1. Animal Perfusie en kleine hersenen Dissection
- Afhankelijk van het eiwit, kan perfusie essentieel voor de succesvolle kleuring 1,2. Transcardiac perfusie is een invasieve, niet-survival procedure die het juiste gebruik van verdoving nodig is. De juiste opleiding, institutionele goedkeuring en IACUC goedkeuring zijn alle noodzakelijke voordat de procedure. Het is altijd een goed idee om de instelling dierenartsen te raadplegen om hulp te krijgen bij het identificeren van experimentele eisen en het verwerven van de juiste opleiding. Voordat de procedure, moet het dier diep onder narcose en niet reageren op prikkels zoals mond of staart knijpen. Met een schaar een snee in de buikhuid en spieren muur en dan verder naar de ribbenkast te openen door te snijden net naast het borstbeen aan elke kant. Bovendien van het experiment een grotere inwendige werkruimte maken, doordat de fascia rondom het membraan. Door het opheffen van de buik-en thoraxwand uitmuntenderly, zal het hart nu blootgesteld. Maak een kleine snede in de rechterboezem om bloed te laten stromen en onmiddellijk de perfusie naald in de linker ventrikel mogelijk te maken. Een basis hydrostatische pomp voorkeur de perfusie oplossingen (zie tabel 1 voor details). Ten eerste, spoelen het bloed met 0,1 M fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS, zie tabel 3) totdat de vloeistof helder is. Schakel dan de hydrostatische pomp, snel de oplossing levering buis te schakelen naar een container van 4% paraformaldehyde (PFA, zie tabel 3) verdund in PBS en vervolgens weer zet de pomp aan het fixeermiddel te leveren. Het gebruik van een pomp is niet nodig: met praktijk twee spuiten gevuld met PBS en 4% PFA kan worden langzaam leveren oplossingen.
- Het is van cruciaal belang om zorgvuldig ontleden de hersenen uit de schedel zonder dat er beschadigingen aan het weefsel. Zelfs kleine snijwonden aan de hersenen tijdens de dissectie zal geleidelijk uitbreiden naar zichtbare spleten dietrap antilichamen en veroorzaken kunstmatig kleuring bij de verwerking van het weefsel (bijvoorbeeld rood sterretjes in fig. 2). Voor cerebellaire dissecties, het is typisch voor de huid snijden in het midden van het hoofd en vervolgens voorzichtig te plagen de flappen uit elkaar om de schedel bloot te leggen. Snijd de schedel van voorste tot de achterste langs de dorsale middellijn, en ook zijdelings langs beide zijden van de schedel. Knip niet verder dan de bregma, omdat dit het risico loopt te jatten het cerebellum. Met behulp van een tang voorzichtig til de voorkant van de schedel van de hersenen dat evenwel niet te scheuren weg te hersenweefsel die is aangesloten op de hersenvliezen. Sever de hersenzenuwen aan de ventrale zijde van de hersenen.
- Scheiding van het cerebellum van de rest van de hersenen om twee redenen. Ten eerste maakt exploratie van expressiepatronen in de voorste melkklieren, die uit het zicht onttrokken de colliculi in situ. De tweede is dat het weefsel scheiden in kleinere geïsoleerde gebieden maakt merts volledige fixatie de kleuring van sommige eiwitten kunnen vergemakkelijken. In deze laatste dissectie stap moet erop worden gelet dat de kleine hersenen niet aan met de uiteinden van de tang. Steek de uiteinden van een paar pincetten in het midden van de superieure en inferieure colliculi. Met een tweede set tang langzaam los te maken van de inferieure colliculi van de kleine hersenen. Vervolgens lag de kleine hersenen, zodat de voorste kant naar beneden en de hersenstam naar boven wijst. Plaats de tang in de vierde ventrikel tussen de hersenstam en melkklieren IX / X van het cerebellum. Snij de steeltjes door te knijpen met de tang aan beide kanten en dan zachtjes Til de kleine hersenen van de hersenstam. Zodra de cerebellum geïsoleerd, post-vast door onderdompeling in 4% PFA bij 4 ° C gedurende ten minste 24-48 uur. De cerebellum kan worden opgeslagen in 4% PFA langere tijd. De hersenvliezen dient te worden verwijderd voor of na kleuring voor een betere zichtbaarheid van de expressie patronen.Als de onderzoeker ervoor kiest om de meningen te verwijderen voordat kleuring is er een grote kans dat de kleine hersenen wordt gejat tijdens het proces. Afpellen de vliezen aan het einde van de kleuring werkwijze is veel eenvoudiger, omdat ze eenvoudiger te vinden na verkrijgen zwak achtergrondkleuring en wordt zwak nabewerking.
2. Het verwerken van de weefsel voor Wholemount kleuring
Omdat de wholemount vlekken aanpak langer duurt dan immunohistochemische kleuring van weefselcoupes, is het nuttig om de tijdlijn te plannen voor elk van de experimenten, zoals in het voorbeeld kalender voorzien (tabel 2). Voordat u begint, zijn er verschillende belangrijke dingen in gedachten te houden. 1) De microbuizen die het weefsel gedraaid moet worden op een nutator allen tijde, behalve in het bevriezen / ontdooien proces. 2) Diverse oplossingen moeten worden vers gemaakt voor elk experiment (zie tabel 3 voor oplossing recepten). 3)Het gehele protocol bij het veranderen van oplossingen, voorzichtig giet de gebruikte oplossing in plaats van het verwijderen van de kleine hersenen met een pincet, om te voorkomen dat het aanraken van de kleine hersenen. Daarna, na het mengen van de nieuwe oplossing in andere reservoirs kunnen een pipet de verse oplossing langzaam aan de buis.
2.1 Dag 1:
- Bevestig de kleine hersenen in de fix Dent's 3 bij kamertemperatuur 6-8 uur schommelen zachtjes op de nutator. Als methanol is destructief om uw antigeen, het beste vervangen door stappen 2.1a 2.3a met een antigen herstel methode. De warmte en buffers gebruikt voor antigen herstel zullen helpen bij de voorbereiding van het weefsel voor antilichamen penetratie.
- Bleach de kleine hersenen in Bleach Dent's 3 overnacht bij 4 ° C.
2,2 Dag 2:
- Drogen de cerebellum twee rondes van 100% MeOH bij kamertemperatuur gedurende 30 minuten elk.
- Vervolgens de penetratie van de oplossingen verbeteren, onderhet weefsel een reeks vries / ontdooi cycli. Plaats de buis in een bak met droog ijs en vries gedurende 30 minuten. Verwijder vervolgens de buis en laat het op kamertemperatuur op de bank voor 15 minuten. De vries / ontdooi stap worden uitgevoerd viermaal (min.).
- Na de laatste ontdooien van het weefsel, de buis nachts plaats in een -80 ° C diepvriezer.
- Het weefsel kan worden opgeslagen voor langere tijd bij -80 ° C of direct voor of na het vries / ontdooi stappen. Anders zou het protocol worden voortgezet.
2,3 Dag 3:
- Hydrateren de cerebellum door wassen in 50% MeOH/50% PBS, 15% MeOH/85% PBS en 100% PBS voor elke 60-90 minuten bij kamertemperatuur.
- Vervolgens voor volwassen muis cerebella, onder voorbehoud van het weefsel voor enzymatische vertering met 10μg/ml proteïnase K in PBS gedurende 2-3 minuten. Geen spijsvertering stap noodzakelijk is voor cerebella van jonge dieren (P5 of jonger in de muis). Langere digestion wordt voorgesteld voor grotere hersenen. Zo kan digestie oplopen tot 5-6 minuten voor primaten hersenen 4.
- Na de vertering, onmiddellijk wassen de kleine hersenen in PBS drie keer gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur aan het proteïnase K. te verwijderen
- Blok het weefsel PMT (zie tabel 3) overnacht bij 4 ° C. Melkpoeder is vaak de eerste keuze bij het selecteren van een blokkerende stof voor eiwit werk, want het is goedkoop, effectief verlaagt achtergrondkleuring, en meestal heeft geen invloed op antilichaambinding of toegang tot het antigeen. Animal serums kan ook worden gebruikt, hoewel de experimentator de hoogte van de extra kosten en moet het serum kwaliteit eerste testen kruisreactief immunoglobulinen en de mogelijkheid een optimale signaal-ruisverhouding te produceren.
2,4 Dag 4-5:
- Incubeer het weefsel primaire antilichamen verdund PMT aangevuld met 5% DMSO gedurende 48 uur bij 4 ° C (largER cerebella zal meer incubatietijden).
2,5 Dag 6:
- Was de kleine hersenen 2-3 keer gedurende 2-3 uur in de PMT bij 4 ° C om ongebonden primaire antilichamen te verwijderen.
- Vervolgens wordt het weefsel in secundaire antilichamen incuberen in een oplossing PMT met 5% DMSO bij 4 ° C geroerd (groter cerebella kan vergt meer incubatietijden).
2,6 Dag 7:
- Was de cerebellum 2-3 keer 2-3 uur in PMT bij 4 ° C.
- Geef het weefsel een laatste wasbeurt met PBT (zie tabel 3) voor 1-2 uur. Deze stap verwijdert overtollig melk en de duidelijkheid van de kleuring.
- Tenslotte incuberen het weefsel in DAB (3,3 '-diaminobenzidine) oplossing tot de optimale kleuringsintensiteit bereikt. De bruine reactieproduct moet duidelijk zichtbaar zijn binnen ~ 10 minuten. Het beste is om DAB te gebruiken in het donker als licht zorgt ervoor dat de chromogeen aan neerslagte, die achtergrondkleuring kan verhogen.
2,7
Wanneer de optimale kleuringsintensiteit bereikt, stopt de reactie door plaatsen van de cerebellum in PBS met 0,04% natriumazide. Het weefsel kan worden opgeslagen op lange termijn in deze oplossing. Natriumazide een krachtige remmer van de bacteriële groei, maar vermeden worden tot deze stap ook remt mierikswortelperoxidase.
2.8 Optioneel versterking procedure:
volgens de normale protocol, maar deze stappen moeten worden uitgevoerd in plaats van stap 2.5b-2.7.
- Overnacht incuberen het weefsel bij 4 ° C in biotine-geconjugeerde secundaire antilichamen in PBST (zie tabel 3) met 5% DMSO.
- Spoel het weefsel gedurende 2-3 uur per 3-4 veranderingen PBST bij kamertemperatuur.
- 'S nachts Incubeer de kleine hersenen bij 4 ° C in ABC complexe oplossing in PBST.
- Spoel de weefsel voor 2-3 uur elk opkamertemperatuur in 3-4 veranderingen van PBS.
- Incubeer het weefsel in vers bereide DAB oplossing, zoals hierboven beschreven.
- Wanneer de kleuring optimaal is, stopt de reactie door wassen cerebellum in PBS met 0,04% natriumazide.
3. Beeldvorming van de Stained Tissue
- Wholemount beelden kunnen worden vastgelegd met behulp van, bijvoorbeeld, een Leica DFC3000 FX camera gemonteerd op een Leica MZ16 FA stereomicroscoop lopen Leica Application Suite FX software. Desgewenst kan deconvolutie microscopie worden gebruikt om meerdere opeenvolgende beelden te verwerven verschillende beeldvlakken met elk beeld slechts een lobulus scherp opstaat. Vervolgens kunnen de beelden worden gecomprimeerd tot een stapel en software verleend aan vervorming te verwijderen. De uiteindelijke samengestelde beeld zal laten zien cerebellaire oppervlakte-expressie patronen met alle zichtbare patronen in duidelijke focus.
- Wholemount gekleurde weefsel moet worden afgebeeld, terwijl ondergedompeld in PBS (of een ander medium zal eenoptimale brekingsindex). Om gemakkelijk de wholemount voor beeldvorming positioneren, een 1% agar gel in een plastic petrischaal. Snij kleine openingen in de gel. De gaten zal de cerebellum worden ingeklemd in de gewenste oriëntatie.
- Ruwe data worden geïmporteerd in Adobe Photoshop CS4 en aangepast voor contrast en helderheid niveaus.
Dieren
Alle dierlijke studies werden uitgevoerd in het kader van een goedgekeurde IACUC dier-protocol volgens de institutionele richtlijnen van Albert Einstein College of Medicine. Mannelijke en vrouwelijke outbred Zwitserse Webster (Taconic, Albany, NY) muizen werden gehandhaafd in onze kolonie en gebruikt voor alle studies. Geëuthanaseerd volwassen ratten werden vriendelijk verschaft door Dr Bryen Jordan (Albert Einstein College of Medicine). Alle dieren werden ten minste een maand oud.
4. Representatieve resultaten
Het cerebellum is gecompartimenteerd door moleculaire expressie in vier transversale zones:de voorste zone (AZ: ~ melkklieren IV), de centrale zone (CZ: ~ melkklieren VI-VII), de achterste zone (PZ: ~ melkklieren VIII-rug-IX) en de nodulaire zone (NZ: ~ melkklieren IX ventrale en X ) 5. Elke zone bestaat uit een unieke reeks van parasagittal strepen 1,2,5,6 (afb. 1). ZebrinII uitdrukking in Purkinje cellen onthult strepen in het AZ en PZ (afb. 2) en eenduidige uitstraling in de CZ en NZ (afb. 2). De parasagittal organisatie van de Purkinje cellen wordt weerspiegeld door de terminal gebied topografie van afferente vezels. Cocaïne-en amfetamine-gereglementeerde transcript (CART) peptide wordt uitgedrukt in subsets van het beklimmen van vezels (Fig. 3a) dat project aan strepen van Purkinje cel dendrieten in de moleculaire laag van de cerebellaire cortex 7 (afb. 3b). Met de juiste aanpassingen, zoals de versterking 7, de wholemount-protocol zorgt voor de visualisatie van olivocerebellar patronen zonder de need een moeizame en tijdrovende reconstructies vuil worden weefselcoupes (Fig. 3b).

Figuur 1. A. ZebrinII / aldolaseC expressie onthult sagittale banden in dwarsdoorsneden van het cerebellum. Schaal bar = 500 pm. B. ZebrinII / aldolaseC wordt uitsluitend uitgedrukt in Purkinje cel somata en dendrieten. Schaal bar = 150μm (gl = korrelige laag; pcl = Purkinje cel laag; ml = moleculaire laag).

Figuur 2. Een wholemount cerebellum gekleurd voor ZebrinII / aldolaseC zien Purkinje cel strepen in de beelden van de voorste (AZ), centrale (CZ) en achterste (PZ) zones van het cerebellum. Hier hebben we tonen ook een voorbeeld van de negatieve consequentie van inkeping het cerebellum. De resulterende kleuring kunstmatig aangegevenmet rode sterretjes. Schaal bar = 1 mm (LS = lobulus simplex; PML = paramediane lobulus; COP = koppelwerkwoord pyramidis).

Figuur 3. A. CART wordt uitgedrukt in klimvezel terminals in de moleculaire laag. Schaal bar = 100 micrometer. (Ml = moleculaire laag; pcl = Purkinje cel laag; gl = granulaire laag) B. Wholemount immunohistochemie van CART expressie in de NZ. Schaal bar = 2 mm (COP = koppelwerkwoord pyramidis; PML = paramediane lobulus; PFL = paraflocculus; FL = flocculus cerebelli).