(ガラス) | 電子顕微鏡Sciences | 72632 | |
| スライド乾燥ベンチ | 電熱(コールパーマー) | MH6616 | |
| ステンレス染色ラック | 電子顕微鏡科学 | 70312-54 | |
| 実体顕微鏡(埋め込み用) | オリンパス | SZ51 | |
| スジカルハサミ | マッケソン | 43-1-104 | |
| 超微細点ストレート解剖鉗子 | アバンター | 82027-402 | |
| スーパーフロストプラス顕微鏡スライド | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| Superscript III Reverse Transcriptase (5x First-Strand Buffer and 0.1M DTTを含む) | Invitrogen | 18080044 | |
| SUR-VET シリンジ、針付き 25 G x 5/8", 1 mL | Terumo | 100281 | |
| SYBR Green (qPCR 酵素マスター混合物) | Applied Biosystems | A25778 | |
| Tissue-Tek Manual Slide Staining Set (jars) | Electron Microscopy Sciences | SKU: 62540-01 | |
| Toluene | Fisher Chemical | T324-1 | |
| 移送用ピペット | Avantor | 414004-005 | |
| Xylene | Fisher Chemical | X3P-1GAL |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。