De zebravis is een krachtig gewerveld model voor studies van ontwikkeling en genetica 1,2. Zebravissen en mensen delen een hoge genetische homologie (70% van de genen wordt gedeeld met het menselijk genoom), waardoor het kan worden gebruikt als model voor menselijke ziekten3. Bij zebravissen is het vrij gebruikelijk om de expressiepatronen van twee genen en hun ruimtelijke relatie te detecteren. Immunohistochemie werd voor het eerst gebruikt in 1941 om pathogenen in geïnfecteerde weefsels te detecteren door FITC-gelabelde antilichamen toe te passen4. Het doeleiwit in de weefselsectie wordt eerst gelabeld met een primair antilichaam en de sectie wordt vervolgens gelabeld met een secundair antilichaam tegen de gastheersoort immunoglobuline van het primaire antilichaam. Antilichaamkleuring is een robuuste aanpak om de lokalisatie van eiwitten te detecteren, die een hoge optische resolutie op intracellulair niveau biedt. Het aantal beschikbare antilichamen is echter zeer beperkt bij zebravissen. Een recente studie toont aan dat ongeveer 112.000 antilichamen commercieel beschikbaar zijn voor muizen; Er zijn echter zeer weinig antilichamen aangetoond die betrouwbaar zijn bij zebravissen5.
In plaats daarvan is in zebravissen in situ hybridisatie op grote schaal toegepast voor genexpressiepatroonanalyse. Deze methode werd voor het eerst gebruikt om genexpressie in Drosophila-embryo's te beoordelen in de jaren 19806,7, en sindsdien is deze technologie voortdurend ontwikkeld en verbeterd. Aanvankelijk werden radioactief gelabelde DNA-sondes gebruikt om mRNA-transcripten te detecteren; De ruimtelijke resolutie was echter relatief laag en er waren potentiële gezondheidsrisico's veroorzaakt door de radioactiviteit. Vervolgens is in situ hybridisatie afhankelijk van de RNA-sondes gelabeld met digoxigenine (DIG) of fluoresceïne (Fluo), die worden geconjugeerd tot alkalische fosfatase (AP) of gedetecteerd door fluorescerende tyramidesignaalversterking (TSA)8,9. Hoewel TSA is gebruikt om twee of drie genen te detecteren, zijn DIG-labeling van RNA-sondes en antiDIG AP-geconjugeerd antilichaam nog steeds zeer gevoelige, stabiele en veelgebruikte benaderingen voor in situ hybridisatie. Daarom zijn gecommercialiseerde antilichamen in combinatie met DIG-gelabelde in situ probes nuttig om inzicht te geven in eiwitlokalisatie en expressie van één gen.
Embryo's met hele mounts kunnen de ruimtelijke relatie tussen genen niet onthullen vanwege de lage optische resolutie, ook al zijn zebravisembryo's klein en transparant10. Daarom is sectionering noodzakelijk om de expressiepatronen van genen op intracellulair niveau te analyseren. Cryosectieing is veel gebruikt bij zebravissen omdat het gemakkelijk uit te voeren is en het antigeen effectief kan behouden. Daarom biedt in situ hybridisatie in combinatie met immunohistochemie in cryosecties van zebravissen een krachtige manier om de expressiepatronen van twee genen te analyseren. Een combinatie van in situ hybridisatie en immunohistochemie is toegepast op zebravissen11. Proteïnase K-behandeling werd echter gebruikt om de penetratie van de sonde te verbeteren ten koste van de antigeenintegriteit. Om deze beperking te overwinnen, gebruikt dit protocol verwarming om antigeenopvraging te induceren. Dit protocol is niet alleen van toepassing op embryo's van verschillende stadia en weefselsecties van verschillende diktes (14 μm hoofdsecties en 20 μm ruggenmergsecties), maar het is ook geverifieerd met behulp van genen die tot expressie komen in twee organen, waaronder het hoofd en het ruggenmerg.
Dit artikel beschrijft hoe in situ hybridisatie en antilichaamkleuring in zebravisembryo's in cryosecties kunnen worden gecombineerd. De veelzijdigheid van dit protocol wordt aangetoond door gebruik te maken van een aantal in situ hybridisatie-immunohistochemie combinaties, waaronder in situ hybridisatie probes voor twee verschillende neuronen. Deze methode is geschikt voor het detecteren van mRNA en eiwit in verschillende regio's en embryo's van verschillende leeftijden, evenals de expressiepatronen van twee genen.