Hier presenteren we een protocol voor fluorescerende antilichaamgemedieerde detectie van eiwitten in hele preparaten van zebravissen embryo's en larven.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Hier presenteren we een protocol voor fluorescerende antilichaamgemedieerde detectie van eiwitten in hele preparaten van zebravissen embryo's en larven.
Immunohistochemie is een veel gebruikte techniek om eiwitexpressie en lokalisatie te verkennen tijdens zowel normale ontwikkelings- als ziektetoestanden. Hoewel veel immunohistochemie protocollen zijn geoptimaliseerd voor weefsel- en weefselsecties van zoogdieren, vereisen deze protocollen vaak modificatie en optimalisatie voor niet-zoogdiermodelorganismen. Zebravissen worden steeds vaker gebruikt als een modelsysteem in fundamenteel, biomedisch en translationeel onderzoek om de moleculaire, genetische en celbiologische mechanismen van ontwikkelingsprocessen te onderzoeken. Zebravissen bieden veel voordelen als modelsysteem, maar vereisen ook aangepaste technieken voor optimale eiwitdetectie. Hier bieden we ons protocol voor de gehele mount fluorescentie immunohistochemie in zebravissen embryo's en larven. Dit protocol beschrijft bovendien verschillende montagestrategieën die kunnen worden gebruikt en een overzicht van de voor- en nadelen die elke strategie biedt. We beschrijven ook wijzigingen in dit protocol om detectie van chromogene substraten in hele mountweefsel en fluorescentiedetectie in gesectioneerd larveweefsel mogelijk te maken. Dit protocol is in grote lijnen van toepassing op de studie van vele ontwikkelingsstadia en embryonale structuren.
De zebravis (Danio rerio) is ontstaan als een krachtig model voor de studie van biologische processen om verschillende redenen, waaronder korte generatie tijd, snelle ontwikkeling, en beaambaarheid aan genetische technieken. Als gevolg hiervan worden zebravissen vaak gebruikt in hoge doorvoer kleine molecuul schermen voor toxicologisch onderzoek en drugs ontdekking. Zebravissen zijn ook een aantrekkelijk model voor de studie van ontwikkelingsprocessen, aangezien één vrouwtje routinematig 50-300 eieren tegelijk kan produceren en de optisch heldere embryo's zich extern ontwikkelen, waardoor ontwikkelingsprocessen efficiënt kunnen worden gevisualerd. Echter, vroeg onderzoek baseerde zich meestal op voorwaartse genetische schermen met behulp van N-ethyl-N-nitrosourea (ENU) of andere mutageens als gevolg van uitdagingen bij het vaststellen van omgekeerde genetische technieken. Ongeveer twee decennia geleden werden morpholinos voor het eerst gebruikt bij zebravissen om gerichte genen neer te halen1. Morpholinos zijn kleine antisense oligonucleotiden die de vertaling van doelmRNA remmen na micro-injectie in een embryo in een vroeg ontwikkelingsstadium. Een grote zwakte van morpholinos is dat ze worden verdund als de cellen te verdelen en over het algemeen verliezen effectiviteit door 72 uur na de bevruchting (hpf). Terwijl morpholinos een krachtig instrument blijven voor verstoring van het zebravisgen, worden transcriptionor-achtige effector nucleases (TALENs), zink-vinger nucleases (ZFNs), en geclusterd regelmatig interspaced korte palindromic herhalingen (CRISPRs) meer recent gebruikt om direct gericht op de zebravis genoom2,3. Deze omgekeerde genetische strategieën, in combinatie met voorwaartse genetica en hoge doorvoerschermen, hebben de zebravissen vastgesteld als een krachtig model om genexpressie en functie te bestuderen.
De capaciteit om genfunctie te bestuderen vereist over het algemeen een evaluatie van de spatio-tijdelijke distributie van gen of genproductuitdrukking. De twee meest gebruikte technieken om dergelijke expressiepatronen te visualiseren tijdens de vroege ontwikkeling zijn in situ hybridisatie (ISH) en hele mount immunohistochemie (IHC). In situ hybridisatie werd voor het eerst ontwikkeld in 1969 en is gebaseerd op het gebruik van gelabelde antisense RNA sondes om mRNA expressie in een organisme te detecteren4. In tegenstelling, gelabelde antilichamen worden gebruikt in immunohistochemie om eiwitexpressie te visualiseren. Het idee van het etiketteren van eiwitten voor detectie dateert uit de jaren 19305 en de eerste IHC experiment werd gepubliceerd in 1941 toen FITC-gelabelde antilichamen werden gebruikt om pathogene bacteriën in geïnfecteerde weefsels op te sporen6. ISH en IHC zijn in de daaropvolgende decennia sterk geëvolueerd en verbeterd en worden nu zowel routinematig gebruikt in het moleculaire en diagnostische onderzoekslaboratorium7,8,9,10,11. Hoewel beide technieken voor- en nadelen hebben, biedt IHC verschillende voordelen ten opzichte van ISH. Praktisch, IHC is veel minder tijdrovend dan ISH en is over het algemeen minder duur, afhankelijk van de kosten van de primaire antilichaam. Bovendien, mRNA expressie is niet altijd een betrouwbare metrische van eiwitexpressie als het is aangetoond bij muizen en mensen dat slechts ongeveer een derde van de eiwit overvloed variatie kan worden verklaard door mRNA overvloed12. Om deze reden is IHC een belangrijk supplement om ISH-gegevens te bevestigen, indien mogelijk. Ten slotte kan IHC subcellulaire en co-lokalisatiegegevens verstrekken die niet kunnen worden bepaald door ISH13,14,15. Hier beschrijven we een stapsgewijze methode om eiwitten betrouwbaar te detecteren door immunohistochemie in hele mount zebravisembryo's en larven. Het doel van deze techniek is het bepalen van de ruimtelijke en temporele expressie van een eiwit van belang in het hele embryo. Deze technologie maakt gebruik van antigeenspecifieke primaire antilichamen en fluorescerend gelabelde secundaire antilichamen. Het protocol is gemakkelijk aan te passen aan gebruik op dia-gemonteerde weefselsecties en voor gebruik met chromogene substraten in plaats van fluorescentie. Met behulp van dit protocol, we aantonen dat de ontwikkeling van zebravissen skeletspier drukt ionotropische glutamaat receptoren, in aanvulling op acetylcholine receptoren. NMDA-type glutamaat receptor subunits zijn detecteerbaar op de longitudinale spier op 23 pkf.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De procedures voor het werken met zebravis fokken volwassenen en embryo's beschreven in dit protocol werden goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committee aan de Murray State University.
1. Embryoverzameling en fixatie
2. Embryopreparaat
3. Primaire antilichaam incubatie
4. Secundaire antilichaam incubatie
Optionele stappen
5. Bleken
6. Embryodissectie en Deyolking
7. Vlakke montage op glijbanen
8. Montage in Agarose
9. Montage op overbrugde glijbanen
10. DAB-kleuring
OPMERKING: Deze sectie begint na stap 4.2 hierboven en vervangt de rest van stap 4.
11. Gewijzigd protocol voor kleuring sectioned tissue dat is gemonteerd op dia's
12. Documentatie
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Hele mount immunohistochemie maakt gebruik van antilichamen om het ruimtelijke patroon van eiwitexpressie in het intacte dier te detecteren. De basisworkflow van immunohistochemie (afgebeeld in figuur 1)omvat het fokken van zebravis, het kweken en voorbereiden van embryo's, het blokkeren van niet-specifieke antigenen, het gebruik van een antigeenspecifiek primair antilichaam om het eiwit van belang te targeten, dat primaire antilichaam op te sporen met een ge...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Immunohistochemie is een veelzijdig hulpmiddel dat kan worden gebruikt om de spatio-temporele expressie van vrijwel elk eiwit van belang in een organisme te karakteriseren. Immunohistochemie wordt gebruikt op een breed scala aan weefsels en modelorganismen. Dit protocol is geoptimaliseerd voor gebruik bij zebravissen. Immunohistochemie bij verschillende soorten kan verschillende fixatie- en behandelingstechnieken vereisen, waardoor oplossingen worden geblokkeerd, afhankelijk van soorten en de aanwezigheid van endogene pe...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen informatie te onthullen.
Financiering van NIH subsidie 8P20GM103436 14.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Agarose | Fisher Scientific | BP160-100 | |
| Aluminum foil, heavy duty | Kirkland | Elk merk mag worden vervangen | |
| Anti-NMDA-antilichaam | Millipore Sigma | MAB363 | |
| Anti-fosfo-histon H3 (Ser10), clone RR002 | Millipore Sigma | 05-598 | |
| Anti-pan-AMPA-receptor (GluR1-4) | Millipore Sigma | MABN832 | |
| Bovine serumalbumine (BSA) | Fisher Scientific | BP1600-100 | |
| Calciumnitraat [Ca(NO3)2] | Sigma Aldrich | C4955 | |
| Centrifugebuizen, 1,5 ml | Axygen | MCT150C | |
| Klare nagellak | Sally Hanson | Elke nagellak of verharder kan worden vervangen | |
| Depressie (concaviteit) glijbaan | Electron Miscroscopy Sciences | 71878-01 | |
| Diaminobenzidine | Thermo Scientific | 1855920 | |
| Embryo medium, Danieau, 30% | 17,4 mM NaCl, 0,21 mM KCl, 0,12 mM MgS04, 0,18 mM Ca(NO3)2, 1,5 mM HEPES in ultrapuur water. | ||
| Embryo medium, E2 | 7,5 mM NaCl, 0,25 mM KCl, 0,5 mM MgSO4, 75 μM KH2PO4, 25 uM Na2HPO4, 0,5 mM CaCl2, 0,35 mM NaHCO3, 0,5 mg/L methyleenblauw | ||
| Zwevende buishouder | Thermo Scientific | 59744015 | |
| Fluorescentie-samengestelde microscoop | Leica Biosystems | DMi8 | |
| Fluorescentie stereomicroscoop | Leica Biosystems | M165-FC | |
| Glazen deksels 18 mm x 18 mm | Corning | 284518 | |
| Glazen deksels 22 mm x 60 mm | Thermo Scientific | 22-050-222 | |
| Glazen dia's | Fisher Scientific | 12-544-4 | |
| Glycerol | Fisher Scientific | BP229-1 | |
| Geit anti-muis IgG Alexa 488 | Invitrogen | A11001 | |
| HEPES-oplossing | Sigma Aldrich | H0887 | |
| Vochtige kamer met deksel | Simport | M920-2 | |
| Waterstofperoxide, 30% | Fisher Scientific | H325-500 | |
| Immunedge pap pen | Vector labs | H-4000 | |
| Insectenpins, maat 00 | Stoelting | 5213323 | |
| Magnesiumsulfaat (MgSO4 · 7H2O) | Sigma Aldrich | 63138 | |
| Gaasfilter | Oneida | Elk merk mag worden vervangen | |
| Methanol | Sigma Aldrich | 34860 | |
| Methyleenblauw | Sigma Aldrich | M9140 | |
| Micro-buisjes dopvergrendeling | Research Products International | 145062 | |
| Microgolfoven | Toastmaster | ||
| Muis IgG | Sigma Aldrich | I8765 | |
| Normaal geitenserum | Millipore Sigma | S02L1ML | |
| Roterende mixer | Fisher Scientific | 88-861-044 | |
| Paraformaldehyde | Fisher Scientific | 04042-500 | |
| Pasteur pipetten | Fisher Scientific | 13-678-20C | |
| PBTriton | 1% TritonX-100 in 1x PBS | ||
| Permount montagemedium | Fisher Chemical | SP15-500 | |
| Petrischaal (glas) | Pyrex | 3160100 | |
| Petrischaal (plastic) | Fisher Scientific | FB0875713 | |
| 1-fenyl 2-thioureum | Acros Organics | 207250250 | |
| Fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS), 10x, pH 7,4 | Gibco | 70011-044 | |
| Fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS), 1x | 1x gemaakt van 10x stock verdund in dH2O | ||
| Kaliumchloride (KCl) | Sigma Aldrich | P9333 | |
| Kaliumhydroxide (KOH) | Fisher | P250-500 | |
| Kaliumfosfaat monobasisch (KH2PO4) | Sigma Aldrich | P5655 | |
| Pronase | Sigma Aldrich | 10165921001 | |
| Proteinase K | Invitrogen | AM2544 | |
| Natriumchloride (NaCl) | Sigma Aldrich | S7653 | |
| Natriumfosfaat dibasisch (Na2HPO4) | Sigma Aldrich | S7907 | |
| Paaitank met deksel en inzetstuk | Aquaneering | ZHCT100 | |
| SuperBlock PBS | Thermo Scientific | 37515 | |
| Superfrost + dia's | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| Superlijm gel | 3M Scotch | ||
| TNT | 100 mM Tris, pH 8,0; 150 mM NaCl; 0,1% Tween20; gemaakt in dH2O | ||
| Transferpijp | Fisher | 13-711-7M | |
| Trichlorazijnzuur (Cl3CCOOH) | Sigma Aldrich | T6399 | |
| Tris-basis | Fisher Scientific | S374-500 | |
| TritonX-100 | Sigma Aldrich | T9284 | |
| Tween20 | Fisher Scientific | BP337-500 | |
| Ultrafijne pincetten | Fisher Scientific | 16-100 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.