2016年3月26日
特定の細胞タイプへの遺伝子発現の局在化は、特異的な抗体がないために困難な場合があります。ここでは、ダブル蛍光 RNA in situ ハイブリダイゼーションと免疫染色を組み合わせることにより、遺伝子発現を 3 回同時に検出するプロトコールについて説明します。
この実験の全体的な目標は、二重蛍光in situハイブリダイゼーションとそれに続く免疫染色を使用して、脳切片における3つの異なる遺伝子の発現を同時に検出することです。この方法は、どの細胞タイプが目的の遺伝子を発現しているかなど、神経科学分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、目的の遺伝子の発現を特定の細胞タイプに局在化させるために、優れた抗体を必要としないことです。
この手順を要約すると、初日に、固定組織切片を切断し、2つの異なる標識RNAプローブと一晩でハイブリダイズします。2日目には、切片をFITC標識プローブを標的とする抗体と一晩インキュベートします。この抗体は西洋ワサビペルオキシダーゼと結合しており、3日目に蛍光チラミドの添加を触媒します。
次に、アルカリホスファターゼ標識抗体を使用して、DIG標識プローブを標的とします。4日目に、この酵素はFast Red溶液とインキュベートすると、蛍光沈殿物の形成を触媒します。次に、切片を目的のタンパク質を標的とする一次抗体と一晩インキュベートします。
最後に、5日目に、このタンパク質を蛍光色素標識二次抗体で可視化します。この手順を開始するには、RNAポリメラーゼプロモーターを含むプラスミドに目的の遺伝子のcDNA配列を含むDNAクローンを選択します。次に、DNAクローンを増殖させ、小規模プラスミド精製キットでプラスミドを抽出し、T7およびSP6ユニバーサルプライマーでシーケンシングします。
10〜20 μgのプラスミドDNAを、cDNAのセンス鎖の5つのプライムエンドで切断する制限酵素で消化します。摂氏37度で1.5時間インキュベートします。次に、アガロースゲルに少量のアリコートを泳動して、プラスミドが完全に直鎖化されていることを確認します。
直鎖状プラスミドを精製するには、3モル酢酸ナトリウムの容量の1/10、10ミリモルのTris-HCl平衡フェノールの容量、および1容量のクロロホルムイソアミルアルコールを添加します。室温で1分間16, 000Gで遠心分離し、上部水相を抽出します。次に、クロロホルムIAAを1容量追加します。
16, 000 Gで1分間遠心分離し、上部水相を抽出します。この手順をもう一度繰り返します。次に、2容量のエタノールを加え、摂氏マイナス20度で1時間または一晩保ちます。
その後、摂氏4度で16, 000Gで10分間遠心分離します。上清を捨て、ペレットを70%の冷たいエタノールで洗います。次に、2.5 マイクロリットルあたり 1 マイクログラムの cDNA の濃度で TE に再懸濁します。
2つのプローブを合成するには、まず適切なRNAポリメラーゼを選択します。次に、in vitro転写反応を調製し、DEPC処理水で最終容量を最大20マイクロリットルにします。摂氏37度で1.5時間インキュベートします。
その後、転写反応の1マイクロリットルを1%アガロースゲル上で実行し、反応が機能したかどうかを確認します。ゲルは、プローブの線形テンプレートと明るいバンドを示す必要があります。この手順では、凍結組織の厚さ15マイクロメートルの切片をクライオスタットで切断します。
切片を顕微鏡スライドに集め、スライドを1時間乾燥させて、組織がスライドに付着することを確認します。この手順がうまく機能するための最も重要な要素は、セクションの品質です。これは、一部は十分に灌流され固定された組織を持っていること、および一部はRNase汚染のない平らな切片を得るための切片作成技術に依存します。
次に、2つのプローブを摂氏65度に予め加温したハイブリダイゼーションバッファーで希釈し、よく混合します。300マイクロリットルのハイブリダイゼーション混合物を各スライドに塗布し、オーブンで焼いたカバースリップで覆います。その後、加湿チャンバー内でスライドを摂氏65度で一晩インキュベートします。
翌日、スライドを予め温めた洗浄バッファーを含むCoplinジャーに移し、スライドを摂氏65度で30分間、2回洗浄します。その後、スライドをMABT洗浄液で室温で10分間3回洗浄します。このステップでは、疎水性ペンを使用して、ティッシュ切片の周りに円を描きます。
次に、加湿チャンバー内でISHブロッキングバッファーを使用して、スライドを室温で1時間インキュベートします。次に、スライドを4°Cで一晩インキュベートし、西洋ワサビ過酸化標識抗FITC抗体とインキュベートします。次に、スライドをPBSTが入ったコプリンジャーに入れます。
毎回PBSTで3回10分間洗い、毎回新しいPBSTと交換します。その後、スライドに蛍光チロミドを加え、室温で10分間放置します。スライドをコプリンジャーに入れ、PBSTで10分間3回洗います。
その後、スライドをISHブロッキングバッファーと室温で1時間インキュベートします。次に、スライドをアルカリホスファターゼ標識抗DIG抗体と摂氏4度で一晩インキュベートします。その後、MABTで3回、10分ずつ洗います。
次に、スライドを pH 8.2 の 0.1 モルトリス HCL で室温で 5 分間 2 回洗浄します。高速赤色溶液をろ過し、スライドを摂氏37度で高速赤色溶液と加湿チャンバー内でインキュベートします。最適な現像にかかる時間は異なるため、蛍光顕微鏡でスライドを定期的にチェックし、沈殿物の形成を監視します。
その後、PBSTで3回、毎回10分間洗います。免疫組織化学を行うには、スライドをIHCブロッキングバッファーと室温で1時間、加湿チャンバー内でインキュベートします。次に、スライドを一次抗体溶液中で摂氏4度で一晩インキュベートします。
翌日、スライドをPBSTで10分間3回洗浄します。二次抗体溶液中で室温で1時間インキュベートします。その後、PBSTで毎回10分間、3回洗浄します。
その後、スライドを室温で部分的に乾燥させ、蛍光封入剤で封入します。スライドを乾燥させてから、共焦点顕微鏡でイメージングします。ここに示されているのは、ASPAとMbpのISHの代表的な画像と、それに続くOLIG2の免疫染色とフック染色を組み合わせたものです。
Aspaは、皮質および脳梁の一部のMBP陽性OLIG2陽性細胞で発現していました。一部のMbp陽性OLIG2陽性細胞はAspaを発現しません。この手順を実行する際には、スライスとすべての溶液にRNase汚染がないように注意することが重要です。
このビデオを見れば、N-シトリン阻害と免疫組織化学による遺伝子発現パターンの研究方法について十分に理解できるはずです。この技術は、さまざまな起源や発生段階のさまざまな組織に適応できます。
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本記事では、脳組織切片における3つの異なる遺伝子発現を同時に検出するためのプロトコルを提示します。この手法は、2重蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)と免疫染色を組み合わせたものであり、すべての標的に対して適切な抗体が利用できない場合でも、特定の脳細胞型への遺伝子発現の局在化を可能にします。本プロトコルでは、オリゴデンドロサイトおよびその他の脳細胞におけるAspartoacyclase (ASPA) 遺伝子の発現を研究することで、その手順を例証しています。
神経科学の創薬において、特定の脳細胞タイプにおける遺伝子発現を正確に特定することは、ターゲットの妥当性確認およびメカニズムのリスク低減に不可欠です。本手法では、高品質な抗体への依存なしに3つの遺伝子を同時に検出することが可能であり、ターゲット確認における主要なボトルネックを解消します。空間的に分解されたマルチプレックス遺伝子発現データを提供することで、中枢神経系(CNS)治療薬開発における初期の仮説検証およびポートフォリオの優先順位付けを支援します。
この手法は、ターゲット仮説からリード化合物の特定に至る創薬の連続的なプロセスに適合し、化合物スクリーニングの前にメカニズムとしての確信を提供します。