이 프로토콜은 마우스 뇌 조직에서 말초 골수성 세포 침투뿐만 아니라 미세 교졸 밀도, 분포 및 형태학의 분석 뿐만 아니라 IBA1 및 TMEM19의 면역 형광 유행성 화에 대한 단계별 워크플로우를 설명합니다.
방법 논문
이 프로토콜은 마우스 뇌 조직에서 말초 골수성 세포 침투뿐만 아니라 미세 교졸 밀도, 분포 및 형태학의 분석 뿐만 아니라 IBA1 및 TMEM19의 면역 형광 유행성 화에 대한 단계별 워크플로우를 설명합니다.
이것은 microglia의 이중 시각화및 마우스 뇌 조직에 있는 대식세포 침투를 위한 프로토콜입니다. TMEM119(마이크로글리아를 선택적으로 라벨로 표시함)는 IBA1(형태에 대한 탁월한 시각화를 제공함)과 결합될 때 밀도, 분포 및 형태학의 변화를 조사할 수 있습니다. 이러한 매개 변수를 정량화하는 것은 뇌의 상주 대식세포인 microglia가 가하는 역할에 대한 통찰력을 제공하는 데 중요합니다. 정상적인 생리적 조건하에서, microglia는 모자이크 와 같은 패턴으로 정기적으로 분포하고 난폭한 과정으로 작은 소마를 제시합니다. 그럼에도 불구하고, 환경 적 요인 (즉, 외상, 감염, 질병, 또는 상해)에 대한 반응으로서, 미세 교밀도, 분포 및 형태는 모욕에 따라 다양한 방식으로 변경된다. 추가적으로, 기술된 이중 염색 방법은 TMEM119를 가진 공동 현지화 없이 IBA1의 그들의 표현에 근거를 둔 두뇌에 있는 대식세포 침투의 시각화를 허용합니다. 이 접근은 이렇게 건강과 질병의 각종 맥락에서 두뇌 항상성에 있는 그들의 명백한 관여에 기능적인 통찰력을 제공하기 위하여 요구되는 microglia와 침투대식세포 사이 차별을 허용합니다. 이 프로토콜은 선택적 마커의 식별에 관련된 신경 면역학의 최신 연구 결과를 통합합니다. 그것은 또한 프로젝트에 신경 면역학을 통합 하고자 하는 경험이 풍부한 신경 면역 학자와 연구자 모두에 대 한 유용한 도구 역.
급성 또는 만성 여부, 신경 염증은 단단히 microglia에 의해 영향을, 뇌의 상주 대 식 세포. 면역 염색을 통해 미세 글리아를 시각화하는 것은 매우 접근 가능한 기술인 가벼운 현미경 검사법을 사용하여 신경 염증을 연구하는 데 유용합니다. 동종 조건에서, microglia는 일반적으로 비 오버랩, 모자이크 같은 패턴으로 분포된다. 그들은 때때로 서로 접촉 1, ramified 프로세스1을확장 작은 소마를 전시2. Microglial ramified 프로세스는 동적으로 뇌 의 실조를 조사, 뉴런과 상호 작용, 다른 신경교 세포, 정상적인 생리 적 조건 동안 혈관3. Microglia는 면역 학적 작업을 수행하고 뇌 milieu의 변화, 세포 사멸 또는 조직 손상에 반응 할 수있는 수용체의 무기고를 갖추고 있습니다. 또한, 그들은 시냅스 형성, 유지 보수 및 제거4,5에서특히 주요 생리 기능을 발휘합니다.
마이크로글리아를 연구하는 데 사용되는 마커 들 중, 이온화된 칼슘 결합 어댑터 분자 1(IBA1)은 가장 널리 사용되는 것 중 하나이다. IBA1은 전자 현미경6에의해 확인된 바와 같이 미세 원위 과정을 포함하여 미세 교안 형태학의 뛰어난 시각화를 제공하는 칼슘 결합 단백질입니다. 이 도구는 동물 질병 모델7,8,9의광대 한 배열에서 이전에 "활성화"라고 불리는 미세 교어 변환을 특성화하는 데 중요한 역할을했습니다. 신경 염증의 존재, microglial 응답 포함: 세포 밀도의 증가로 정의 되는 microgliosis, 때로는 클러스터링 귀 착되는 분포의 변화, 세포 신체의 확대, 뿐만 아니라 두껍게 하 고 더 ameboid 모양10,11,12,13와관련된 프로세스의 단축 .
면역 염색은 특정 마커에 대하여 지시된 항체의 가용성에 의해 제한됩니다. 중요한 것은, IBA1은 마이크로글리아에 의해뿐만 아니라 뇌에 침투하는 말초 대식세포에 의해 발현된다14. 뇌 내부의 IBA1 양성 세포의 관찰이 연구 분야에서 마이크로 글리아의 마커가되었지만, 말초 대식세포 침투는 건강한 뇌에서 도 미미하게, 다양한 조건하에서 보고되었습니다15,16 ,17,18. 따라서, IBA1 단독의 사용은 마이크로글리아의 선택적 시각화를 허용하지 않는다. 또한, 대식세포는 일단 뇌에 침투하면 상주 마이크로글리아의 분자 및 형태학적 특징을 채택하여 분화19를방해한다. 이것은 microglia의 기능을 조사하고 대식세포에 침투할 때 도전을 나타냅니다.
미세글리아 및 말초 대식세포는 뚜렷한 기원을 가지고 있지만(예를 들어, 배아 노른자 낭과 골수에서 각각20,21),두 세포 집단이 운동한다는 것을 나타내는 발견의 수가 증가하고 있다. 뇌의 다른 역할19. 따라서 그들의 밀도, 분포, 형태학 및 기능을 조절할 수 있는 침략적인 조작 (즉, 골수 키메라 또는 parabiosis) 없이 이 2개의 인구 사이 구별하는 방법을 사용하는 것이 중요합니다. TMEM119는 건강 및 질병 상태22에걸쳐 마이크로글리아 특이적 마커로 나타났다. IBA1와 결합될 때, 이 마커는 TMEM119 음성 및 IBA1 양성인 대식세포에 침투하는 이 세포를 분화하는 데 유용하게 됩니다. TMEM119는 발달조절이 되는 반면, TMEM119는 출생 후 3일(P3) 및 6(P6)으로 일찍 발성되며, P10과 P1422사이의 성인 수준에 도달할 때까지 꾸준히 증가한다. IBA1은 배아일10.5(E10.5)23일부터발현된다. 제안된 이중 표지 프로토콜은 이렇게 출생 후 생활 내내 이 2개의 인구를 공부하는 것이 유용합니다.
이 프로토콜은 마이크로글리아와 말초 대식세포 사이의 차별을 허용하는 단계별 면역 염색 절차를 제공합니다. 또한 미세 교졸 밀도, 분포 및 형태학의 정량적 분석뿐만 아니라 말초 대식세포 침투의 분석을 수행하는 방법에 대해서도 설명합니다. microglia 및 말초 대식 세포의 조사는 그 자체로 유용하지만,이 프로토콜은 신경 염증성 조련사를 국소화 할 수 있습니다. 따라서 보완적인(아직 더 많은 시간 및 리소스 소모적인) 기술을 사용하여 조사할 특정 지역을 식별하는 플랫폼의 역할도 합니다.
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모든 실험 절차는 캐나다 동물 관리 위원회와 라발 대학의 동물 관리 위원회에 따라 기관 동물 윤리 위원회의 지침에 따라 수행되었습니다.
1. 면역 염색
2. 밀도 및 분포 분석을 위한 이미징
3. 형태학 분석을 위한 이미징
4. 밀도 및 분포 분석
5. 형태학 분석
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도 1은 형광 현미경으로 20x에서 촬영된 등쪽 해마의 관상 구간에서 IBA1 및 TMEM119를 이용하여 마이크로글리아의 공동 라벨링을 나타낸다. 성공적인 염색은 미세 교세포 체체와 미세 한 과정을 보여줍니다(그림 1A−C). 이러한 염색은 마이크로교졸 밀도및 분포및 마이크로교암군모의 분포 및 식별을 가능하게한다(도 1I)및 침투 대식세포(도1F).
도 2는 마이크로교목구이 추적
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이 프로토콜은 염색 및 분석의 품질이라는 두 가지 중요한 부분으로 나눌 수 있습니다. 염색이 최적이 아닌 경우 미세 교세포를 적절히 나타내지 못하여 밀도, 분포 및 형태 측정에 영향을 미칩니다. 또한, 침윤 말초 골수성 세포의 비율은 과소 평가될 수 있다. 이것은 염색 프로토콜의 최적화된 버전이지만 최적이 아닌 이미지를 초래할 수 있는 몇 가지 요인이 있습니다. 동물의 관류가이 프로토콜에 포함되어 있지 않더라도 뇌 고정이 잘 실행되지 않으면 염색의 품질이 손상됩니다. 추가적으로, 충분한 관류는 연구 결과 방해할 수 있는 혈관의 안쪽에 대식세포의 부재를 지키기 위하여 요구됩니다.
면역 염색과 관련하여 가장 중요한 세부 사항은 버퍼의 품질, 차단 단계, 항체의 적절한 저장 및 뇌 샘플 처리를 포함합니다. 버퍼 및 저장의 적절한 준비는 염색의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 지정하지 않는 한 일부 버퍼는 장기간 저장할 수 있지만 오염 징후를 보이는 버퍼의 사용은 피해야 합니다. 버퍼...
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저자는 공개 할 것이 없다.
나탈리 베르누(Nathalie Vernoux)의 지도와 실험에 대한 지원에 감사드립니다. 우리는 또한 각각 그들의 형광및 공초점 현미경의 사용에 대한 박사 에마누엘 플래넬과 세르지 Rivest에게 감사드립니다. 이 작품은 부분적으로 멕시코 과학 기술 위원회 (CONACYT; F.G.I), 재단 파밀 - 초케트 및 센터 테마티크 드 recherche en 신경 과학 (CTRN; K.P.), 퐁 드 레체체 뒤 퀘벡 - 산테 (M.B.) 장학금에 의해 지원되었다 샤스트리 인도 -캐나다 연구소 (K.B.), 뿐만 아니라 캐나다의 자연 과학 및 공학 연구위원회에서 발견 보조금 (NSERC) M.E.T. M.E.E.E.T.는 건강과 치료에 있는 신경 면역 가소성의 캐나다 연구 의자 (Tier II)를 보유하고 있습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Alexa Fluor 488 당나귀 안티 마우스 | Invitrogen/Thermofisher | A21202 | |
| Alexa Fluor 568 염소 안티 토끼 | Invitrogen/Thermofisher | A11011 | |
| Biolite 24 Well multidish | Thermo Fisher | 930186 | |
| 소 혈청 알부민 | EMD Millipore Corporation | 2930 | |
| 구연산 | 시그마-알드리치 | C0759-500G | |
| DAPI 누셀레산 염색 | Invitrogen/Thermofisher | MP 01306 | |
| 파인 브러시 | 아트 스토어 | ||
| Fluoromount-G | Southern Biotech | 0100-01 | |
| 냉수 어류 피부의 젤라틴 | Sigma-Aldrich | G7765 | |
| 현미경 커버 유리 | Fisher Scientific | 1254418 | |
| 마이크로슬라이드 양전하를 띤 | VWR | 48311-703 | |
| 단클론 마우스 Anti-IBA1 | Millipore | MABN92 | |
| Na2H2PO4· H2O | BioShop Canada Inc. | SPM306, SPM400 | |
| Na2HPO4 | BioShop 캐나다 Inc. | SPD307, SPD600 | |
| NaBH4 | Sigma-Aldrich | 480886 | |
| NaCl | Fisher Scientific | S642500 | |
| Normal donkey serum (NDS) | Jackson ImmunoResearch laboratories Inc. | 017-000-121 | |
| 생리염소혈청(NGS) | Jackson ImmunoResearch laboratories Inc. | 005-000-121 | |
| Parafilm-M | Parafilm | PM-999 | |
| Rabbit monoclonal Anti-TMEM119 | Abcam | ab209064 | |
| Reciprocal Shaking bath model 25 | Precision Scientific | Transfer | |
| 피펫 | |||
| Tris buffer hydrochloride | BioShop Canada Inc. | TRS002/TRS004 | |
| 트리톤-X-100 | 시그마-알드리치 | T8787 | |
| 트윈 20 | 시그마-알드리치 | P7949-100ML |
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이 JoVE 논문의 텍스트 또는 그림 재사용 허가 요청
허가 요청An erratum was issued for: Immunofluorescence Staining Using IBA1 and TMEM119 for Microglial Density, Morphology and Peripheral Myeloid Cell Infiltration Analysis in Mouse Brain. An author name was updated.
The name was corrected from:
Maude Bordelau
to:
Maude Bordeleau