本記事では、成マウスにおけるゴルジ・コックス染色のステップバイステップ方法を説明し、溶液調製、組織浸漬、クリオプロテクション、切片、現像、マウントをカバーします。組織保存と均質で背景の低い染色を重視し、神経の形態を明確に可視化します。この手法は樹状樹をラベル付けし、樹状棘の定量的な形態計測解析を支援します。
方法論記事
本記事では、成マウスにおけるゴルジ・コックス染色のステップバイステップ方法を説明し、溶液調製、組織浸漬、クリオプロテクション、切片、現像、マウントをカバーします。組織保存と均質で背景の低い染色を重視し、神経の形態を明確に可視化します。この手法は樹状樹をラベル付けし、樹状棘の定量的な形態計測解析を支援します。
健康と疾患における神経形態解析は、脳機能の理解や実験的介入の効果評価に不可欠です。ゴルジ・コックス染色は、完全な神経軸や樹状棘を可視化するための古典的でありながら非常に重要な技術です。しかし、発表されたプロトコルは重要な手順段階でしばしば異なり、重要な方法論的詳細が欠けているため、染色品質に大きなばらつきが生じ、実験室での標準化は時間がかかり困難なものとなっています。ここでは、成体マウスの包括的なステップバイステップのGolgi–Coxプロトコルを提示し、 in vivo での取り扱いや組織処理から画像診断および形態測定データ抽出までの全ワークフローを網羅しています。含浸効率、断面の整合性、信号対雑音比に影響を与える実務的な考慮点や一般的な落とし穴を詳述し、再現性向上のための方法論的指針を提供します。全体として、このプロトコルはニューロン全体、樹状細胞セグメント、樹状棘の信頼性の高い可視化と定量解析を可能にします。このリソースは、より一貫性、透明性、技術的厳密さをもってゴルジ・コックス染色法の実装を促進するとともに、多様な実験室環境に適応させるための明確な枠組みを提供することが期待されています。
ゴルジ・コックス染色法の全体的な目標は、固定された脳組織1,2,3,4における樹状突起や樹状棘を含む完全な神経形態の高解像度可視化を可能にすることです。この技術により、複雑な神経回路内の個々のニューロンの詳細な構造解析が可能となり、シナプス可塑性、神経発達、神経変性、経験依存構造再構築の研究に特に価値があります5,6。
ゴルジベース法の開発と継続的な使用の根拠は、その独自の能力で、まばらで完全な神経細胞の受血を生じさせるという点にあります1,2。この方法は1873年にカミロ・ゴルジによって最初に記述され、1891年にコックスによって改良されました。この方法は、限られたニューロンのサブセット内でクロム酸銀の沈殿に依存し、重複する標識3を避けて完全な形態的再構築を可能にします。ゴルジ–コックス修飾は、元のゴルジ法で使用された硝酸銀を塩化水銀に置き換え、組織の浸透性と染色の一貫性を向上させます。蛍光タンパク質発現、ウイルストレーシング、染料充填法などの他の神経細胞標識技術と比較して、ゴルジ・コックス染色にはいくつかの利点があります。遺伝子操作、立体誘導注射、特殊な顕微鏡機器を必要としず、明視野顕微鏡1,2で高コントラストの樹状突起棘の可視化が可能です。現代の蛍光法は細胞型特異性を提供しますが、ゴルジ・コックス染色は偏りのない形態学的サンプリングや遺伝子組み換えツールが利用できない種や実験条件下での使用において特に有利です。
より広範な文献では、ゴルジ型手法が学習と記憶5、ストレスおよび精神疾患11、加齢12、アルツハイマー病12、13、14の神経変性疾患の研究において樹状脊椎密度と形態の定量化に広く用いられています。数十年にわたり使用され続けていることは、構造神経解剖学における信頼性を示しています。この方法は、脳組織の樹状状構造や脊椎形態を解析する研究者に特に適しており、全細胞の可視化が必要な場合です。実験群間の比較形態学的研究に適しています。しかし、細胞型特異性、ライブイメージング、または分子共局在を必要とする研究者は、蛍光または遺伝的に符号化された標識法の方がより恩恵を受ける可能性があります9,10。
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本研究では成虫の野生型B6129SF2/Jマウス(n=3)が使用されました。しかし、成虫の段階では両性を用いて同様の染色が可能です。すべての実験的手技は、生命倫理委員会の事前承認を受けています。(#117.A、メキシコ国立自治大学神経生物学研究所(INb)
1. 解の準備
注意:塩化水銀は非常に有毒で腐食性があります。手袋、白衣、目の保護具を着用し、化学換気フードの中で持ち物を取ってください。廃棄物はラベル付きの有害廃棄物容器に捨ててください。二クロム酸カリウムおよびクロム酸カリウムは有毒かつ発がん性のある酸化物質です。化学換気フードの中で取り扱い、皮膚への接触や吸入を避けてください。
2. 組織採取と含水
3. クライオプロテクション
4. 埋め込みと断面化
5. マウント
6. 開発
注意:キシレンは可燃性で吸入すると有毒です。化学換気フードで取り扱い、火の開け火は避けてください。アンモニアは腐食性があり、刺激的な蒸気を発生させます。フムフードの中のハンドル。
7. 永久的な取り付け
8. イメージング
注:イメージングモダリティや取得構成は顕微鏡ブランドによって異なります。最適な設定は各システムごとに決定されるべきです。
9. ニューロン全体のイメージング
10. 樹状突起棘のイメージング
11. 形態計測解析
注意:この目的のために様々なアプローチや専門的なソフトウェアプログラムが使用可能です。樹状突起脊椎解析のための無料アクセスツールには、ImageJや本研究のようにPyReconstruct15があります。PyReconstructおよびニューロン再建および形態計測解析の機能についてのより詳細な説明については、参照元の情報源を参照してください。
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組織の浸漬と切片
ここで述べたゴルジ・コックスプロトコルは、成体マウスの脳組織において信頼性が高く均一な神経染色を生み出しました。ゴルジ・コックス溶液に浸透した後、脳は特徴的な濃い黄金色を獲得し、染色溶液が組織全体に成功的に拡散したことを示しています。振動切断は神経細胞のソーマタおよび樹状突起の構造的完全性を保持しました。
ニューロンの可視化
ブライトフィールドイメージングにより、背景染色が最小限に抑えられ、明確に定義された神経細胞体と樹状アーバーが明らかになりました。個々のニューロンは、二次および三次樹状枝を含む全体を可視化できました。高倍率では樹状節によく分像された棘が見られ、形態計測解析が可能でした。
樹状棘の定量的解析
このプロトコルの定量的構造解析への適用性を示すため、12か月齢の雌マウスの海馬CA1領域の錐体ニューロンで基底樹状棘...
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ゴルジ・コックス染色法は、固定された脳組織における神経形態や樹状棘を可視化する最も広く使われている技術の一つです。小さくランダムなニューロンのサブセットを受浸させることで、背景染色を最小限に抑えた完全な樹状樹木の可視化を可能にします。本プロトコルでは、この技術により海馬錐体ニューロンとその樹状突起棘の明確な可視化が可能となり、明視野顕微鏡およびZスタックイメージングを用いた信頼性の高い形態計測解析が可能となりました。このプロトコルで得られる染色品質や神経形態の代表例は図1および図3に示されており、神経細胞構造は組織全体の切片から個々の樹状棘まで多岐にわたります。
いくつかの実用的な改良やトラブルシューティングの方法によって、染色の一貫性を向上させることができます。すべてのゴルジ–コックス溶液は試薬の安定性を...
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著者たちは利益相反を一切認めていない。
この研究は、メキシコ国立自治大学(UNAM)の科学・人道・技術・革新事務局(SECIHTI)(CBF-2025-G-35)、個人学術総局(DGAPA)、および国立自治大学(UNAM)の科学研究プログラム(Neurobiología)から支援を受けました。ウンベルト・マルティネスはSECIHTI(No. 2330239)からポスドクフェローシップを受けました。ペドロ・F・ルビオはSECIHTI(国家ポスグラード州)から財政支援を受けました。A. R. アギラル・バスケス氏および神経生物学研究所(INb)技術スタッフのA. カスティーリャ・レオン氏、M. ガルシア・セルビン氏、M. A. カルバホ・マタ氏に、ビバリウムの支援をいただき感謝します。顕微鏡の支援はE. de los Ríos ArellanoとE. N. Hernández Ríos;ビデオ会議支援にはM. メンドーサ・バルタサールとM. E. ロサス・アラトーレ、科学的アウトリーチにはB. A. ガルシア・フリアスが参加しました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| アガロース | ライフ・テクノロジーズ | 15510-027 | CAS 9012-56-6 |
| アンモニア溶液 25% | メルク | 208380 | CAS 1336-21-6。危険だ。 |
| 無水リン酸ナトリウム二塩基性 | シグマ・オルドリッチ | S3264 | CAS 7558-79-4 |
| 明視野顕微鏡 | ニコン | エクリプス・シ | |
| 硫酸クロムカリウム | シグマ・オルドリッチ | 243361 | |
| 共焦点顕微鏡 | ツァイス | LSM 780 | |
| デジタルバランス | アキュリス・インスツルメンツ | W3200-1200 | |
| 埋め込み型 | メルク | E6032 | 寸法:22×22 mm |
| エタノール | マイヤー | 394 | |
| 実験動物 | ジャクソン研究所 | 2124-01 | B6129SF2/Jマウス株 |
| ゼラチン粉末 | シグマ・オルドリッチ | G2500 | |
| GraphPad プリズムソフトウェア | グラフパッド・ソフトウェア株式会社 | バージョン 8.0.2 | |
| ImageJ フィジー・ソフトウェア | 米国国立衛生研究所 | バージョン1.54p、https://imagej.net/software/fiji/downloads | |
| 塩化水銀 | J.T.ベイカー | 2594-01 | CAS 7487-94-7。危険だ。 |
| 顕微鏡カメラ | ニコン | DS-Vi1 | |
| 顕微鏡対物鏡(10倍) | ニコン | 93183 | プラン10倍/0.25 N.A. |
| 顕微鏡対物鏡(1倍) | ニコン | 93180 | プランUW 1x/0.04 N.A. |
| 顕微鏡対物レンズ(20倍) | ニコン | 93184 | プラン20x/0.40 N.A. |
| 顕微鏡対物レンズ(4倍) | ニコン | 93182 | プラン4x/0.10 N.A. |
| 顕微鏡対物レンズ(63倍) | ツァイス | 420782-9900-799 | プランAPO 63x/1.4 N.A.オイルDIC |
| 顕微鏡スライド | シグマ・オルドリッチ | S8902 | |
| 一水和リン酸ナトリウム一塩性 | J.T.ベイカー | 3818-05 | CAS 10049-21-5 |
| ネイルポリッシュ | 罪深い色 | 大胆な色 | 透明 |
| パーマウントマウントマウントメディア | フィッシャー・サイエンティフィック | SP15-500 | |
| クロム酸カリウム | プロダクトオス・クビアキューテ;ミコス・モンテレイ | 2784 | CAS 7789-00-6。危険だ。 |
| 二クロム酸カリウム | シグマ・オルドリッチ | 207802 | CAS 7778-50-9。危険だ。 |
| PyReconstructソフトウェア | テキサス大学オースティン校 | バージョン1.19.0、https://github.com/SynapseWeb/PyReconstruct | |
| 塩化ナトリウム | フェルモン | 24912 | CAS 7647-14-5 |
| チオ硫酸ナトリウム | プロダクトオス・クビアキューテ;ミコス・モンテレイ | 7291 | CAS 7772-98-7。危険だ。 |
| ショ糖 | J.T.ベイカー(アヴァントール) | 4072-05 | 66.55°比回転、ACS試薬 |
| ビブラトーム | ライカ・バイオシステムズ | VT1200S | 速度 20 mm/s、AMPL & ndash;0.60mm |
| キシレン | CTRサイエンティフィック | CTR05128 | CAS 1330-20-7。危険だ。 |
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