Name: マウス皮膚や毛包パターニングおよび感覚軸索形態の解析への応用のフラットマウントイメージング (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-25T15:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 58 s
Description: 学ぶフラットマウントイメージング法でマウス皮膚の毛包パターニングと感覚軸索形態を可視化する技術。物理的切片なしで高解像度画像を取得し、皮膚構造の空間的配列を詳細に解析できる。

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著者は、原稿に対する有益なコメントをいただいたアミール・ラトナー博士に感謝します。 ハワードヒューズ医学研究所の支援を受けています。

この研究は、国立衛生研究所の実験動物の管理と使用に関するガイドの推奨事項に厳密に従って実施された。動物のすべてが承認された制度的動物管理使用委員会ジョンズホプキンス医療機関（IACUC）プロトコルMO11M29に従って取り扱った。安楽死の承認された方法については、地域機関動物実験委員会のガイドラインを参照してください。アルデヒド固定剤や有機溶剤を取り扱う際は手袋、白衣、および安全メガネを着用してください。 材料の1。準備<ol><li>シルガードプレートを注ぐ<ol><li>メーカーの指示に従って、ベースと硬化剤を混合し、プラスチック製の棒でかき混ぜる。 </li><li>直径10cmの組織培養皿あたりピペットは、〜35ミリリットルの液体シルガード。組織培養皿は、標準的な細菌の料理よりも深い。これは虫ピンの垂直クリアランスを提供しています。 </li><li>ディを配置室温で一晩水平面にシーズ。混合中に形成された気泡が消えます。 </li><li>重合後、室温でシルガードプレートを格納します。 NOTE：シルガードプレートから外れるまでシルガードプレートを複数回年間、室温で保存し、再使用することができる。 </li></ol></li><li>ソリューション<ol><li>安息香酸ベンジル、ベンジルアルコール（BBBA）。 2ボリューム安息香酸ベンジル、1ボリュームベンジルアルコールを混ぜる。ガラス栓やテフロントップとガラス瓶内の暗所に保管してください。 注意：BBBA使用され、適切な有機溶剤の廃棄物として処理する必要があります。 BBBAプラスチックを接触させないでください。 </li><li>リン酸緩衝食塩水（PBS）。 4グラムPFA 80ミリリットルの水を加えて0.1 mlの1 NのNaOHを追加し、PFAが完全に溶解するまで約5分間〜70°Cのホットプレート上で撹拌し、次いで10ミリリットル10×PBSを添加し、100にボリュームをもたらす水を入れた。 注意：ホルムアルデヒド/ PFAとBBBA蒸気を吸入すると、あるべきふた付きの容器にこれらのソリューションを保つことによって最小化。ホルムアルデヒド/ PFAは発がん性物質である。 </li><li>オイルレッドOをイソプロパノール中の0.5％の株式を準備します。使用直前に、0.3％オイルレッドOの最終濃度まで水で希釈し、その後0.2μmのフィルターを通して濾過する。 </li></ol></li></ol> 2。皮膚の解剖、固定、クリア<ol><li>免疫染色およびメラニンイメージングのための背部皮膚<ol><li>非常に若いマウス（ 例えば 、胎児や生後（P）0-P3の仔）の場合は、イソフルラン吸入によりマウスを安楽死させる。イソフルラン吸入により、または頸椎脱臼が続くケタミン/キシラジン注射により高齢のマウスを安楽死させる。 </li><li>電気かみそりや脱毛ゲルで毛を取り除きます。 P8より若いマウスでは、このステップは省略することができる。 </li><li>耳と最後まで横方向に進む、各肢の基部の背側を通る、各脇腹に沿って尾の付け根から水平カットを作るためにカミソリの刃を使用して、鼻でING。 </li><li>軽く鉗子に挟まれないように手袋をした指の間の皮膚を保持することによって前方の後方から、下にある組織の進行から肌をはがします。耳のレベルで皮膚を剥離する際に、最初にハサミで耳を切断し、皮膚はこの位置で引き裂くことができるように、特にゆっくりと進んでください。 </li><li>この時点から以降は、上に向けて内部で皮膚を向けます。ピンに均等に周囲等間隔〜20虫ピンでシルガード皮膚;皮膚（ 図2B）をオーバーストレッチしないでください。 PBSの10〜20 mlの肌をカバーしています。 </li><li>鉗子は、皮膚に浸透するリスクを最小限に抑えるために水平に対向する鉗子の先端に傾斜または湾曲鉗子を使用して皮膚に関連する脂肪および結合組織を解剖離れる。優しく皮膚表面上の綿棒を転がすことにより、皮膚の下に閉じ込められている気泡を押し出す。 注：肌が起こっている場合フラットマウント免疫染色または組織化学に使用される、可能な限り結合組織のできるだけ多くを除去する;皮膚のメラニン色素沈着に基づいて、毛包を可視化するために使用されようとしている場合には、結合組織の少ない完全な除去が良好である。出生前の皮膚が付着し、結合組織の最小限の「クリーニング」を必要とします。 </li><li> 10センチメートルシルガードプレートあたり20の新たに調製した4％PFA / PBSのmlまたは10％緩衝ホルマリンを添加することによって固定さ皮膚を修正するか、新たに調製した20mlの（皮膚のメラニンイメージング又はアルカリホスファターゼ（AP）組織化学のために使用される場合） 2％PFA / PBS（皮膚が免疫染色や可視化トランスジェニックケラチン（KRT）17-GFP 11に使用される場合）、ゆっくり低温室で一晩回転させます。次の日、&gt; 10分間、PBSで洗浄します。 注：標準ホルマリンは37％ホルムアルデヒドである。従って、「10％ホルマリン」は、3.7％ホルムアルデヒドである。 </li><li> AP染色および免疫染色については、セクション3に進んでください。メラニンIMAGの場合ING、室温で穏やかに水平回転して、ステップごとに一日、段階的エタノールシリーズ（70％、95％、100％）を通って皮膚を脱水する。残留結合組織を除去します。 </li><li> 100％エタノール中で皮膚に、昆虫のピンを取り外して、所望であれば、ピンホールで皮膚の最も外周1〜2ミリメートルを除去するためにハサミで皮膚をトリム。 </li><li> 10cmの直径のガラス皿に皮膚を転送カールするのを防ぐために皮膚上の2つの顕微鏡用スライドガラスを置き、20mlのBBBAを加える。皮膚はBBBAを追加する前に、ガラススライドの重みで平坦化することが重要であるので、BBBAは急速に組織を硬化する。 </li><li>次の数時間にわたり、BBBAが皮膚上洗うことができるように数秒間皮膚からスライドを持ち上げます。 注：BBBAで作業する際は手袋を着用してください。皮膚の年齢や場所によってBBBAにおける最大30％の収縮がある場合もあります。 </li></ol></li><li>毛包パットの分析のための足の皮rning 注：一般的に調べた年齢の範囲は、P1〜P8である。 <ol><li>安楽死の後、足の足関節の上に切断し、足の裏を通して腹面に沿って単一ストレートカットを行います。 </li><li>そっと近位から遠位の方向に進んで、下にある組織から皮膚をはがします。 </li><li>肌を解放します（ 図2C）を上に向けて内面とシルガードするためにそれをピンに数字を切る。足の皮膚に最小限の結合組織があります。 </li><li>トランスジェニックKRT17-GFPの肌になりましたイメージングのための準備ができました。 2.1節で説明したようにメラニンイメージングのための固定、脱水、BBBAクリアを進める。 </li></ol></li><li>可視化皮脂腺のための足の皮<ol><li>安楽死の後、手袋をはめた指と親指で皮膚の表面上の毛リムーバージェルを擦って毛を取り除く; 10分間待ちます。 注：デリケートな足のお肌にダメージを与えます電気かみそりを使用しないでください。 </li><li> W水道水で皮膚表面を灰、2.2節で説明したようにシルガードに皮膚を解剖し、ピン。 </li><li>室温で30分間、1％PFA / PBSで固定し、次いでPBSで洗浄する。 注：これが最初の毛周期12の間に毛の色素沈着の最下点をマークしているため、皮脂腺ため、最初の出生後の週後に発症するフィート、上の皮脂腺を可視化するため、オイルレッドOを用いた分析のための最適な年齢は、P21ですより容易に見ることができる。アルビノマウスを用いたこの分析は、どの年齢でも行うことができた。アルビノの子孫を得るためにこのようなC57BL/6J-TyrのC-2Jなどのチロシナーゼ突然変異体のラインに着色された変異マウスを渡ります。 </li></ol></li><li>メラニン分布解析、毛包の向き、皮脂腺の可視化のための尾皮膚の準備<ol><li>安楽死の後、尾の付け根の周りに円形のカットした後、その腹面に沿って尾の長さを実行する縦スリットを作る。 </li> &lt;李&gt;しっかりテール骨および/または1ピンセットや鉗子の第二の対と皮膚と結合組織の先端をつかんで、先端から始まる尾の皮膚をはがし。シルガードに尾の皮膚をピン。 </li><li> 2.1節で説明したようにメラニン分布と毛包の向きの分析のために、皮膚を固定し、処理します。皮脂腺の分析のために、一連のセグメントへの尾の皮膚をカット約0.5〜1固定前に、長さがCMと真皮-表皮の接着13を弱めるために37℃で一晩、PBS / 5 mMのEDTA中の皮膚片をインキュベートする。 </li><li>そっと、真皮から表皮を剥離シルガード（内面まで）に表皮をピン、室温で1時間、4％PFA / PBSに固定します。 PBSで洗浄し、以下に述べるように、オイルレッドOで染色する。 注：電気かみそりおよび/ ​​または脱毛ゲルは、前の古い尾の皮膚（ 例えば 、P21）を解剖に使用することができますが、尾の毛ではないので、この治療法はオプションです体の他の部分にできるだけ密。 </li></ol></li></ol> 3。染色反応<ol><li>遺伝的に標識された軸索アーバー10,14,15（ 図3A、B）を視覚化するために、ヒト胎盤アルカリホスファターゼ（AP）組織化学<ol><li>シルガード上のPFA固定後、10cmのガラス皿で修正スキンを配置し、PBS / 1のMgCl 2の下に沈める。穏やかに内因性ホスファターゼ活性を破壊するために90分間70℃の水浴中で皿を回転させる。 </li><li>通常は、10〜15を使用して、0.1 Mトリス、pHは9.5、0.1MのNaCl、50のMgCl 2、0.34μg/ mlのNBT、および0.175μg/ mlののBCIP、室温で4-48時間培養して組織化学的に、APレポーター活性を可視化するP21の背部皮膚あたりの染色溶液1ml。非特異的NBT沈着を基準に軸索染色強度の目視検査によって判断されるようにそれは、最適な時間より先に進ませないように注意しながら、解剖顕微鏡下で反応をモニターする。 </li&gt; <li> 1時間かけてのPBS/0.1％のTween-20を3回交換して洗浄す​​ることにより反応を停止、シルガードへの再ピンスキン、エタノール系列を通してスキンを脱水してからで10cmの皿にスキンを転送BBBA。 注：BBBAゆっくりNBT沈殿物を溶解する。 BBBAの最初の数時間の間に、沈殿したNBTの細かい背景が溶解する。結果として、BBBA溶液が暗くなり、肌が明るくなります。数時間後に新鮮なBBBAに変更します。 </li><li> AP染色された皮膚を画像化した後、室温で&gt; 1時間エタノールに転送した後、-20℃で新しいエタノールに保管AP染色されたスキンは、信号の損失なしに何ヶ月も、このように保存することができます。 </li></ol></li><li>オイルレッドO染色は皮脂腺4（図3C-F）を可視化するために、 <ol><li>昆虫でピンを​​取り外し、6ウェル組織培養プレートのウェルにシルガード板から軽く固定し、足または尾スキンを転送する、とウェル当たり2の皮膚試料まで。 60:40イソプロパノールで洗浄した：水を室温で5分間。 </li><li> 2時間室温で水（セクション1.2を参照）。60:40イソプロパノール中2ミリリットルの0.3％オイルレッドOでの染色。 </li><li> 60:40イソプロパノールで洗浄した：水洗浄、続いて室温で5分間、水、。皮膚の表面は、できるだけ平坦にすることができるように、慎重に微細なハサミで、ピンホールを含む皮膚のエッジをトリミングする。 </li><li>上を向く外面にスライド上に皮を置き、水または水性封入剤を数滴を追加し、カバーガラスで皮膚をカバーし、その後、やさしく、さらに肌を平らにするためにスライドにカバースリップをテープで固定します。 </li></ol></li><li>フラットマウント免疫染色4,16,17（ 図3G、H） <ol><li>非対称カット（ 例えば 、前方右上のクリップ）で、その向きをマーク、PFA固定皮膚（ 例えば、1センチメートル×0.5センチメートル）の矩形をカット。インキュベーションを行い、回転水平プラットフォーム上で穏やかに回転して手順を洗う。 6ウェル中 - または12 - ウェル組織培養プレートのhr 5-8にわたってPBSの〜10の変更0.3％トリトンX-100（0.3％PBST）で洗浄し、残留PFAを除去するためにPBSで数回洗浄皮膚を透過するため、室温。 </li><li>室温で5日間、5％ヤギ血清および20％DMSOと0.3％PBST中で一次抗体と共にインキュベートする。蒸発損失を排除するために明確なテープや接着剤をプラスチックでプレートのウェルをカバーしています。 </li><li> 5-8時間かけて0.3％PBST 10-15の変化で洗浄し、室温で3日間、5％ヤギ血清および20％DMSOと0.3％PBSTで二次抗体と共にインキュベートする。 </li><li> 5-8時間かけて0.3％PBSTを10月15日の変更で洗うこと。 </li><li>各5分間および20分間ずつ3回、次いで100％メタノール中で、25％、50％、および75％メタノール中で脱水する。 </li><li>室温で一晩BBBAをクリア。 注：フラットよりも若い肌の免疫染色をマウント〜P1は、上述のように、より短いインキュベーションで行い、回洗浄することができる。例えば、P1の皮は、一次抗体での一晩のインキュベーション、二次抗体のいくつかの時間のインキュベーションを用いて免疫染色し、0.3％PBST中だけ2〜3時間の洗浄を介在とすることができます。上述したように、若いスキンはまた、BBBAクリアせずに撮像することができるように十分に薄い。 </li></ol></li><li>蛍光神経ターミナル色素取り込み（3I-Lは図 ）とメルケル細胞クラスターを可視化する AMI-43（緑）、AM4-65（赤）は非選択的陽イオンチャネル18を介して細胞に侵入し定着可能な蛍光色素である。生きている皮膚では、これらの染料は、選択的に取り込まれ、メルケル細胞に集中。 <ol><li> -80℃で一定分量中の1 mgのAM1-43またはAM4-65 2mlのPBS中、店舗を溶かす</li><li> 29 G針を用いて、グラム体重あたり2-10μgの染料を皮下新生児を注入する。 </li><li> 1日後、マウスやディッセを安楽死させる背の皮をカラット</li><li>一晩4℃で4％PFA / PBS中でスキンを修正し、PBSで洗浄し、3.2節で説明したように肌をマウントします。 </li></ol></li></ol> 4。イメージングと画像解析<ol><li>画像化する毛包の向き（ 図4） <ol><li> 、BBBAに沈め、スライドガラスの下に平らにし、まだガラス皿内にある画像背部、足、または尾の皮に解剖顕微鏡を使用する - この方法では、顕微鏡のBBBA汚染を最小限に抑えることができます。 </li><li>下からお皿を照らす。視野を横切る光強度の空間的変化を最小限に抑えるには、〜10センチメートル解剖顕微鏡の標準作業面上の高さにガラス皿を昇格し、光源の上に拡散プラスチックまたはガラス板を配置します。 </li><li> -20℃での長期保存のための100％エタノールに皮膚を返す 注：複数の日BBBAで皮膚のままにしておくと、メラニン顆粒が破損する原因となる一部。肌がBBBAが処理された後は、それは硬く以降、その時点から横ばいになる。それらは冷凍庫にスペースを節約するために、一緒に格納することができるように異なるスキンは、その前方及び/又は後方端で一連のノッチで符号化することができる。 </li></ol></li><li>イメージングおよびトレースアクソンアーバー（ 図3A、B） <ol><li>小さなタンパク質ゲルのために使用されるタイプの2枚のガラス板の間に、AP​​染色した皮膚（3.1.3項）を配置します。プレートと皮膚との間に気泡を導入しないようしてから、慎重にペーパータオルで余分なBBBAを吸い取る。顕微鏡ステージ（ 図2D）の板皮膚プレートのサンドイッチを置きます。 </li><li> 10倍の対物レンズと2μm以上5μmのZ軸のステップを明視野またはDIC照明を使用してください。単一の三次元階調データセットを作成するために縫合されているXY画像のモンタージュを捕捉するために機械化されたXYステージを使用する。 注：単一の大きな軸索アーバの場合、このデータセットであり得る5ギガビットとして大S。 </li><li>ソフトウェアのパッケージは、任意の種々の持つ軸索アーバーの、手動の自動化された、または半自動トレースを実行します。 注：（http://www.reading.ac.uk/neuromantic/）などNeuromanticなどのソフトウェアは、PC環境で実行され、10をマスターすることは比較的容易である自由神経細胞の再構築ツールです。 </li></ol></li></ol>

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著者らは開示するものは何もない。

上記の解剖​​方法の習得だけ忍耐、着実に手を必要とし、いくつかの良い解剖ツール。背部皮膚切開は比較的簡単ですが、尾や足の皮膚切開 - 特に生後初期の年齢では、 - より困難である。 （E15前など ）の早期出生前年齢で、皮膚はそれを引き裂くことなく除去することは困難である。立毛筋19の成長の研究に見られるように、例えば、好都合なことに、マウスにおける皮膚構造の成長及びパターンの多くの研究のために、関心のあるイベントは、出生後に起こる。 皮膚が比較的屈折性組織であるため、フラットマウント構成で、深い皮膚の中に画像化することは困難である。肌が原因で分化し、その構成層の厚さの増加に成熟するにつれて、この課題が大きくなる。この問題に対する一つの部分的な解決策は、真皮および表皮を分離し、表皮を分析することである独立した構造（「表皮ホールマウント」）のようになる。このアプローチは、特に、マウスの尾の皮膚のために、毛包とそれに関連する構造を視覚化するのに便利です。しかし、マウスの背部皮膚から高品質の表皮ホールマウントを得ることはおそらく、真皮に深く延びる毛...

皮膚は体性感覚、断熱材/体温調節、および免疫防御1で重要な機能と体内で最も大きな臓器の一つである。肌の発生と機能の分子細胞基盤を理解することがあるため、生体系および皮膚科学との関連性などの皮膚の基本的に重要で長年注目されています。哺乳類の皮膚は、ケラチノサイトの層状の層、真皮結合組織、毛嚢のいくつかのタイプ、皮脂腺、立毛筋、血管、および求心性の少なくともダースの異なるクラス（感覚）と遠心性神経を含む多細胞構造物の様々な含まれている繊維（ 図1）。身体の異なる領域は、皮膚の特徴的に異なったタイプに関連付けられています。ほとんどの哺乳類では、ほぼ全体表面が密に毛包が充填されている皮膚で覆われている。 [人間と裸のモルラットは番目の例外を構成するパターンです。]髪はまた特殊な表皮パターン（dermatoglyphs）、外分泌腺、および感覚神経終末に関連している手と足の掌表面から欠落しています。増殖、分化、および毛包内の細胞の空間配置を制御する細胞および分子事象は、器官2の中心機能の多くは、小型で、各卵胞の展示として特に興味深い。これらの機能は、幹細胞の存在と幹細胞ニッチ、正確振り付け細胞の移行、および発生学の異なるコンポーネントから多細胞構造のアセンブリを含む。 この記事では、完全な2次元のシートとして、定着、ラベル付け、およびイメージングマウスの皮膚を切開するための方法を説明し、「全体のマウント」または「マウントフラット」の準備と呼ばれる。マウスの皮膚が比較的薄いので、平坦化されたスキー板の全厚を通って画像化することが可能であるnは、従来の共焦点顕微鏡を用いて。哺乳動物の皮膚を撮像するためのフラットマウントアプローチ、それによって構造が光学セクショニングによって完全に再構成することができるように、物理的なセクショニングの必要性をバイパスするため、技術的に有利である。皮膚のほぼ全体が単一のオブジェクトとして処理されるため、本体の軸に相対的な位置姿勢についての情報を保存しながら、フラットマウントアプローチは、体表面の複数の領域の画像化を容易にする。最後に、皮膚内の構造は、典型的には、このように所定の構造の複数の代表者からの画像の収集を容易にする、一定の間隔で繰り返されるパターンで存在する。これらの特性は、網膜ニューロンの形態3の研究のために類似の利点を享受し、中枢神経系の二次元部分で動作神経生物学者にはよく知られている。 ここで説明するフラットマウントのアプローチは、特別なUTILITある皮膚の二次元平面内の比較的大規模に空間的構成を示す構造を研究するためのy。メルケル細胞クラスター、立毛筋、皮脂腺、および神経終末4 -大規模空間的構成の一例としては、毛包や毛包関連構造の協調極性である。毛包、皮膚の平面に対してある角度で配向され、皮膚の2次元平面内にある毛包ベクトルの成分は、一般に、正確に決定されるごとに、本体軸に対して配向を呈するている身体上の位置。例えば、足の背側表面に尾する吻側および毛髪からのバックポイントの毛包は、近位から遠位を指す。毛嚢の向きは、平面細胞極性シグナル伝達によって制御される（PCP;とも呼ばれる組織極性5）。この信号システムは、小さなショウジョウバエで発見されましたコアPCP遺伝子のセットは、クチクラの毛と毛の向きを制御することが見出された。三つの哺乳類コアPCP遺伝子のオルソログ- （もFZ6とも呼ばFZD6、）のfrizzledホモログ6、のEGF LAG 7パスGタイプ受容体1（CELSR1を ）カドヘリン、およびバング様2（Vangl2は ） -哺乳類に類似した役割を果たしている皮膚、身体の軸を毛嚢の向きを調整する。 FZ6ノックアウトマウス（ - / - FZD6 tm1Nat、以下FZ6と称する）の研究は、PCPシグナル伝達の非存在下で一次欠陥は、卵胞の固有の構造に影響を与えず、毛包の向きの初期ランダム化又は無秩序であることを示す6-8。第二の非PCPシステムは、渦巻きや房のような大規模なヘアパターンの生成をもたらす近くの卵胞のローカルアラインメントを促進するために後で役割を果たします。 大規模の第二の例皮膚内の空間的構成は、感覚軸索アーバーの形態を見られます。皮膚を支配する感覚ニューロンは、脊髄後根および三叉神経節に細胞体を持っている。これらのニューロンは、温度、疼痛、かゆみ、皮膚や毛髪9に衝突する機械的変形の様々なタイプを検出する。これらは、軸索の直径および伝導速度、末端神経終末の構造、および受容体、チャネル、および他の分子の発現のパターンに基づいて亜型に分けることができる。そのため皮膚内神経支配の高密度のため、（単一の細胞型は蛍光レポーターの発現によってマークされているときに見られるように）それはすべての軸索（ 例えば 、抗ニューロフィラメント免疫染色）、または単一のクラスであっても、すべての軸索を可視伴う分析する一般的には不可能個々のアーバの形態を定義することが軸索の密な重ね合わせが明らかになった。この問題を回避するために、我々は非常に疎な遺伝的突然変異リットルを使用しているabelingは、個々の十分に単離された軸索アーバは組織化学的レポーター、ヒト胎盤アルカリホスファターゼ10の発現によって可視化された背部皮膚サンプルを作製した。このアプローチは、個々の軸索アーバの形態を明確に可視化し、形態学的基準に基づいて、体性感覚ニューロンの種類を定義できます。

<table><tbody><tr><td>5-ブロモ-4-クロロ-インドリルホスフェート(BCIP)</td><td>ロシュ</td><td>11383221001</td><td></td></tr><tr><td>AM1-43</td>ビ<td>オチウム</td><td>70024</td><td></td></tr><tr><td>AM4-65</td>ビ<td>オチウム</td><td>70039</td><td></td></tr>ベン<tr><td>ジルアルコール</td><td>シグマ</td><td>402834</td><td></td></tr><tr><td>ベンジル安息香酸シ</td><td>グマ&nbsp;</td><td>B-6630</td><td></td></tr><tr><td>共焦点顕微鏡</td><td>ツァイス</td><td>LSM700</td><td></td></tr><tr><td>Cy3-α 平滑筋アクチン抗体</td><td>Sigma&nbsp;</td><td>C6198</td><td>1:400</td></tr><tr><td>サイトケラチン-8&nbsp;</td><td>Developmental Studies Hybridoma Bank</td><td>TROMA-I-c</td><td>1:500</td></tr><tr><td>解剖顕微鏡</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>解剖ツール&nbsp;</td><td>ファインサイエンスツール</td><td></td><td>はさみと鉗子</td></tr><tr><td>電気カミソリ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>フルオロマウントG</td><td>EM科学</td><td>17984-25</td><td></td></tr><tr><td>ホルマリン</td><td>シグ</td><td>マ HT501320</td><td></td></tr><tr><td>ガラス皿</td><td>パイレックス&nbsp;</td><td></td><td>直径6cmと10cm</td></tr>の<tr><td>ガラスプレート</td><td>Amersham Biosciences</td><td>SE202P-10</td><td>10 cm x 8 cm x 1 mm</td></tr><tr><td>ヘアリムーバー&nbsp;</td><td>ネール</td><td></td><td></td></tr><tr><td>水平回転プラットフォーム&nbsp;</td><td>Hoefer</td><td>PR250 オービタルシェイカー</td><td></td></tr><tr><td>昆虫ピン</td><td>Fine Science Tools&nbsp;</td><td>26002-20</td><td></td></tr><tr><td>ケタミン/キシラジン</td><td>シグマ</td><td>K113</td><td></td></tr><tr><td>ニトロブルーテトラゾリウム(NBT)</td><td>ロシュ&nbsp;</td><td></td><td></td>11383213001</tr><tr><td>オイルレッドO</td><td>シグマ</td><td>O0625</td><td></td></tr><tr><td>パラホルムアルデヒド</td><td>シグマ&nbsp;</td><td>P6148</td><td></td></tr><tr><td>カミソリ刃</td><td>VWR</td><td>55411-055</td><td></td></tr><tr><td>二次抗体&nbsp;</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>Alexa-dye conjugated&nbsp;</td></tr><tr><td>Sylgard-184</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9020938</td><td></td></tr><tr><td>組織培養プラスチック皿</td><td></td><td></td><td>直径 10 cm</td></tr><tr><td>組織培養プレート</td><td></td><td></td><td>6 ウェルおよび 12 ウェル&nbsp;</td></tr></tbody></table>

マウス皮膚や毛包パターニングおよび感覚軸索形態の解析への応用のフラットマウントイメージング

Flat Mount Imaging of Mouse Skin and Its Application to the Analysis of Hair Follicle Patterning and Sensory Axon Morphology

皮膚は非常に不均質な組織である。皮内構造は、毛包、立毛筋（例えばメルケル細胞クラスターなど）の表皮の専門分野、皮脂腺、神経や神経終末、および毛細血管が含まれる。これらの構造の空間的配置を密に顕微鏡スケールで制御されている - と巨視的スケールで - - 、例えば、単一の毛包内の細胞型の整然とした配置に見られるように、毛髪の数千のほぼ同一の向きに見られるように皮膚の局所的領域内の卵胞。物理的に肌を区画することなく、これらの構造を視覚化するため、この器官の2次元ジオメトリに可能である。このプロトコルでは、マウスの皮膚を切開し、固定し、透過処理し、染色し、インタクトな二次元の物体、平坦なマウントとして明確にすることができることを示している。プロトコルは、OPTによる皮膚の広い領域の全厚さを貫通して、その全体が皮膚構造を簡単に可視化を可能にするiCalの切片と復興。これらの構造の画像は、また、体軸に位置及び向きに関する情報と統合することができる。

皮膚のフラットマウントの明視野イメージングは、メラニン色素沈着（ 図4）に基づいて画像の皮膚感覚求心性神経（ 図3A 10）及び毛包パターンに使用することができる。皮膚のフラットマウントの共焦点イメージングは、抗サイトケラチン6、または有する抗可視化AM色素取り込み（3I-Lフィギュア ）、（2）立毛筋、で可視化（1）メルケル細胞クラスターの幾何学的形状を定義するために使用することができるオイルレッドO（ 図3C-F）、および（4）毛包で可視化し、平滑筋アクチン（ 図3G、H）、（3）皮脂腺は、KRT17-GFPトランスジーンまたは抗KRT17抗体で染色して可視化4（ 図3E-G、K、L）。これは、手動では、Adobe PhotoshopやIllustratorを使用して構造上の既知の向きのベクトルを配置してから、quantifyinことにより、このような画...

このような毛包と神経終末など - - 空間構成の特徴的なパターンを示す哺乳動物の皮膚は、構造体の多様な配列が含まれています。フラットマウントとして皮膚を分析して皮膚構造の全層の高解像度画像を生成するためにこの組織の2次元形状を利用する。

Skin is a highly heterogeneous tissue. Intra-dermal structures include hair follicles, arrector pili muscles, epidermal specializations (such as Merkel ...

この手順の全体的な目的は、サンプルを物理的に切断することなく、毛包や神経終末などの皮膚構造を完全に可視化することです。これはまず、背中、後肢、尾など、さまざまな身体部位から皮膚を採取することによって達成されます。次のステップでは、皮膚サンプルを平坦化し、洗浄します。次に、皮膚サンプルを適切な方法で固定します。最終ステップとして、皮膚サンプルの免疫染色または組織化学染色を行います。最終的に、解剖顕微鏡または共焦点顕微鏡を用いてイメージングを行い、さまざまな皮膚構造の形態を可視化します。表皮ホルモンマウント標本作製などの既存の手法に対する本手法の主な利点は、身体のあらゆる部位の皮膚に適用可能であり、真皮から表皮を分離する必要がない点にあります。この方法は、細胞極性の研究における重要な疑問を解決するのに役立ちます。皮膚の二次元的な幾何学的構造と毛包の独特な配置は、このプロセスを研究するための理想的な系であるため、本手法は細胞極性への洞察を与えるだけでなく、個々の軸上の形態の直接的な可視化に基づく体性感覚ニューロン型の定義など、皮膚発達の他の側面を研究するためにも適用可能です。足や尾などの一部の部位からの皮膚剥離は習得が困難であるため、本手法の視覚的なデモンストレーションが極めて重要となります。皮膚を完全に平坦にし、しわや過剰な伸展を避けることが重要です。本デモンストレーションでは、イソフルラン吸入により安楽死させたP3マウスから背側皮膚を採取します。メスを使用して、尾の付け根から各側腹部に沿って水平に切開し、各肢の付け根の背側を通り、耳の外側を経て鼻端で終わるように切開します。手袋を着用した指で皮膚を保持し、鉗子で皮膚を挟まないように注意しながら、後方から前方に向かって、下層組織から皮膚をそっと剥離します。まず耳の高さの皮膚を剥離する場合、鋏で耳を切り取り、この部位は皮膚が裂けやすいため、特にゆっくりと作業を進めてください。ここから先は、皮膚の内側を上に向けて配置します。皮膚の周囲に約20本の昆虫ピンを等間隔に刺し、S Guardに固定します。この際、皮膚を伸ばしすぎないようにしてください。その後、角度付きまたは湾曲したピンセットを用いて、10から20 millilitersのPBSで皮膚を覆います。皮膚に付着している脂肪および結合組織を剥離します。ピンセットが皮膚を貫通するリスクを最小限に抑えるため、ピンセットの先端を水平に向けてください。綿棒で皮膚表面を優しく転がし、皮膚の下に溜まった気泡を押し出します。次のステップは、ピン皮膚を固定することです。皮膚をメラニンイメージングまたはアルカリホスファターゼ組織化学染色に使用する場合は、10 cmシャーレあたり、調製直後の4% PFA-PBSまたは10%緩衝ホルマリンを20 mL加えます。免疫染色またはトランスジェニックケラチンKRT 17 GFPの可視化に使用する場合は、10 cmシャーレあたり、調製直後の2% PFA-PBSを20 mL加えます。低温室で一晩緩やかに回転させ、翌日にPBSで10分以上洗浄してください。アルカリホスファターゼ組織化学染色の手順は、このビデオでは実演しません。メラニンイメージングについては、室温で緩やかに水平回転させながら、各ステップ1日ずつ、段階的なエタノール系列を用いて皮膚を脱水します。3日後、100% ethanolに浸した状態で、脱水した皮膚から残存する結合組織を取り除きます。昆虫ピンを取り除き、皮膚を直径10 centimeterのガラスシャーレに移します。この手順を成功させるには、皮膚サンプルを完全な状態で採取し、完全に平らにする必要があります。皮膚の上に2枚のガラス顕微鏡スライドを置き、皮膚を平らにして丸まるのを防ぎます。ベンゾイル安息香酸ベンゾイルおよびベンジルアルコール（BBBA）を20 milliliters加え、その後数時間かけて組織を急速に硬化させます。スライドを皮膚から数秒間持ち上げ、BBBAが皮膚全体に行き渡るようにします。毛包パターニング解析用の足皮膚は、通常P1からP8の動物から採取します。安楽死させた後、足首の関節より上の部分で足を切り取り、足底の腹側表面に沿って直線的に1回切開します。近位から遠位に向かって、皮膚を下の組織からそっと剥離させます。指の部分を切り離して皮膚を解放し、内側を上にして皮膚を固定台にピンで固定します。足の部分には結合組織がほとんどありません。皮膚トランスジェニック。KRT 17 GFP皮膚のメラニンイメージングの準備が整いました。背側皮膚について先に示した方法で皮膚の固定および処理を行います。P 21の個体を安楽死させた後、除毛剤を塗り込んで毛を除去します。手袋を着用した指と親指で皮膚表面にゲルを塗り、10分間待機します。皮膚表面を水道水で洗浄します。その後、前述の方法に従って、足の皮膚を解剖し、Sガードにピンで固定します。室温で1% PFA-PBSを用いて30分間固定し、その後PBSで洗浄します。尾部皮膚を調製するには、まず尾の付け根に円周状の切開を入れ、次に腹側を伝って尾の長さに沿って縦に切り込みを入れます。一本のピンセットで尾骨または結合組織をしっかりと掴み、もう一本のピンセットで皮膚を掴み、先端から尾部皮膚を剥がします。メラニン分布および毛包の配向を解析するため、尾部の皮膚をSILガードにピンで固定します。固定前に行う皮脂腺の解析に向けて、背部皮膚で示した方法に従って皮膚を固定・処理します。尾部の皮膚を約0.5～1 cmの長さのセグメントに連続的に切断し、5 mM EDTA含有PBS中で37 °Cにて一晩インキュベートします。翌日、真皮と表皮の接着を弱めるため、表皮を真皮からゆっくりと剥がします。表皮の界面をSガードでピン留めし、4% PFA-PBS中で室温で1時間固定します。その後、表皮をPBSで洗浄し、プロトコルの本文に従ってオイルレッドOで染色します。解剖顕微鏡を用いて、BBBAに浸され、ガラススライドで押しつぶされた状態でガラスシャーレに入っている足背または尾の皮膚を撮影します。この手法により、顕微鏡へのBBBA汚染を最小限に抑えることができます。視野全体の光強度の空間的な変動を最小限にするため、シャーレを下から照明してください。ガラス皿を実体顕微鏡の標準的な作業面から約10 cmの高さまで上げ、光源の上にプラスチック製またはガラス製の拡散板を置きます。イメージングが完了したら、皮膚を100%エタノールに戻し、−20 °Cで長期保存してください。アルカリホスファターゼ染色した皮膚をイメージング用に準備するには、小型タンパク質ゲルに使用されるタイプの2枚のガラスプレートの間に配置します。プレートと皮膚の間に気泡が入らないように注意してください。余分なBBBAはペーパータオルで丁寧に拭き取ります。このプレート・皮膚・プレートのサンドイッチ構造を顕微鏡ステージ上に置いてください。10倍の対物レンズを用い、明視野またはDIC照明で、Zステップを2µmまたは5µmに設定して観察します。電動XYステージを使用してXY画像のモンタージュを撮影し、それらを繋ぎ合わせて単一の3次元グレースケールデータセットを作成します。その後、さまざまなソフトウェアパッケージを用いて、軸索樹状突起の半自動トレースを行います。皮膚フラットマウントの明視野イメージングを用いることで、ここに追跡画像とともに示すような単一の皮膚感覚神経樹状突起をイメージングできます。また、明視野イメージングでは、メラニン色素沈着に基づく毛包パターンの可視化も可能です。これらの画像は、野生型およびFrizzled 6ノックアウトマウスのP1皮膚、およびFrizzled 6ノックアウトマウスのP7皮膚を示しています。皮膚のフラットマウントの光学顕微鏡イメージングを用いることで、皮脂腺とその管状構造の幾何学的形状を定義することができます。Oil Red Oで可視化した皮膚において、frizzled sixノックアウトマウスの皮脂腺は、野生型の背足と比較して無秩序に配置されています。A GFPタグ付きケラチンKRT 17 GFPを発現し、Oil Red Oで染色した野生型およびfrizzled sixノックアウトマウスから採取した皮膚です。Red O染色により、ノックアウト皮膚の中心に毛旋（ヘアワール）があることが明らかになりました。皮膚のフラットマウントの共焦点イメージングにより、KRT 17 GFPおよび抗GFP免疫染色で可視化した毛包と立毛筋の幾何学的構造を定義することも可能です。眼筋は抗平滑筋アクチン免疫染色により可視化しました。メルケル細胞クラスターは、抗サイトケラチン8またはAM 1 43色素の取り込みによって視覚化され、その中心にある毛包はKRT 17 GFPによって視覚化されます。Frizzled 6ノックアウトのメルケル細胞クラスターは、前方に開いているのではなく、閉じた円を形成しています。一度習得すれば、適切に行えば解剖は約30分で完了し、数日から1週間以内にさまざまな染色の実施が可能です。このビデオを視聴することで、体のさまざまな部位から皮膚を採取する方法と、ホルモン形式でさまざまな皮膚構造を視覚化するための染色の方法について、十分に理解できるはずです。皮膚構造の高解像度な全層画像は、標準的な光学顕微鏡および共焦点顕微鏡を用いて収集できます。パラホルムアルデヒドおよびBBBAを取り扱う際は、極めて危険であることに注意してください。これらの溶液は密閉容器に保管し、蒸気の吸入を最小限に抑え、皮膚への接触を避けてください。また、BBBAをプラスチックに接触させないでください。

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

このビデオは、マウスの耳介の毛包における機械的に刺激された求心性出力と神経終末標識の複合記録を示しています。蛍光膜色素への曝露前後の毛包神経終末の機械的刺激、生成された活動電位の電気生理学的記録、および毛包の神経終末標識の視覚化に関与するステップを概説します。...

マウス毛包における機械的に刺激された求心性出力と神経終末標識の複合記録

動的な縦イメージングレポータートランスジェニックマウスにおける神経終末の選択的レーザ病変のためのプロトコルが提供される。...

皮膚における単一神経終末のin vivo二光子顕微鏡で

我々は、マウス胚の皮膚の切開およびex vivoでの文化について説明します。培養系は、組織表面を横切って気液界面を維持し、倒立顕微鏡でイメージングを可能にする。メラノブラスト、現像皮膚の成分は、それらの蛍光挙動は、共焦点顕微鏡を用いて観察することを可能に標識される。...

ex vivoで培養マウス胚の皮膚およびメラノブラストの移行のライブイメージング

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柵末端の機械的刺激による求心性分泌を記録するためのシンプルで新しい技術が提示されています。これは、マウスの耳の皮膚の毛包を神経支配するものです。...

マウスの毛包披針形エンディングで機械的に刺激された求心性の出力および神経ターミナルラベリングの複合記録

ここでは、ステリルピリジニウム染料による染色および脱染中にマウスの耳の皮膚の毛包を神経支配する柵末端の生きた披針形感覚終末をイメージングするための新しい準備について説明します。...

の毛包披針形語尾に神経末端標識リビングの光監視<em&gt; ex vivoで</em&gt;マウスの耳皮膚

このレポートは、全層マウスの皮膚生検を明らかにし、3Dでの単一細胞の解像度でのタンパク質発現パターン、増殖細胞、および皮脂細胞を可視化するCUBICプロトコルについて説明します。この方法は、皮膚の解剖学や病理学の、遺伝子組み換えマウス系統の異常上皮表現型の正確な評価を可能にします。...

CUBICプロトコルは、全マウントスキン準備中の単一細胞の解像度でのタンパク質発現を可視化

この研究は、共焦点イメージングモダリティの完全な利用を可能にする、厚い3次元組織断面分析のための新規な処理およびイメージングプロトコルを提示する。このプロトコールは抗原性を保持し、皮膚組織学および潜在的に他の組織型を分析するための堅牢なシステムを表す。...

水平全マウント：皮膚の厚い3次元組織断面のための新規処理および画像化プロトコール

ここでは、分岐の形態形成および末梢神経、血管、免疫細胞分布のパターンを視覚化することを可能にする全体の大人マウス耳介皮膚に高解像度全体マウント画像処理手法について述べる。...

大人の耳の皮膚の共焦点顕微鏡を全取り付ける: 神経血管分岐の形態形成と免疫細胞の分布を検討するモデル システム

本研究は、マウスの前足の皮膚における低閾値機械受容体(LTMR)軸索末端の構造を可視化するための 生体内...

マウス皮膚における触覚感覚軸索形態のバイタル2光子イメージング

学ぶフラットマウントイメージング法でマウス皮膚の毛包パターニングと感覚軸索形態を可視化する技術。物理的切片なしで高解像度画像を取得し、皮膚構造の空間的配列を詳細に解析できる。

マウス皮膚や毛包パターニングおよび感覚軸索形態の解析への応用のフラットマウントイメージング

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