Hier presenteren we twee nieuwe methodologieën, psPACT en mPACT, voor het bereiken van maximale optische transparantie en latere microscopische analyse van weefsel therapieën in het intact knaagdier hele CNS.
Methodenartikel
Hier presenteren we twee nieuwe methodologieën, psPACT en mPACT, voor het bereiken van maximale optische transparantie en latere microscopische analyse van weefsel therapieën in het intact knaagdier hele CNS.
Sinds de ontwikkeling van duidelijkheid, een bioelectrochemical clearing techniek die het mogelijk maakt voor toewijzing van de driedimensionale fenotype binnen transparante weefsels, een veelheid van nieuwe clearing methodologieën, met inbegrip van CUBIC (de weergave van de duidelijke, unobstructed hersenen cocktails en computationele analyse), schakelaar (systeembrede controle van interactie tijd) en kinetiek van chemische stoffen, kaart (vergrote analyse van het proteoom), PACT (passieve duidelijkheid techniek), zijn opgezet en verder uit te breiden de bestaande toolkit voor de microscopische analyse van biologische weefsels. De huidige studie is gericht op het verbeteren en optimaliseren van de oorspronkelijke PACT procedure voor een matrix van intact knaagdier weefsel, met inbegrip van de hele centrale zenuwstelsel (CNS), de nieren, de milt, en de hele muis embryo's. PsPACT (proces-aparte PACT) en mPACT (gemodificeerde PACT) genoemd, dienen deze nieuwe technieken als zeer doeltreffend middel om mapping cel circuits en visualiseren van subcellular structuren in intact normale en pathologische weefsels. In het volgende protocol bieden wij een gedetailleerde, stapsgewijze overzicht over het bereiken van maximale weefsel goedkeuring met minimale invasie van hun structurele integriteit via psPACT en mPACT.
Een fundamentele doelstelling van wetenschappelijke en klinische onderzoek omvat het bereiken van een volledig inzicht in de structuur van het orgel en functie; echter dient de buitengewoon complexe aard van zoogdieren organen vaak als een barrière voor het volledig bereiken van deze doelstelling1. DUIDELIJKHEID (duidelijk lipide-uitgewisseld Acrylamide-gekruist rigide Imaging-compatibele Tisssue-hYdrogel)2,3,4, waarbij de opbouw van een hybride acrylamide gebaseerde hydrogel uit intact weefsels, behaalt optische Goedkeuringvande allerlei organen, met inbegrip van de hersenen, lever en milt, met behoud van hun structurele integriteit5. DUIDELIJKHEID heeft dus niet alleen de visualisatie, maar ook de mogelijkheid om complexe cellulaire netwerken en weefsel morphologies zonder de noodzaak voor afdelen fijn te ontleden.
Met het oog op goedkeuring van het weefsel, hanteert duidelijkheid elektroforetische methodes te verwijderen van het vetgehalte van het monster bij de hand. Terwijl duidelijkheid is opgemerkt voor de productie van fysiek stabiele weefsel-hydrogel hybriden, studies hebben aangetoond dat het gebruik van elektroforetische weefsel clearing (ETC) methoden variabele resultaten in termen van kwaliteit van weefsel levert, met inbegrip van bruinen, epitoop schade, en eiwit verlies5,6. Om deze kwesties te behandelen, geweest gewijzigde protocollen zoals PACT (passieve duidelijkheid techniek), waarbij de enz behandeling wordt vervangen door een passieve, Ionische-wasmiddel op basis delipidation-techniek, ontwikkelde7,8,9. Ondanks het bereiken van een grotere samenhang van resultaten, vereist PACT echter meer tijd om te verkrijgen maximale klaring. Bovendien, geen van deze technieken hebben nog zijn toegepast bij het hele CNS-formulier of in grotere modellen, knaagdieren zoals ratten en cavia's.
De huidige studie tracht te stellen deze beperkingen door het voorstellen van nieuwe methodologieën, psPACT (proces-aparte PACT) en mPACT (gemodificeerde PACT), ter vergemakkelijking van de snelle goedkeuring van het hele CNS en inwendige organen in zowel muis en rat modellen10. Specifiek, psPACT verwerkt weefsels in 4% acrylamide en 0,25% VA-044 uitgebracht in twee afzonderlijke stappen tijdens hydrogel vorming; mPACT hoofdzakelijk omvat de dezelfde stappen, maar vormt een aanvulling op de clearing SDS gebaseerde oplossing met 0,5% α-thioglycerol als een belangrijk reagens. Beide technieken benutten de endogene systemische en hersen bloedsomloop systems om aanzienlijk minder tijd nodig voor de productie van optische klaring. Als een bewijs van beginsel tonen wij het gebruik van de confocal microscopie bloedvat patronen in de gewiste weefsels10analyseren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle procedures zijn goedgekeurd door de ethische commissie van de onderzoeksopzet aan Yonsei University College of Medicine. Alle proefdieren worden opgeofferd overeenkomstig de richtsnoeren van de Commissie van de dierenverzorgers laboratorium aan Yonsei University College of Medicine.
1. bereiding van reagentia
Let op: Paraformaldehyde (PFA), acrylamide en natrium dodecyl sulfaat (SDS) zijn giftig irriterende stoffen en dus moet worden behandeld in een zuurkast met passende persoonlijke beschermingsmiddelen (PPE; laboratoriumjas, handschoenen, beschermende brillen).
2. narcose en perfusie chirurgie
Let op: PFA acrylamide zijn giftig irriterende stoffen en dus moeten worden behandeld in een zuurkast met passende PPE.
3. hele perfusie en dissectie van de Rat
Let op: PFA acrylamide zijn giftig irriterende stoffen en dus moeten worden behandeld in een zuurkast met passende PPE.
Opmerking: De volgende stappen van de hele perfusie zijn een vergelijkbaar met een protocol dat wordt gebruikt in een eerdere studie door Woo et al.. (2016) 10 , 11.
4. Hydrogel monomeer infusie en polymerisatie van de Rat en muis CNS
Let op: Acrylamide SDS, α-thioglycerol en de PFA zijn irriterende stoffen en dus moeten worden behandeld in een zuurkast en met passende plassen.
5. brekingsindex Matching en immunokleuring van gewiste CNS
Opmerking: nvelgen (Nycodenz gebaseerde Refractive Index Matching oplossing) bestaat uit 0,8 g/mL Nycodenz poeder opgelost in 30 mL base buffer (0,01% natriumazide en Tween-20 in 0,1 M PBS, pH 8,0). Het wordt aanbevolen dat de oplossing is geplaatst in een 37 ° C incubator te voorzien van de juiste Solvatatie van het poeder te schudden.
6. de beeldverwerking
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Generatie van een transparant model voor de hele CNS met behulp van geoptimaliseerde passieve clearing technieken
Optische Goedkeuringvande muis en rat hele CNS weefsels snel tot stand gekomen met behulp van diverse technieken van de passieve clearing (Figuur 1). Een schematische voorstelling van weefsel wissen na verloop van tijd wordt weergegeven in figuur 2A<...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Terwijl de passieve, niet-elektroforetische extractiemethoden werkzaam verbeterd PACT aanzienlijk de consistentie bereikt met vorige weefsel clearing methoden zoals duidelijkheid2,,3,,4,7 , 8, de techniek draagt nog steeds een aantal tekortkomingen, de meest urgente van die de lengte van de benodigde tijd is voor het bereiken van maximale weefsel duidelijkheid...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dit werk werd gesteund door de hersenen Korea 21 PLUS Project voor de medische wetenschap, Yonsei Universiteit. Dit werk werd bovendien gesteund door een subsidie van de National Research Foundation Korea (NRF-2017R1D1A1B03030315).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) | Affymetrix, Inc. | 75819 | Clearing solution |
| Nycodenz | Axia-Shield | 1002424 | nRIMS solution |
| 40% Acrylamide Solution | Bio Rad Laboratories, Inc. | 161-0140 | Polymerization (A4P0) |
| 2,2´-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] Dihydrochloride | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | 017-19362 | Polymerization (VA-044) |
| 1-Thioglycerol | Sigma-Aldrich | M1753-100ML | Clearing solution (mPACT) |
| Tween-20 | Georgiachem | 9005-64-5 | nRIMS solution |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787-50ML | Immuno Staining |
| Bovine serum albumin (BSA) | Bovogen | BSA100 | Immuno Staining |
| Heparin | Merck Millipore | 375095 | Perfusion (PBS) |
| Sodium azide | Sigma-Aldrich | S2002-25G | nRIMS solution |
| PECAM-CD31 antibody | Santa Cruz Biotechnology Inc. | sc-28188 | Immuno Staining |
| Goat anti-rabbit-IgG Cy3 fluorescent conjugate | Jackson ImmunoResearch Inc. | 111-165-003 | Immuno Staining |
| 4% Paraformaldehyde | Tech & Innovation | BPP-9004 | Perfusion, Polymerization |
| 20X Phosphate Buffered Saline (pH 7.4) | Tech & Innovation | BPB-9121 | Perfusion, Buffer |
| 10 mL stripette | Coatar | 4488 | Solution transfer |
| 50 mL tube | Falcon | 352070 | Clearing tube |
| 35 mm Cell culture dish | SPL | 20035 | Imaging |
| Confocal dish | SPL | 211350 | Imaging |
| 1 mL syringe | Korea vaccine Co., Ltd | 26G 1/2 | Anesthetize |
| 50 mL syringe | Korea vaccine Co., Ltd | 21G1 1/4 | Perfusion |
| Acrylamide | Sigma-Aldrich | A3553 | Polymerization (A4P0) |
| Whatman 3MM paper | Sigma-Aldrich | Z270849 | Blotting paper for gel removal |
| Confocal microscope | Zeiss | LSM780 | Imaging |
| ZEN lite Software | Zeiss | ZEN 2012 | Imaging |
| Peristaltic pump | Longerpump | BT100-1F | Perfusion |
| EasyGel | Lifecanvas Technologies | EasyGel | Tissue gel hybridization system |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen