Een in situ hybridisatie (ISH) protocol dat gebruikmaakt van korte antisense oligonucleotides voor alternatieve pre-mRNA-splicing patronen kunt ontdekken in muis hersenen secties wordt beschreven.
Method Article
Een in situ hybridisatie (ISH) protocol dat gebruikmaakt van korte antisense oligonucleotides voor alternatieve pre-mRNA-splicing patronen kunt ontdekken in muis hersenen secties wordt beschreven.
Alternatieve splicing (AS) treedt op in meer dan 90% van menselijke genen. Het expressiepatroon van een alternatief afgesplitste exon wordt vaak geregeld in een cel type-specifieke mode. Als expressie patronen zijn doorgaans geanalyseerd door RT-PCR en RNA-seq geïsoleerd met behulp van RNA monsters van een bevolking van cellen. In situ als voor een bepaalde biologische structuur-expressiepatronen kunnen worden onderzocht door RNA in situ hybridisatie (ISH) met behulp van de exon-specifieke sondes. Echter, dit bepaald gebruik van ISH beperkt gebleven omdat alternatieve exons zijn over het algemeen te kort om te ontwerpen exon-specifieke sondes. In dit verslag is het gebruik van BaseScope, een onlangs ontwikkelde technologie die gebruikmaakt van korte antisense oligonucleotides in RNA ISH, om te analyseren als expressiepatronen in muis hersenen secties beschreven. Exon 23a van Neurofibromatose type 1 (Nf1) wordt gebruikt als een voorbeeld om te illustreren dat korte exon-exon junction sondes robuuste hybridisatie signalen met hoge specificiteit in RNA ISH analyse op muis hersenen secties exposeren. Nog belangrijker, kunnen signalen gedetecteerd met exon integratie - en overslaan-specifieke sondes worden gebruikt voor het op betrouwbare wijze berekenen van het percentage verbinding aan de randen in waarden van Nf1 exon 23a expressie in verschillende anatomische gebieden van de hersenen van een muis. De experimentele protocol en de methode voor de berekening als analyse worden gepresenteerd. De resultaten wijzen erop dat BaseScope biedt een krachtige nieuwe tool om te beoordelen als expressie patronen in situ.
Alternatieve splicing (AS) is een algemeen voorkomend proces dat zich tijdens de rijping van de pre-mRNA voordoet. In dit proces kan een exon differentieel worden opgenomen in volwassen mRNA. Dus, door middel van AS, één gen kunt vele mRNAs die code genereren voor verschillende eiwitproducten. Geschat wordt dat 92 – 94% van menselijke genen ondergaan alternatieve splicing1,2. Het gevolg van abnormale alternatieve splicing patronen van genetische mutaties zijn gekoppeld aan een groot aantal ziekten, waaronder kanker3,4, Amyotrofische laterale sclerose en myotone dystrofie. Het is dus van cruciaal belang om te onderzoeken en alternatieve splicing regulerende mechanismen in een poging om te vinden van nieuwe behandelingen van ziekten bij de mens beter te begrijpen.
ZOALS vaak in een cel type-specifieke manier wordt geregeld. Het is belangrijk om te bepalen van het AS-expressiepatroon van een specifiek gen in een bepaald biologisch systeem. Dit wordt echter ingewikkeld wanneer een complex orgaan dat veel verschillende soorten cellen, zoals de hersenen of het hart bevat, wordt bestudeerd. In dit geval is een ideale keuze van assay systeem RNA in situ hybridisatie (ISH) met behulp van weefsel secties zodat het AS-expressiepatroon van een specifiek gen kan worden opgespoord in veel celtypen tegelijk. Inderdaad, exon-specifieke sondes zijn gebruikt voor de beoordeling van de niveaus van de expressie van een alternatieve exon5,6,7. Deze aanpak is echter niet geschikt voor als patroon analyse om de volgende redenen. Eerste, conventionele ISH methoden gebruiken meestal langer dan 300 sondes bp, terwijl de gemiddelde grootte van gewervelde interne exons (niet eerste of laatste exon) 170 nucleotiden8,9 is. Ten tweede, wanneer een exon-specifieke sonde wordt gebruikt voor het onderzoeken van de splicing patroon van een interne alternatieve exon, de enige mRNA isovorm gedetecteerd door de sonde is degene die de exon, terwijl de isovorm van het mRNA bevat zonder de exon kan niet worden gedetecteerd. Berekening van het percentage verbinding aan de randen (PSI) waarde voor de alternatieve exon is zo ingewikkeld. Bovendien combineert conventionele TL ISH vaak ISH met immunokleuring, waardoor de detectie efficiëntie en robuustheid. Bijvoorbeeld, in een studie die de stress-geïnduceerde onderzocht splicing isovorm over te schakelen van de acetylcholinesterase (AChE) mRNA, heksenkruid werd opgenomen in de sonde ISH en gedetecteerd met behulp van anti-heksenkruid antilichaam. Als alternatief, Biotine-geëtiketteerden sonde werd ontdekt door een conjugaat alkalische fosfatase/daar en een substraat voor alkalische fosfatase10. Noch methode maakt gebruik van elke strategie versterking te verhogen van de gevoeligheid van detectie. Dientengevolge, is het uitdagend om te detecteren van mRNA afschriften die op een laag niveau worden uitgedrukt. Dus is een eenvoudiger en robuuster ISH assay systeem nodig om te analyseren als expressie patronen in situ.
BaseScope onlangs werd ontwikkeld op basis van het platform van RNAscope, een gevestigde en ISH assay systeem op grote schaal gebruikt. Beide assay-systemen gebruiken een doelgroepen gerichte versterking-technologie die een toename van de gevoeligheid van detectie11,12. Wat onderscheidt van elkaar, is de lengte van de reeks van de doelgroep, die zo 50 nucleotiden voor BaseScope en 300-1000 nucleotiden voor RNAscope kort. Het is dus mogelijk om ontwerp-sondes die gericht zijn op exon-exon kruispunten te sporen specifieke alternatieve mRNA isoforms. In de huidige studie, werd een procedure opgericht te onderzoeken zoals expressiepatronen van Neurofibromatose type 1 (Nf1) exon 23a, een alternatieve exon uitgebreid bestudeerd in de dezelfde laboratorium13,14,15 , 16 , 17, in muis hersenen secties. De resultaten tonen aan dat BaseScope is een ideaal systeem om te studeren-expressiepatronen van Nf1 exon 23a in situ. Zoals dit assay-systeem aangepast om te analyseren als expressiepatronen van vele alternatieve exons worden kan, vormt het een krachtige nieuwe tool in de studies van AS.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Alle van de experimenten die hier beschreven die betrekking hebben op muizen zijn door de Case Western Reserve University institutionele Animal Care en gebruik Comité goedgekeurd. De titel van het protocol 2016-0068 (PI: Hua Lou) is "Rol van alternatieve pre-mRNA-splicing in gewervelde ontwikkeling".
Opmerking: Informatie van alle apparatuur, reagentia en toebehoren gebruikt in dit protocol is opgenomen in Tabel van materialen.
1. Prepareer formaline vaste paraffine-ingebedde secties (FFPE)
2. voorbeeld voorbehandeling
3. ISH Assay
4. de gegevensverzameling en analyse
Opmerking: Gebruik een dia scanner voor het scannen van de beelden op de 40 X vergroting.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
BaseScope ISH werd uitgevoerd met behulp van de drie stammen van de muis: CD1 wild type muizen, C57BL/6J wild type muizen en de mutant muizen Nf123aIN/23aIN in de C57BL/6J achtergrond, in welke exon 23a is opgenomen in alle celtypes als gevolg van gemanipuleerde splice site mutaties14,15.
Als een eerste stap, het ISH assay systeem werd getest met beh...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Deze mededeling wordt verslag uitgebracht het gebruik van BaseScope RNA ISH te onderzoeken als uitdrukking patronen in muis hersenen secties. Het is aangetoond dat anti-zin exon-exon junction sondes korter dan 50 nucleotiden richten kunnen exon integratie en isoforms krachtig en specifiek overslaan. Bovendien kunnen de resulterende signalen worden gebruikt voor het berekenen van de PSI van een alternatieve exon.
Een paar variaties werden getest in de procedure. Bijvoorbeeld, werden bevroren we...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dit werk werd gesteund door de American Heart Association [Grant-in-Aid 0365274B naar H.L.], National Cancer Institute [GI SPORE P50CA150964 aan Z.W.], National Institutes of Health [Office van onderzoek infrastructuur gedeeld Instrumentation Grant S10RR031845 aan de lichte microscopie Imaging faciliteit aan de Case Western Reserve University], en China Scholarship Raad [X.G.].
De auteurs danken Richard Lee in de lichte microscopie Imaging Core voor zijn hulp met dia scannen.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Equipment | |||
| Hybridization Oven | Advanced Cell Diagnostics | 241000ACD | |
| Humidity Control Tray (met deksel) | Advanced Cell Diagnostics | 310012 | |
| Stain Rack | Advanced Cell Diagnostics | 310017 | |
| Hot plate | Fisher Scientific | 1160049SH | |
| Imperial III Algemeen Doel Incubator | Lab-Line | 302 | |
| Slide Scanner | Leica | SCN400 | |
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
| Reagentia | |||
| Voorbereidingskit | Advanced Cell Diagnostics | 322381 | |
| Hydrogen Peroxide | Advanced Cell Diagnostics | 2000899 | |
| Protease III* | Advanced Cell Diagnostics | 2000901 | |
| 10x Target Retrieval | Advanced Cell Diagnostics | 2002555 | |
| BaseScope Detectiereagentkit | Advanced Cell Diagnostics | 332910 | |
| AMP 0 | Advanced Cell Diagnostics | 2001814 | |
| AMP 1 | Advanced Cell Diagnostics | 2001815 | |
| AMP 2 | Advanced Cell Diagnostics | 2001816 | |
| AMP 3 | Advanced Cell Diagnostics | 2001817 | |
| AMP 4 | Advanced Cell Diagnostics | 16229B | |
| AMP 5-RED | Advanced Cell Diagnostics | 16229C | |
| AMP 6-RED | Advanced Cell Diagnostics | 2001820 | |
| Fast RED-A | Advanced Cell Diagnostics | 2001821 | |
| Fast RED-B | Advanced Cell Diagnostics | 16230F | |
| 50x Wash Buffer | Advanced Cell Diagnostics | 310091 | |
| Negatieve Controle Probe- Mouse DapB-1ZZ | Advanced Cell Diagnostics | 701021 | |
| Positieve Controle Probe- Mouse (Mm)-PPIB-1ZZ | Advanced Cell Diagnostics | 701081 | |
| Controle slide-mouse 3T3 cell pellet | Advanced Cell Diagnostics | 310045 | |
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
| Andere benodigdheden | |||
| Bevochtigingspapier | Advanced Cell Diagnostics | 310015 | |
| Wasrek | American Master Tech Scientific | 9837976 | |
| Wasbakken | American Master Tech Scientific | LWS20WH | |
| Hydrofobe barrièrepen | Vector Laboratory | H-4000 | |
| Glijbanen | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| Dekglas, 24 mm x 50 mm | Fisher Scientific | 12--545-F | |
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
| Chemieën | |||
| Ammonium hydroxide | Fisher Scientific | 002689 | |
| 100% ethanol (EtOH) | Decon Labs | 2805 | |
| Formalde solution | Fisher Scientific | SF94-4 | |
| Hematoxylin I | American Master Tech Scientific | 17012359 | |
| Montagemedium | Vector Labs | H-5000 | |
| Xyleen | Fisher Scientific | 173942 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission