뇌 영역의 3차원 구조 내의 뉴런 섬유 길이는 특정 뉴런 구조적 무결성 또는 변성을 정량화하는 신뢰할 수 있는 파라미터이다. 본 문서는 예를 들어 마우스에서 Meynert의 핵 기저부 내에서 해 섬유 길이를 측정하는 입체 정량화 방법을 자세히 설명합니다.
방법 논문
뇌 영역의 3차원 구조 내의 뉴런 섬유 길이는 특정 뉴런 구조적 무결성 또는 변성을 정량화하는 신뢰할 수 있는 파라미터이다. 본 문서는 예를 들어 마우스에서 Meynert의 핵 기저부 내에서 해 섬유 길이를 측정하는 입체 정량화 방법을 자세히 설명합니다.
다양 한 뇌 영역에서 해 또는 다른 신경 축 색의 길이 종종 영역의 특정 기능과 상관. 입체학은 다양한 뇌 구조의 신경 프로필을 정량화하는 유용한 방법입니다. 여기에서 우리는 기저 전뇌의 Meynert (NBM)의 핵 기저에 있는 해 섬유의 총 길이를 추정하기 위하여 소프트웨어 기지를 둔 입체 프로토콜을 제공합니다. 이 메서드는 길이 추정에 대 한 공간 볼 프로브를 사용 합니다. 콜린성 섬유는 고추냉이 과산화 페멀티미노벤지딘(HRP-DAB) 검출 시스템으로 면역염색콜린 아세틸트랜스퍼라제(ChAT)에 의해 가시화된다. 염색 프로토콜은 또한 입체 소프트웨어를 사용하여 다양한 뇌 영역에서 섬유 및 세포 수 추정에 유효합니다. 입체 프로토콜은 담막염 섬유, 도파민성/카테콜라미네르균 섬유, 세로토닌섬유, 성상 세포 공정 또는 혈관 프로파일과 같은 선형 프로파일의 추정에 사용될 수 있습니다.
뇌의 신경 섬유의 길이 및/또는 밀도의 정량적 추정은 신경 병리학 연구의 중요한 매개 변수입니다. 다양한 뇌 영역에서 콜린성, 도파민성 및 세로토닌성 축색의 길이는 종종 이 지역의 특정 기능과 상관관계가 있습니다. 이러한 축색의 분포는 일반적으로 이기종이기 때문에, 디자인 기반 의 입체학은 샘플링 하는 동안 바이어스를 피하기 위해 사용 됩니다. 입체학의 스페이스 볼 프로브는 관심 있는 영역에서 신경 섬유와 같은 라인형 구조의 효율적이고 신뢰할 수 있는 측정을 제공하도록 설계되었습니다1. 프로브는 조직에 체계적으로 부과되는 가상 구체를 만들어 프로브의 표면과 라인 교차점을 측정합니다. 분석을 위해 구체 프로브를 조직에 넣는 것은 불가능하기 때문에 시판되는 소프트웨어는 구 프로브의 표면을 나타내는 다양한 직경의 일련의 동심원인 가상 3차원(3D) 구를 제공합니다.
선택적 콜린성 신경변성은 알츠하이머병(AD)의 일관된 특징 중 하나이며2,3,4. 기능 장애 해 전송 AD에 인지 감소에 대 한 원인 요인으로 간주 됩니다. 해 기능 장애는 또한 파 킨 슨 병 등 다른 많은 정신 질환에서 분명 하다, 중독, 그리고 정신 분열 증. 해 신경 변성의 다른 양상은 동물 모델에서 연구된다 (예를 들어, 아세틸 콜린 감소5,ChAT 단백질6,아밀로이드 플라크 부근의 해 섬유 신경 변성6,해 섬유 및 시냅스 정맥류의 감소7,8). 섬유 변성은 신경 손실 보다 일찍 일어날 것으로 추정 된다, 해 신경 손실 은 항상 연구에서 관찰 되지 않기 때문에. 해 신경의 대부분은 기저 전뇌와 뇌 줄기에, 그리고 그들의 축색은 코르티메와 해마와 같은 다양한 뇌 영역에 프로젝트. NBM은 기저 전뇌에 위치하고 AD에서 일반적으로 영향을받는 뇌 영역 중 하나 인 것으로 나타났습니다.
입체학의 분획기 방법은 여러 수준에서 조직의 체계적인 무작위 샘플링을 기반으로합니다. 단면 샘플링 분율(SSF)은 스테레오로지의 분획기 방법에 대한 섹션의 비컴퓨터 기반의 체계적인 샘플링이다. 영역 샘플링 분율(ASF)은 섹션에서 관심 영역의 영역의 분획입니다. 두께 샘플링 분수(TSF)는 단면두께의 분수입니다. 스페이스 볼 프로브를 사용하면 분수 위치에서 3D 구의 관심 프로파일을 정량화할 수 있습니다. 여기서 우리는 마우스 뇌의 NBM에서 해 섬유의 총 길이의 추정을 위한 공간 볼 프로브를 사용하여 절차를 설명한다. 현재 프로토콜은 조직 처리, 입체학을 위한 샘플링 방법, ChAT 항체를 이용한 면역 조직화학적 염색, 마우스 뇌의 NBM에서 콜린성 섬유 길이 및 섬유 밀도를 추정하기 위한 편견 없는 입체학에 대한 세부 정보를 제공합니다.
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이 동물을 사용하기위한 모든 절차는 캔자스 시티 재향 군인 의료 센터 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다. 스웨덴 돌연변이 베타 아밀로이드 전구체 단백질(APPswe) 및 그들의 C57/BL6 WT 리터메이트를 과발현하는 18개월 된 마우스를 실험에 사용하였다. 번식과 하노이핑에 대한 자세한 내용은 He et al.8.
1. 관류 및 조직 처리
2. IHC에 대한 체계적인 섹션 선택
참고: 허용 가능한 오류 계수(CE)를 달성하는 데 필요한 섹션의 총 수를 알기 위해 파일럿 연구를 수행해야 합니다. CE 값은 샘플링 프로시저의 총 오차 량의 표현식입니다. 가장 낮은 값은 최소 오차를 나타내고 0.1보다 낮은 CE 값은 여기에 사용된 소프트웨어에서 허용되는 것으로 간주됩니다(재료 표참조) 11.
3. 면역화학
4. 입체학
참고: 사용된 현미경 및 소프트웨어에 대한 재료 표를 참조하십시오. 숫자 조리개(NA) > 1.2가 있는 침수 조제는 유용하며 필요한 경우 사용해야 합니다. 슬라이드는 유전자형 또는 치료 그룹에 따라 그룹화되고 코딩되어야 합니다. 한 연구에 대한 완전한 입체학은 동일한 사람에 의해 수행되어야하며 입체학을 수행하는 사람은1,12,13을조사 한 개별 슬라이드 또는 그룹의 정체성에 눈이 멀어야합니다.
5. 분석 및 통계
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대표적인 결과는 표 1 및 도 5에나와 있다. APPswe 군(APP)으로 디코딩된 그룹 C는 야생형(WILD) 리터메이트에 비해 섬유길이(도 5B)및 섬유 길이 밀도(도5C)가현저히 낮았다. 그 결과 분석된 두 그룹 간의 NBM의 부피에는 유의한 차이가 없음을보여주었다(도 5A).

도 1: 본 연구에 사용된 조직 처리 및 샘플링...
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여기서 우리는 우주볼(sphere) 프로브를 이용하여 NBM에서 콜린성 섬유의 밀도를 추정하는 방법을 입증한다. 이 프로브는 관심 영역의 총 섬유 길이를 추정합니다. 전체 길이는 섬유 밀도를 얻기 위해 영역의 부피에 의해 나눌 수 있다. 영역의 부피를 추정하기 위해 카발리에리 포인트 카운트 방법을 사용하였다. Cavalieri 포인트 카운트 방법은 모든 지역에 대한 3D 기준 볼륨의 편견없고 효율적인 추정기입니다. 이 메서드는 점(면적 분수를 나타내는 표시)을 계산한 다음 분석된 두 섹션 간의 거리를 곱하여 단면의 절단 곡면에 대한 면적추정값(11)을계산합니다. 이 방법은 노동 집약적이고 관심 영역의 둘레를 정확하게 추적할 필요가 없습니다. 그것은 세포와 섬유의 밀도를 추정하기 위해 광학 분수와 함께 사용된다.
입체 분석에는 정확한 샘플링 방법이 필요합니다. 관심 있는 뇌 영역은 염색으로 올바르게 정의되어야 합니다. NBM은 프랭클린과 ...
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저자는 공개 할 것이 없다.
이 작품은 의학 연구 및 개발 서비스, 재향 군인 업무부 (공로 검토 1I01 BX001067-01A2), 알츠하이머 협회 (NPSPAD-11-202149), 중서부 생물 의학의 자원에서 W.Z.S.에 대한 보조금에 의해 지원되었다 연구 재단.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| ABC kit | Vector Laboratories | PK6100 | |
| Anti-ChAT 항체 | Millipore, MA, USA | AB144P | |
| 소 안티 염소 IgG-B | Santacruz Biotechnology | SC-2347 | |
| 소 혈청, 성인 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | B9433 | |
| Cryostat | Lieca Microsystems, Buffalo Grove, IL, USA | ||
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | D5652 | |
| 에틸렌 글리콜 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | 324558 | |
| 글리세롤 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | G2025 | |
| 과산화수소 | Sigma-Aldrich, 세인트루이스, 미주리, 미국 | H1009 | |
| Immpact-DAB kit | Vector Laboratories | SK4105 | Enhanced DAB peroxidase 기질 용액 |
| Ketamine | Westward Pharmaceuticals, NJ, USA | 0143-9509-01 | |
| 현미경 | Lieca Microsystems, Buffalo Grove, IL, USA | AF6000 | 전동 스테이지 및 IMI-tech 컬러 디지털 카메라 장착 |
| 최적 절단 온도(O.C.T.) 임베딩 매체 | Electron Microscopy Sciences, PA, USA | 62550-12 | |
| 파라포름알데히드 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | P6148 | |
| Permount mounting medium | Electron Microscopy Sciences, PA, USA | 17986-01 | |
| Stereologer Software | Stereology Resource Center, Inc. St. Petersburg, FL, USA | Stereologer2000 | Dell 데스크탑 컴퓨터에 설치됩니다. |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | T8787 | |
| Trizma Base | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | T1503 | Tris base |
| Trizma hydrochloride | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | T5941 | Tris hydrochloride |
| Xylazine | Bayer, Leverkusen, Germany | Rompun | |
| Xylenes, 조직학 등급 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | 534056 |
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