June 12th, 2017
활성 autophagy는 근육 줄기 세포 (MuSC) 활성화에 필수적인 생산적인 근육 재생과 관련이 있습니다. 여기, 우리는 LC3의 현장 검출을위한 프로토콜을 제공합니다. LC3는 대조군과 손상된 쥐의 근육 조직 절편의 MyoD- 양성 MuSC에서의자가 작용 마커입니다.
이 면역형광 염색 프로토콜의 전반적인 목표는 골격근 재생 중 근육 위성 세포의 자가포식 과정을 모니터링하는 것입니다. 이 방법은 근육 재생을 유도하고 위성 세포의 자가포식을 모니터링하는 데 자가포식의 기여를 이해하는 것에 대한 조직 재생 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 자가포식 과정을 교란되지 않고 손상된 근육의 조직 절편에 있는 위성 세포에서 직접 감지할 수 있다는 것입니다.
이 절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 훌륭한 학생인 Francesco Castagnetti입니다. 급성 골격근 손상을 유발하려면 30게이지 바늘이 장착된 인슐린 주사기에 20마이크로리터의 멸균 여과된 10마이크로몰 심독소 스톡을 로드합니다. 2 개월 된 남성과 여성의 동일한 수의 왼쪽 경골 전방 근육에 심장 독소를 직접 주입, 약 20g, C57 검은 6 마리의 마우스.
자가포식 플럭스를 평가하기 위해 부상 후 24시간부터 시작하여 복강내 주사로 4일 동안 24시간마다 클로로퀸 킬로그램당 50mg을 투여합니다. 클로로퀸 처리는 활성 자가포식 플럭스 조건에서 LC3 축적 및 검출 가능성으로 이어지기 때문에 중요합니다. 부상 후 5일 후에 동물을 70% 에탄올로 적십니다.
그리고 가위를 사용하여 엉덩이 높이에서 마우스의 등 피부를 3mm 수직 절개합니다. 피부를 꼬리 쪽으로 당겨 밑에 있는 근육을 드러냅니다. 그리고 경골 전방 근육을 확인하십시오.
집게를 사용하여 힘줄로 경골 전방 근육을 잡습니다. 그리고 조심스럽게 근육을 무릎 쪽으로 당깁니다. 그런 다음 두 개의 원위 힘줄을 반대 방향으로 당겨 경골 전방 근육과 신전 디지토럼 장근을 분리하고 근위 힘줄을 자릅니다.
겸자를 사용하여 근육을 덮고 있는 얇은 근막을 제거하고 조직이 손상되지 않도록 주의하십시오. 그리고 종이 타월을 사용하여 샘플에서 과도한 수분을 제거합니다. 절제된 근육을 최적의 절단 온도 화합물이 포함된 조직 주형의 중앙에 놓습니다.
그리고 미리 식힌 집게를 사용하여 곰팡이를 액체 질소 냉각 이소펜탄으로 20-30초 동안 조심스럽게 내립니다. 그런 다음 냉동 샘플을 섭씨 영하 80도에서 보관하십시오. 섭씨 영하 80도에서 최소 하룻밤을 보낸 후 저온 유지 장치를 섭씨 영하 15도에서 음의 23도 사이로 설정하고 최적의 절단 온도 화합물 한 방울을 사용하여 근육 샘플을 척 상단을 향하게 하여 극저온 유지 장치 척에 부착합니다.
그런 다음 7-8 마이크로 미터 두께의 절편을 얻고 슬라이드 당 3-4 개의 조직 조각을 수집합니다. 모든 절편을 얻은 후 조직 샘플을 10-15분 동안 자연 건조시킨 다음 헤마톡실린 및 에오신 염색을 수행합니다. 10X 배율에서 광학 현미경으로 절편의 품질을 확인하십시오.
그리고 배양 챔버에서 4 % 파라 포름 알데히드로 샘플을 고정하십시오. 10분 후, PBS에서 5-7분 4회 세척하여 정착제를 제거합니다. 그런 다음 소수성 펜을 사용하여 조직 섹션 주위에 장벽을 그립니다.
그리고 200 마이크로 리터의 음의 섭씨 20 도의 메탄올로 섹션을 덮어 섭씨 음의 20 도에서 5 분 배양합니다. 메탄올 투과화는 LC3 염색의 우수한 체류를 촉진하기 때문에 중요합니다. 다음으로, 방금 시연한 대로 PBS에서 섹션을 네 번 세척합니다.
그리고 실온에서 최소 60분 동안 unconjugated affinity purified anti-mouse IGG FAB fragment로 조직 샘플을 차단합니다. 배양이 끝나면 100마이크로리터의 1차 항체 혼합물에서 하룻밤 동안 섭씨 4도에서 검체를 배양합니다. 다음날 아침, PBS에 1% 소 혈청 알부민이 함유된 슬라이드를 세척당 10분 동안 4회 세척합니다.
그런 다음 빛을 차단한 실온에서 45분 동안 적절한 2차 항체 칵테일로 샘플을 배양합니다. 2차 항체 배양이 끝나면 세척할 때마다 5-7분 동안 PBS에서 슬라이드를 4회 세척합니다. 그런 다음 두 번째 1차 항체 칵테일로 빛을 차단한 실온에서 1-2시간 동안 라벨링합니다.
1%BSA 및 PBS로 섹션을 4번 세척합니다. 그 후, 적절한 두 번째 항체에서 빛으로부터 보호되는 실온에서 45분 동안 배양합니다. 그런 다음 PBS에서 샘플을 세척하고 빛으로부터 보호된 실온에서 5분 동안 슬라이드당 200마이크로리터의 DAPI로 조직에 라벨을 붙입니다.
PBS 세척의 마지막 세트 후에, 슬라이드에서 여분의 PBS를 제거하고 각 슬라이드의 중앙에 PBS의 글리세롤 10 마이크로리터를 추가합니다. 각 슬라이드를 커버슬립으로 덮고 거품이 생기지 않도록 주의하십시오. 이미지 캡처 시스템 및 분석 소프트웨어와 통합된 4개의 레이저 컨포칼 현미경에서 63X 대물렌즈를 선택하십시오.
재생 영역이 수동으로 초점을 맞출 수 있도록 첫 번째 슬라이드의 활성 재생 필드를 중앙에 배치합니다. 그런 다음 laminin labeled myofibers 내에 위치한 myoD 양성 근육 위성 세포를 찾습니다. 그리고 실험 그룹당 최소 3명의 마우스로부터 최소 7개 필드 내의 이미지를 얻습니다.
H 및 E 염색을 통해 교란되지 않은 근육은 일반적으로 변하지 않는 근섬유 크기를 나타내는 반면, 손상된 근육은 일반적으로 크기가 다르고 염증성 침윤이 풍부한 파괴된 근섬유를 특징으로 합니다. 또한, 교란되지 않은 근육에 없는 근섬유의 중심 핵형성은 활발한 재생을 겪고 있는 마우스에서 새로운 섬유 형성의 신호입니다. MyoD 양성 근육 위성 세포는 LC3 및 라미닌 염색을 통해 기저 층막 아래의 틈새에서 근육 세포의 적절한 국소화를 가능하게 합니다.
부상을 입지 않은 쥐는 근육 위성 세포 활성화를 보여주지 않지만 myoD 양성 세포와 LC3 신호가 없는 것으로 입증되었습니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 이틀 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 항상 조직 부분에 수분을 유지하는 것이 중요합니다.
개발 후 이 기술은 생쥐 및 인간 생검에서 일반 및 초학적 골격근 재생 중 자가포식 과정을 탐구하기 위해 조직 재생 분야를 연구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 근육 재생 중에 위성 세포에서 LC3를 식별하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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본 논문에서는 근육 재생 과정에서 MyoD 양성 근육 줄기세포(MuSCs)에서 자가포식 표지자인 LC3를 현장(in situ)에서 검출하는 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 조절군 및 손상된 쥐 모두의 근육 위성세포에서 자가포식 과정을 모니터링할 수 있습니다.
Monitoring autophagy in muscle stem cells provides mechanistic insight into tissue regeneration pathways, supporting target validation in musculoskeletal disorders. This method enables direct detection of LC3 flux in satellite cells, offering a disease-relevant system for preclinical de-risking of autophagy-modulating therapies. The approach supports predictive confidence in early discovery by linking autophagic activity to functional muscle repair outcomes.
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum, enabling target validation in early discovery and supporting mechanistic follow-up in preclinical studies focused on muscle regeneration.