August 26th, 2014
이 원고는 행동 패러다임에 따라 설치류의 특정 뇌핵에서 유도된 전사 프로그램의 분석을 위해 포괄적인 프로파일링을 적용하는 프로토콜을 설명합니다. 본 명세서에서, 이 접근법은 미세유체 qPCR 어레이를 활용하여 급성 코카인 노출 후 마우스의 측좌핵(NAc)에서 유도된 유전자를 프로파일링하는 맥락에서 설명됩니다.
다음 실험의 전반적인 목표는 행동 경험에 따라 생쥐의 전사 역학과 정의된 뇌 핵을 연구하는 것입니다. 이것은 먼저 동물을 습관화하고 식염수 주입 후 운동 활동을 기록함으로써 달성됩니다. 일단 습관화되면, 코카인의 1회 투여 후 운동 활동이 기록되고, 측좌핵에서 샘플이 수집되어 RNA 분리 및 CDNA 준비에 사용됩니다.
다음으로 행동에 의해 유도되는 유전자 발현을 연구하기 위해 QPCR 분석을 수행합니다. 궁극적으로, 코카인 경험 후 전사 역학을 보여주는 결과가 얻어집니다 프로토콜을 시연하는 것은 실험실 관리자인 Dr.Hatu, 실험실의 대학원생인 Dum Muer, 실험실의 학부생인 Duran이 3일 연속으로 할 것입니다. 각 마우스는 취급 및 주입 절차에 익숙해지고, 실험을 시작하기 전에 마우스를 케이지로 조직하여 미래에 마우스가 케이지 간에 이동하지 않도록 하고 마우스가 장기간 동안 격리된 상태로 남아 있지 않도록 합니다.
실험 시작 30분 전에 모든 실험 케이지를 행동실로 옮겨 동물이 환경에 적응할 수 있도록 해야 합니다. 주사 직후 250마이크로리터의 식염수를 복강내 주사하고 마우스를 행동 챔버에 넣어 15분 동안 운동 활동을 모니터링합니다. 마우스는 20분 동안 행동 챔버에 놓일 수 있습니다.
2분부터 17분까지 모니터링되는 활동입니다. 다음 이틀 동안 하루 중 같은 시간에 이 단계를 반복합니다. 넷째 날에는 그룹에 따라 코카인 또는 식염수를 1회 주사하고 즉시 마우스를 챔버에 넣어 코카인 노출 후 선택한 시점에서 20분 동안 국소 운동 활동을 모니터링하고, 뇌를 추출하여 얼음처럼 차가운 곳에 넣고, CSF 용액에 1-2분 동안 냉각시키고 굳힙니다.
소뇌를 제거하고 과도한 체액을 흡수한 후, 뇌 부분이 위를 향하도록 하여 뇌를 비브람 단계에 붙입니다. 챔버를 얼음처럼 차가운 A CSF로 채우고 측좌핵이 명확하게 식별될 때까지 200미크론 절편을 자릅니다. 절단하는 동안 corpus callosum의 모양, 전방 커미셔 및 심실의 위치와 모양에 세심한 주의를 기울이십시오.
올바른 영역이 확인되면 400미크론의 두 부분을 잘라 측좌핵을 입체경으로 해부합니다. 가는 칼날을 사용하여 측좌핵을 조각에서 멀리 해부합니다. 올바른 영역에 블레이드를 네 번 빠르게 통과하면 해당 조직을 즉시 분리해야 합니다.
분리된 조직을 900마이크로리터의 용해 시약에 넣고 RNA 추출이 섭씨 37도에서 튜브를 해동하고 균질화하기 시작할 때까지 섭씨 영하 80도에서 보관합니다. 25게이지 바늘을 사용하면 처음 몇 라운드는 어려울 수 있으며 조직을 튜브 벽에 밀어 넣어 작은 조각으로 균질화해야 합니다. 적절한 균질화를 위해 용해물을 kaya shredder, 미니 스핀 컬럼 및 원심분리기에 피펫으로 주입합니다.
용해물을 새로운 마이크로 원심분리 튜브에 피펫으로 넣고 제조업체의 지침에 따라 RNA를 추출합니다. RNA 정제 후 CDNA로의 역전사가 수행되며, 분석을 위해 선택된 유전자 그룹에 대한 프라이머를 사용하여 샘플의 표적 특이적 preem 증폭이 수행됩니다. 이러한 절차는 프로토콜의 텍스트 버전에 설명되어 있습니다.
포괄적인 QPCR 분석을 위한 상업용 미세유체 칩은 48 x 48로 제공됩니다. 48개의 프로브 세트로 48개의 샘플을 분석하거나 96개의 프로브로 96개의 샘플을 분석하는 96 x 96 형식으로 분석할 수 있는 형식입니다. 대부분의 경우 칩 선택은 주로 분석된 샘플의 수에 따라 달라집니다.
먼저, 실험을 위해 선택한 칩에 따라 샘플 혼합물을 준비합니다. 20 XDNA 결합 염료 시료 로딩 시약을 피펫팅할 때 주의하십시오. 샘플 혼합 용액을 최소 20초 동안 교반하고 최소 30초 동안 원심분리합니다.
준비된 반응은 칩이 로딩될 준비가 될 때까지 섭씨 4도에서 짧은 시간 동안 보관할 수 있습니다. 다음으로, 분석 혼합물을 준비하고 샘플 혼합물을 철저히 교반한 다음 원심분리하여 모든 성분을 스핀다운합니다. 앞서 살펴본 바와 같이, 동적 어레이 IFC 칩에는 시료 및 분석을 위한 흡입구와 미세유체 챔버를 가압하는 데 사용되는 제어 라인 유체를 위한 지정된 흡입구가 있습니다.
먼저 칩의 각 어큐뮬레이터에 제어 라인 유체를 주입합니다. 다음으로, 칩을 IFC 컨트롤러에 배치하고 적절한 스크립트를 실행하여 칩을 프라임합니다. 스크립트가 완료되면 IFC 컨트롤러에서 프라이밍된 칩을 제거하고 각 분석법을 5마이크로리터씩 피펫팅합니다.
칩에 섞습니다. 각 샘플 혼합물 5마이크로리터를 주입구에 추가하고 IFC 컨트롤러 소프트웨어를 사용하여 칩을 IFC 컨트롤러로 반환합니다. 스크립트를 실행하여 샘플과 어세이를 칩에 로드합니다.
로드 믹스 스크립트가 완료되면 IFC 컨트롤러에서 로드된 칩을 제거합니다. 다음으로, 열 순환기에 칩을 로드하고 용융 곡선 해석을 포함하는 새 칩 실행을 만듭니다. thermal cycler 소프트웨어를 사용하여 반응 챔버가 제대로 인식되고 반응이 완료될 때까지 실행될 수 있도록 합니다.
운동 활동의 증가는 단 한 번의 급성 코카인 주사 후에 명백하게 나타났다. 이 관상 단면에서 두꺼운 흰색 선은 측좌핵의 경계를 정의하기 위해 절단된 위치를 표시했습니다. 해부 중에 CFO 및 phos B에 대한 프라이머의 증폭 곡선은 프라이머 쌍이 약 100% 효율로 타겟 전사체를 증폭한다는 것을 보여줍니다.
모든 주기에서, 결과는 측좌핵에 있는 CFOs 그리고 phos B의 코카인 유도 발현이 노출 1 2 시간 후에 가장 높았다는 것을 보여줍니다. 이 절차에 따라 새로운 특성화되지 않은 전사체를 식별하기 위해 차세대 염기서열분석과 같은 다른 방법을 수행할 수 있습니다.
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이 원고는 행동 패러다임에 따른 설치류의 특정 뇌 핵에서 전사 프로그램을 분석하기 위한 프로토콜을 설명합니다. 이 접근 방식은 생쥐의 급성 코카인 노출 후 핵심 핵 (NAc)에서 유도된 유전자를 프로파일링하여 설명됩니다.
This protocol enables biopharma R&D teams to quantitatively assess transcriptional dynamics in defined brain regions following behavioral or pharmacological perturbations, supporting target validation in neuropsychiatric drug discovery. By providing reproducible, quantitative gene expression readouts from limited tissue samples, it enhances predictive confidence in early-stage mechanistic studies and informs go/no-go decisions for CNS-targeted therapeutics. The approach is particularly valuable for de-risking hypotheses related to addiction, reward pathways, and behavioral phenotypes prior to investment in lead optimization.
The method fits within the early discovery continuum, supporting hypothesis-driven target validation and assay development prior to lead identification efforts in CNS drug discovery programs.