$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Als drie essentiële structurele componenten van de neuromusculaire junctie (NMJ)1,2,3,4, zijn morfologische aspecten van de pre-synaptische motor axonterminals, post-synaptisch membraan met nicotine-acetylcholinereceptoren (AchR's) en peri-synaptische Schwann-cellen (PSC's) uitgebreid onderzocht. Dunne secties en hele monsters van de skeletspieren zijn onderzocht met verschillende histologische technieken, zoals elektronenmicroscopie 5,6, confocale microscopie 7,8 en lichtbladmicroscopie 9,10. Hoewel de morfologische kenmerken van NMJ door deze technieken vanuit verschillende aspecten zijn aangetoond, is confocale microscopie ter vergelijking nog steeds een ideale keuze voor beeldvorming van de gedetailleerde morfologie van NMJ.
Onlangs zijn er veel nieuwe technologieën ontwikkeld voor het tonen van de structurele componenten van NMJ. Thy1-YFP transgene fluorescerende muizen zijn bijvoorbeeld direct gebruikt om motorische axonen en motoreindplaten in vivo en in vitro10,11 te observeren. Bovendien is intraveneuze injectie van fluorescerende α-BTX toegepast om de ruimtelijke verdeling van motorische eindplaten in hele skeletspieren van wild-type en transgene fluorescerende muizen te onthullen, door gebruik te maken van weefsel optische clearingbehandeling voor onderzoek met lichtplaatmicroscopie 9,12. Naast de pre- en post-synaptische elementen die met deze geavanceerde methoden kunnen worden bekeken, kunnen de PSC's echter niet tegelijkertijd worden gedemonstreerd.
Accumulerend bewijs geeft aan dat PSC's, als de perifere gliacellen, nauw verbonden zijn met de pre-synaptische terminals die bijdragen aan de ontwikkeling en stabiliteit van NMJ, de modulatie van synaptische activiteit van de NMJ onder fysiologische toestand, en de regeneratie van de NMJ na zenuwletsel 13,14,15 . Gezien de cellulaire architectuur van NMJ, is dit protocol een goede kandidaat om tegelijkertijd de PSC's, pre- en post-synaptische elementen te labelen en wordt het mogelijk gebruikt om de integriteit en plasticiteit van de NMJ onder normale en pathologische omstandigheden te evalueren. Vergelijk bijvoorbeeld de intensiteit van NMJ, morfologie en volume van post-synaptische motoreindplaten, innervatie en denervatie van NMJ en het aantal PSC's in spieren met fysiologische en pathologische status.
De gastrocnemiusspier is de grootste spier die de uitstulping in de kuit vormt, die gemakkelijk kan worden ontleed door de huid en de biceps femoris-spier uit de ledemaat te verwijderen. De spier wordt vaak gekozen om spieratrofie, neuromusculaire degeneratie, spierprestaties en motorische eenheidskracht ex vivo of in vivote beoordelen 16,17,18. De techniek is echter ook geschikt voor het onthullen van de morfologische kenmerken van NMJ van verschillende skeletspieren. Tegelijkertijd kunnen de dikke spiersecties een completere morfologie en hoeveelheid NMJ onthullen in vergelijking met dunne secties 7,8 en geplaagde spiervezels19.
In lijn met deze studies werd de mediale gastrocnemiusspier van de rat geselecteerd als het doelweefsel in deze studie en werd gesneden met een dikte van 80 μm voor meerdere fluorescerende kleuring met verschillende soorten biomarkers volgens de structurele componenten van NMJ. Hier werden neurofilament 200 (NF200)20,21, vesiculaire acetylcholinetransporter (VAChT)22, alfa-bungarotoxine (α-BTX)23,24 en S10025,26 gebruikt om respectievelijk zenuwvezels, pre-synaptische terminals, post-synaptische AchR's en PSC's te labelen. Bovendien werd de achtergrond van spierweefsel en cellulaire kernen verder bestreden met falloïdine en DAPI.
In deze studie verwachten we een verfijnd protocol te ontwikkelen voor het gelijktijdig kleuren van de cellulaire architectuur van NMJ met hun bijbehorende biomarkers op dikkere vaste monsters, wat handiger is voor gebruik in confocale microscopie en helpt om veel meer informatie te verkrijgen over de gedetailleerde structuur van de PSC's, pre- en post-synaptische elementen, evenals hun ruimtelijke correlatie met elkaar. Vanuit het perspectief van de methodologie kan dit protocol nuttig zijn om de morfologische kenmerken van NMJ onder normale en pathologische omstandigheden te evalueren.