우리는 알츠하이머 병의 쥐 모델에서 단핵 식세포에 의해 대뇌 아밀로이드 β (Aβ) 식균 작용의 실리코 모델링 (q3DISM)의 양적 3D에 대한 방법론을 개발했다. 이 방법은 생체 내에서 거의 모든 식세포 이벤트의 정량화를 위해 일반화 될 수있다.
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우리는 알츠하이머 병의 쥐 모델에서 단핵 식세포에 의해 대뇌 아밀로이드 β (Aβ) 식균 작용의 실리코 모델링 (q3DISM)의 양적 3D에 대한 방법론을 개발했다. 이 방법은 생체 내에서 거의 모든 식세포 이벤트의 정량화를 위해 일반화 될 수있다.
신경 염증은 이제 신경 퇴행성 질환의 주요 병인 요소로 인식되고 있습니다. 단핵 식세포는 식균 작용 및 파편과 이물질의 통관에 대한 책임 선천성 면역 세포이다. 이 세포들은 주변에서 침투 미세 아교 세포로 알려진 CNS 상주 식세포 및 단핵 식세포를 포함한다. 광학 현미경은 일반적으로 쥐 또는 인간의 두뇌 표본 식세포를 시각화하는데 사용되었다. 그러나 질적 방법은 생체 내 식균 작용의 결정적인 증거를 제공하지 않았습니다. 여기, 우리는 실리 모델링 (q3DISM), 설치류 알츠하이머 병 (AD) 모델에서 단핵 식세포에 의해 아밀로이드 β (Aβ) 식균 작용의 진정한 3D 정량을 가능하게하는 강력한 방법 양적 차원을 설명합니다. 이 방법은 형광 Aβ는 쥐의 뇌 섹션 phagolysosomes 내에서 캡슐화 시각화하는 것을 포함한다. 대형 Z 차원 공 촛점 데이터 세트는 3D는 A & 정량을 위해 재구성# 946; 공간적으로 phagolysosome 내에서 colocalized. 우리는 마우스 및 래트의 뇌에 q3DISM의 성공적인 적용을 설명하지만,이 방법은 모든 조직에서의 거의 모든 식세포 이벤트에 확장 될 수있다.
알츠하이머 병 (AD), 가장 일반적으로 노인성 치매 1 "치매"β 아밀로이드 플라크 만성 낮은 수준의 신경 염증, 타우 병증, 신경 세포의 상실,인지 장애이 대뇌 아밀로이드 β (Aβ)의 축적을 특징으로 . AD 환자의 뇌에서 신경 염증이 성상 세포와 단핵 식세포 반응에 의해 책정되어 주변 Aβ 예금 3 (자신의 주변 기원은 불분명 대 중앙 있지만, 미세 아교 세포로 함). 중추 신경계의 선천성 면역 파수꾼으로, 미세 아교 세포는 중앙 뇌 Aβ을 취소 위치한다. 그러나, Aβ 플라크에 소교 모집이있는 경우, 약간의 Aβ의 식세포 작용 4,5 동반한다. 하나의 가설은 미세 아교 세포가 Aβ의 작은 어셈블리를 phagocytozing에 의해 초기에 신경 있다는 것입니다. 그러나 결국 이러한 세포는 압도적 인 Aβ 부담 및 / 또는 연령 관련 기능 D와 같은 신경 독성이 될ecline, 신경 독성과인지 기능 저하 (6)에 기여, 기능 장애 염증성 표현형에 미세 아교 세포를 불러 일으킨다.
최근 게놈 넓은 협회 연구 (GWAS)는 식균 작용 8-11을 조절하는 핵심 선천성 면역 경로 (7)에 속하는 AD 위험 대립 유전자의 클러스터를 확인했다. 따라서, 대뇌 아밀로이드 침착에 대한 면역 반응은 AD의 원인을 이해의 관점에서 새로운 치료 방법 개발 12-14 모두에 관심있는 주요 영역이되었다. 그러나, 생체 내에서 Aβ 식균 작용을 평가하는 방법에 대한 중요한 필요가있다. 이 충족되지 않은 요구를 충족하기 위해, 우리는 알츠하이머와 같은 질병의 쥐 모델에서 단핵 식세포에 의해 대뇌 Aβ의 식세포 작용의 진정한 3D 정량을 가능하게 실리 모델링 (q3DISM)의 양적 차원을 개발했다.
그들은 동물 모델 질병을 요점을 되풀이하는 정도에 의해서만 제한AD의 pathoetiology을 이해하고 실험적인 치료법을 평가하는 귀중한 입증. 프레 (PS) 및 아밀로이드 전구체 단백질 (APP) 유전자의 돌연변이는 상 염색체 우성 독립적 AD의 원인이된다는 사실로 인해, 이러한 돌연변이 유전자는 광범위하게 형질 전환 설치류 모델을 생성하는 데 사용되어왔다. 형질 전환 APP / PS1 마우스는 동시에 "스웨덴어"돌연변이 인간 APP (APP의 SWE) 및 가속 뇌 아밀로이드증과 신경 염증 (15, 16)에 존재 Δ 엑손 9 돌연변이 인간의 프레 1 (PS1ΔE9)를 coexpressing. 또한, 우리는 (피셔 (344) 배경에 라인 TgF344-AD) APP의 SWE와 PS1ΔE9 구조와 coinjected 이중 형질 전환 쥐를 생성했습니다. 뇌 아밀로이드증의 형질 전환 마우스 모델과 달리, TgF344-AD 쥐 타우 병증, 신경 세포의 사멸 손실 및 행동 장애 (17) 앞에 대뇌 아밀로이드을 개발한다.
이 보고서에서 우리는 IMM위한 프로토콜을 설명APP / PS1 마우스 및 TgF344-AD 쥐, 큰 Z 차원 공 촛점 이미지의 취득에서 뇌 부분에서 미세 아교 세포, phagolysosomes 및 Aβ 예금을 unostaining. 실리 생성 및 소교 phagolysosomes에 Aβ 흡수의 정량을 허용 공 초점 데이터 세트에서 진정한 3D 복원의 분석에서 우리는 세부 사항. 더 광범위하게, 여기에 자세히 우리 방법론은 생체 내에서 식균 사실상 어떠한 형태를 정량화하는데 사용될 수있다.
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연구 윤리의 진술 : 여기에 설명 된 동물을 포함한 모든 실험은 남부 캘리포니아 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의 대학에 의해 승인 및 연구소의 평가 및 인증을위한 협회 국민 건강 지침의 연구소 및 권장 사항을 엄격히 준수 수행 하였다 동물 관리 국제.
1. 쥐의 뇌 분리 및 면역 염색을위한 준비
DAY 1 :
DAY 2 :
DAY 3 :
2. 면역 염색
주 : 항체의 상이한 조합은 이하의 염색 과정에 이용 될 수있다. 쥐에서 뇌 조직과 호환 항체 칵테일은 표 1에 나열되어 있습니다.
DAY 4 :
DAY 5 :
DAY 6-7 :
DAY 7-8 :
대형 Z-스택 공 촛점 데이터 세트 3. 취득
참고 :이 프로토콜은 60X 목적 및 405 nm의, 488 nm의, 594 nm의 및 647 nm의 레이저가 장착 된 완전 자동화 된 레이저 스캐닝 공 초점 현미경이 필요합니다. 모든 장치는 영상화 레이저 제어 소프트웨어에 의해 제어되는 시스템이다. 컴퓨터, epifluorescent 램프, 현미경, 레이저와 카메라의 영상 프로토콜, 전원을 시작하기 전에.
DAY 9 :
4. q3DISM
참고 : 의미있는 결과를 산출하기 위해, 우리는 관심의 동물 / 지역 당 3 이미지의 최소를 분석하는 것이 좋습니다. 각 이미지의 경우, 분석 할 수있는 세포의 풍부한 실험 패러다임에 따라 다를 수 있습니다. (- D 및 2C - D도 1C를 참조 예로부터 멀리 또는 플라크와 관련된 단핵 식세포)가이 보고서에 나타난 대표적인 결과에서, 우리는 3 셀 / 상태를 분석 하였다.
DAY 10 :
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q3DISM 위에서 상세히위한 다단계 방법을 사용하여, 우리는 APP / PS1 마우스 (도 1) 및 TgF344-AD 래트 (도 2)의 뇌에서 단핵 phagolysosomes으로 Aβ 흡수를 정량화 할 수있다. 따라서, q3DISM 방법론은 AD의 마우스 및 쥐 모델에서 단핵 식세포의 분석을 사용할 수있다. 흥미롭게도, CD68 + phagolysosomes가 차지하는 체적은 크게 두 APP / PS1 마우스 (도 1b, C) 및 TgF344-AD 래트 (도 2B, C)의 플라크로부터 떨어진 비교와 연관된 Iba1 + 단핵 식세포에서 증가된다. 이러한 데이터는 플라크 근처 단핵 식세포가 떨어져 플라크에서있는 세포에 비해 식균 작용을위한 태세 것으로 나타났다. 다른 Aβ 이형태 염색 데이터의 범위를 예시하기 위...
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우리는 단핵 식세포에 의해 생체 내에서 Aβ의 식세포 작용의 진정한 3D 정량이 보고서에서 설명하는 프로토콜은 특정 세포와 세포 내 구획의 표시뿐만 아니라 Aβ 예금에 의존한다. 특히, 우리는 Iba1 (이온화 된 칼슘이 어댑터 분자 1 바인딩), 세포 활성화 (18, 19)에 막 파동 운동과 식균 작용에 관여하는 단백질이 뇌 단핵 식세포를 염색하는 데 사용. Iba1 + 세포는 일반적으로 뇌의 미세 아교 상주 간주되는 반면, 말초 단핵 식세포 침윤이 immunolabeled 셀의 서브 세트를 포함 할 가능성이 남아있다. 램프 1 20 CD68 21 : 세포 내 phagolysosomes 항체가 리소좀 / 엔도 솜 관련 막 당 단백질 (LAMP) 가족의 구성원 인식에 공개됩니다. 후자는 주로 작은 분수가 셀 s의 순환과, 리소좀과 엔도 좀에 지역화urface. 램프 1과 CD68 항체는 모두 성...
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저자는 공개 아무것도 없어.
M-V입니다. 지에스. BrightFocus Foundation Alzheimer's Disease Research Fellowship Award(A2015309F)와 Alzheimer's Association, California Southland Chapter Young Investigator Award의 지원을 받고 있습니다. T.M.W.는 ARCS 재단과 John Douglas French Alzheimer's Foundation Maggie McKnight Russell-JDFAF Memorial Postdoctoral Fellowship의 지원을 받습니다. 이 연구는 미국 국립신경장애질환연구소(National Institute on Neurologic Disorders and Stroke, 1R01NS076794-01, to T.T.), 알츠하이머협회 제니스 펠로우상(Alzheimer's Association Zenith Fellows Award, ZEN-10-174633, to T.T.), 미국노화연구연맹(American Federation of Aging Research)/엘리슨 의학재단(Ellison Medical Foundation)의 줄리 마틴 미드 커리어 어워드(Julie Martin Mid-Career Award in Aging Research, M11472, to T.T.)의 지원을 받았다. 이 작업을 가능하게 하는 데 도움을 준 Zilkha Neurogenetic Institute의 초기 자금에 감사드립니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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| 어른용 마우스 뇌 매트릭스, 코로나 슬라이스, 스테인레스 스틸 1 mm | 켄트 사이언티픽 | RBMS-200C | |
| 성인 랫 브레인 매트릭스, 코로나 슬라이스, 스테인리스 스틸 1 mm | 켄트 사이언티픽 | RBMS-305C | |
| 32% 파라포름알데히드 수용액(PFA) | EMS | 15714-S | 주의: 독성. 작업 농도: PBS |
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| Tissue-Tek Uni-cassettes Sakura | VWR | 25608-774 | |
| 임베딩 및 침투 파라핀 | VWR | 15147-839 | |
| 마이크로톰 Leica RM2125 | Leica Biosystems | ||
| 일회용 마이크로톰 블레이드 | VWR | 25608-964 | |
| 수조 Leica HI 1210 | Leica Biosystems | ||
| 마이크로 슬라이드 Superfrost plus | VWR | 48311-703 | |
| Xylene | Sigma-Aldrich | 534056-4X4L | 주의: 독성 |
| Target Retrieval Solution 10x | DAKO | S1699 | 작업 농도 1x |
| KimWipes | VWR | 21905-026 | |
| 소수성 PAP 펜 | VWR | 95025-252 | |
| Triton X-100 | VWR | 97062-208 | |
| Normal Donkey Serum (NDS) | Jackson Immuno | 017-000-121 | |
| Coverslips | VWR | 48393081 | |
| DAPI | Life Technologies | P36935 | |
| 유리 슬라이드 랙 | VWR | 100492-942 | |
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