In dit artikel wordt beschreven hoe u een geoptimaliseerd in situ protocol voor pezen kunt uitvoeren. Deze methode bespreekt weefselpreparatie, sectiepermeabilisatie, sondeontwerp en signaalversterkingsmethoden.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
In dit artikel wordt beschreven hoe u een geoptimaliseerd in situ protocol voor pezen kunt uitvoeren. Deze methode bespreekt weefselpreparatie, sectiepermeabilisatie, sondeontwerp en signaalversterkingsmethoden.
In de afgelopen jaren zijn er veel protocollen ontwikkeld voor transcriptomics met hoge resolutie op veel verschillende medische en biologische gebieden. Matrixrijke weefsels, en in het bijzonder pezen, bleven echter achter vanwege hun lage celaantal, lage RNA-hoeveelheid per cel en hoge matrixinhoud, waardoor ze moeilijk te analyseren waren. Een van de recente en belangrijkste single-cell tools is de ruimtelijke analyse van genexpressieniveaus in pezen. Deze ruimtelijke RNA-instrumenten zijn met name van groot belang in pezen om specifieke cellen van nieuwe en onbekende populaties te lokaliseren, eencellige RNA-seq-resultaten te valideren en histologische context toe te voegen aan de eencellige RNA-seq-gegevens. Deze nieuwe methoden zullen de analyse van RNA in cellen met een uitzonderlijke gevoeligheid en de detectie van enkelvoudige molecuul RNA-doelen op eencellig niveau mogelijk maken, wat zal helpen om pezen moleculair te karakteriseren en peesonderzoek te bevorderen.
In dit methodedocument zullen we ons concentreren op de beschikbare methoden om ruimtelijke genexpressieniveaus op histologische secties te analyseren door gebruik te maken van nieuwe in situ hybridisatietests om doel-RNA in intacte cellen op eencellig niveau te detecteren. Eerst zullen we ons concentreren op hoe het peesweefsel kan worden voorbereid op de verschillende beschikbare testen en hoe doelspecifieke signalen kunnen worden versterkt zonder achtergrondruis maar met hoge gevoeligheid en hoge specificiteit. Vervolgens beschrijft het artikel specifieke permeabilisatiemethoden, de verschillende sondeontwerpen en de momenteel beschikbare signaalversterkingsstrategieën. Deze unieke methoden voor het analyseren van transcriptieniveaus van verschillende genen in eencellige resolutie zullen de identificatie en karakterisering van de peesweefselcellen mogelijk maken in jonge en oude populaties van verschillende diermodellen en menselijke peesweefsels. Deze methode helpt ook bij het analyseren van genexpressieniveaus in andere matrixrijke weefsels zoals botten, kraakbeen en ligamenten.
Pezen zijn bindweefsels die de krachtoverbrenging tussen spier en bot mogelijk maken1. Qua ontwikkeling zijn axiale tenocyten afgeleid van mesenchymale cellen in het sclerotoom van desomieten 2; ledemaatpezen zijn afkomstig van het mesoderm van de laterale plaat; en craniale pezen komen voort uit de craniale neurale kamlijn 3,4. Pees kan worden gekenmerkt door de expressie van de scleraxis transcriptiefactor5, hoewel verschillende markers ook een sleutelrol spelen bij de ontwikkeling van pees, waaronder tenomoduline, hanenkam en vroege groeirespons 1/2 6,7,8,9.
Ondanks de weinige bekende markers van de pees, blijft een meer diepgaande karakterisering over het algemeen een uitdaging omdat de pees cellen bevat die zich uitstrekken over een gradiënt van biomechanische eigenschappen. Van de myotendineuze overgang, het middenlichaam van de pees en de meer verkalkte enthesis, bevinden de peescellen zich in extracellulaire matrices die variëren in trekeigenschappen. Omdat de pees bestand moet zijn tegen de trekspanning die wordt veroorzaakt door het verschil in mechanische sterkte tussen zacht en hard weefsel, is de ruimtelijke organisatie van de cellen in de pees bijzonder belangrijk voor zijn functie. Er is echter weinig bekend over deze peessubpopulaties.
Veel ruimtelijke transcriptomische instrumenten met hoge resolutie kunnen worden gebruikt om te beginnen met het ophelderen van celsubpopulaties, inclusief maar niet beperkt tot eencellig RNA Seq of in situ hybridisatie. Hoewel deze ruimtelijke profileringstesten helpen bij het blootleggen van RNA-expressie in weefsel na microdissectie of sectie, kunnen deze methoden een uitdaging zijn wanneer ze worden uitgevoerd op peesweefsel. Pezen zijn matrixrijke weefsels die voor bijna 86% uit collageen bestaan bij droogmassa10, waardoor het een uitdaging is om de cellen te extraheren voor sequencing. Vanwege zowel de complicaties bij het isoleren van cellen uit de matrix, de hypocellulaire aard van de pees11 als het relatief lage RNA-aantal, is de pees een moeilijk te analyseren weefsel.
In dit artikel presenteren we een methode om nieuwe in situ hybridisatietesten te optimaliseren om ze te benutten voor pezen door methoden voor weefselpreparatie, permeabilisatie en sondeontwerp te bieden. In combinatie met bestaande sequencingtechnologieën kan dit onderzoekers helpen om peessubpopulaties van zich ontwikkelende, volwassen of geblesseerde pezen ruimtelijk te karakteriseren met een verhoogde testgevoeligheid en specificiteit.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle dierproeven zijn uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen van de Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) en AAALAC. Experimenten werden uitgevoerd onder goedgekeurd protocol #2013N000062 in het Massachusetts General Hospital. In deze studie werden C57BL/J6-muizen (5 weken oud en P0) gebruikt. Zie de Materiaaltabel voor details met betrekking tot alle materialen, reagentia en instrumenten die in dit protocol worden gebruikt.
1. Monstervoorbereiding en fixatie
2. Aanpassing van RNAscope (gecommercialiseerd ISH) protocol14
3. Aanpassing HCR ISH protocol15
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Figuur 1: Poly A RNA-expressie in de achillespees van volwassen muizen met behulp van RNAScope. Representatief beeld van succesvolle Poly A-labeling in de achillespees van de muis (linkerpaneel) met behulp van de gecommercialiseerde ISH-test. Colokalisatie met DAPI bevestigt de specificiteit van de sonde (middelste...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
In dit artikel beschrijven we wijzigingen die zijn aangebracht om bestaande ISH-tools te benutten, zodat ze met een hoge mate van specificiteit en gevoeligheid in peesweefsel kunnen worden gebruikt. Aangezien de pees een weefsel met een hoge matrixdichtheid is, moeten protocolaanpassingen vaak worden gemaakt om een vergelijkbare mate van sondepenetratie en specificiteit te bereiken. Deze specifieke permeabilisatiemethoden en signaalversterkingsstrategieën van het peesweefsel zijn een int...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen belangenconflicten te onthullen.
De auteurs bedanken Jenna Galloway en de leden van Galloway Lab voor hun steun en aanmoediging bij de ontwikkeling en probleemoplossing van deze protocollen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 1 M triethanolamine buffer | |||
| 10% Formalin oplossing | |||
| 10% Tween-20 | |||
| 20x Saline Sodium Citraat buffer | |||
| 4% PFA | |||
| ACD RNAscope Fluorescent Multiplex Fluorescent Reagent Kit V2 | ACD | 323100 | |
| Acetic Anhydride | |||
| Axio Imager Microscoop | ZEISS | ||
| C57BL/J6 muizen | JAX ID: 000664 | ||
| Dekglasjes | Fisher | 12-541-042 | |
| ddH2O | |||
| ETDA | Thermofisher | AM9262 | |
| EtOH | |||
| Glucose | VWR Chemicals BDH | BDH9230-500G | |
| HCR RNA-FISH Bundel | Molecular Instruments Inc. | ||
| HybEZ II Hybridisatie Systeem | ACD | ||
| Immedge Barrier Pen | Vector Laboratories | H4000 | |
| Leica SPE Confocal Microscoop | Leica | ||
| Parafilm | Fisher | ||
| Fosfaat-gebufferde zoutoplossing (PBS, 1x) | Invitrogen | AM9625 | Verdun 10x PBS in milli-Q water om 1x oplossing te krijgen |
| Protease IV | |||
| Proteinase K | Roche | 3115836001 | |
| RNAscope H2O2 en Protease Reagents | ACD | PN 322381 | Inbegrepen in ACD RNAscope Fluorescent Multiplex Fluorescent Reagent Kit V3 |
| RNAscope Multiplex Fluorescent Detectie Kit | ACD | PN 323110 | Inbegrepen in ACD RNAscope Fluorescent Multiplex Fluorescent Reagent Kit V2 |
| RNAscope Target Retrieval reagenten | ACD | 322000 | Inbegrepen in ACD RNAscope Fluorescent Multiplex Fluorescent Reagent Kit V4 |
| RNAscope Was Buffer | ACD | PN 310091 | Inbegrepen in ACD RNAscope Fluorescent Multiplex Fluorescent Reagent Kit V5 |
| RNAscope Probe Verdunningsvloeistof | ACD | 300041 | |
| Glijplaatje | StatLab | 4465A | |
| Vlekschaal met Deksel | StatLab | LWS20WH | |
| Superfrost Plus Microscoopglaasjes | Fisher | 1255015 | behandelde, geladen glazen |
| Tris-HCl | |||
| Xyleen | Sigma-Aldrich | 534056-4L |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit artikel is gepubliceerd
Video binnenkort beschikbaar