Formaline-gefixeerde menselijke weefselmonsters werden geleverd door de afdeling Neuropathologie van de Massachusetts General Hospital (MGH) Autopsy Service (Boston, VS). Schriftelijke toestemming werd verkregen van gezonde deelnemers voorafgaand aan het overlijden, volgens IRB-goedgekeurde weefselafnameprotocollen van de Partners Institutional Biosafety Committee (PIBC, protocol 2003P001937). De autorisatiedocumenten worden bewaard bij de MGH Autopsy Services in Boston, MA, Verenigde Staten, en zijn op verzoek verkrijgbaar.
1. Agarose-inbedding en monstersnijden
- Bereid een agarose-oplossing van 4% g/v in 1x fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS, pH 7,4) in een bekerglas en plaats het weefselblok erin. Wacht tot het op kamertemperatuur is (RT) en bewaar vervolgens 24 uur bij 4 °C.
- Om zeer nauwkeurige secties te verkrijgen, lijmt u het monster op de trilschijf van het monster en vult u de bak met koude 1x PBS (pH 7,4). Pas de trillingsparameters zoals frequentie, amplitude en snelheid aan op basis van het type weefsel dat moet worden gesneden (gebruikte waarden: frequentie = 5 (50 Hz); amplitude = 0,4; snelheid = 3 (0,15 mm/s).
OPMERKING: Afhankelijk van het monstervolume moeten verschillende vibratomen worden gebruikt. Voor monsters met een maximaal volume van 70 x 40 x 15 mm kan een vibratoom (bijv. Leica VT1000 S) worden gebruikt; voor grotere monsters is het mogelijk om een compresstoom (bijv. VF-900-0Z Microtome18) of een op maat gemaakt apparaat21 te gebruiken. Hier presenteren we plakjes gesneden met een dikte van 400 μm of 500 μm.
- Leg na het snijden alle plakjes in een conserveringsoplossing bestaande uit 1x PBS (pH 7,4) met 0,01% m/v natriumazide (NaN3) en bewaar bij 4 °C.
OPMERKING: Wacht voor het inbedden tot de agarose-oplossing 37 °C bereikt. Een hogere temperatuur kan het preparaat beschadigen. Het wordt aanbevolen om de monsters niet langer dan 48 uur in PFA te laten staan, omdat langdurige fixatie de etiketteringsprocedure kan verstoren door antigenen te beschadigen en de autofluorescentie van het weefsel te verhogen. Voor langdurige opslag van menselijke weefsels wordt PBS met NaN3 gebruikt om microbiële besmetting te voorkomen. Vanwege de toxiciteit van NaN3 bereidt u de conserveringsoplossing onder een chemische kap.
2. Weefselfixatie
OPMERKING: Alle oplossingen die in het volgende protocol worden gebruikt, worden in grote hoeveelheden bereid, voldoende om alle plakjes van hetzelfde weefselblok te verwerken en de technische variabiliteit te minimaliseren en de tijd voor afzonderlijke stappen te verkorten.
- Bereid de uitschakeloplossing met 50% v/v 1x PBS pH 3, 25% v/v 0,1 M zoutzuur (HCl), 25% v/v 0,1 M kaliumwaterstofftalaat (KHP) en vers 4% v/v glutaaraldehyde. Plaats alle monsters in schalen met schroefdeksels (70 x 23 mm) en incubeer ze gedurende 1 dag met de uitschakeloplossing met zacht schudden bij 4 °C, waarbij u ze met aluminiumfolie tegen licht beschermt.
- Bereid de Switch-on oplossing met 1x PBS (pH 7,4) en verse 1% v/v glutaaraldehyde. Plaats alle monsters in nieuwe schalen en incubeer ze met de Switch-on-oplossing met zacht schudden bij 4 °C gedurende 1 dag, waarbij ze met aluminiumfolie tegen licht worden beschermd.
NOTITIE: Vanwege de hoge toxiciteit en lichtgevoeligheid van glutaaraldehyde, moeten zowel Switch-off- als Switch-on-oplossingen altijd vers worden bereid en onder de chemische kap op ijs worden bewaard. Vul de schaal altijd met 20 ml van elke oplossing en sluit deze af met parafilm.
3. Inactivatie en opruiming
OPMERKING: Reactief glutaaraldehyde in de monsters moet worden geïnactiveerd door incubatie met een inactiveringsoplossing bestaande uit 1x PBS pH 7,4, 4% w/v acetamide, 4% w/v glycine, pH 9,0. De oplossing kan maximaal 3 maanden bij 4 °C worden bewaard. Om lipiden te verwijderen en het weefsel transparant te maken, gebruiken we de klaringsoplossing bestaande uit 200 mM natriumdodecylsulfaat (SDS), 20 mM natriumsulfiet (Na2SO3) en 20 mM boorzuur (H3BO3), pH 9,0. De oplossing moet bij RT worden opgeslagen, aangezien SDS neerslaat bij 4 °C. Alle volgende stappen worden uitgevoerd in buizen gevuld met de oplossing.
- Verplaats de monsters van de vaat naar de buizen en was ze gedurende 3 x 2 uur met 1x PBS pH 7.4 bij RT in zacht schudden.
OPMERKING: Voor stap 3.1 is het noodzakelijk om onder de chemische kap te werken vanwege de glutaaraldehydetoxiciteit. De acetamide, SDS en boorzuur zijn ook giftige reagentia en moeten onder een chemische kap worden gehanteerd. Vul de tube altijd met 50 ml van elke oplossing.
- Incubeer de monsters in een inactiveringsoplossing bij 37 °C in een waterbad gedurende een nacht (o/n).
- Was gedurende 3 x 2 uur in 1x PBS pH 7.4 bij RT in zacht schudden.
- Incubeer de monsters in een klaringsoplossing bij 55 °C in een waterbad gedurende 3-7 dagen. Vervang de oplossing om de 2 dagen (tabel 1).
4. Immuno-etikettering
NOTITIE: Vóór de etiketteringsstap is het noodzakelijk om de resterende SDS te verwijderen, de autofluorescentie te verminderen en de epitopen te ontmaskeren met een antigeenoplossing bestaande uit 10 mM Tris-base, 1 mM EDTA en 0.05% v/v Tween 20, pH 9. De pH van 9 van de oplossing is geoptimaliseerd voor een efficiënt ophaalproces; Tris-base werkt als een buffermiddel om een stabiele pH-omgeving te behouden; EDTA, een chelaatvormer, verbetert de toegankelijkheid van het antigeen. Het niet-ionische wasmiddel Tween 20 helpt bij het verbeteren van de doorlaatbaarheid van het weefsel. Deze oplossing kan worden bewaard bij 4 °C. Het is belangrijk op te merken dat waterstofperoxide in combinatie met de stap voor het ophalen van antigeen een synergetisch effect heeft bij het verminderen van het autofluorescentiesignaal, door de endogene fluoroforen die verantwoordelijk zijn voor niet-specifiek achtergrondsignaal (zoals lipofuscine) af te breken en/of te wijzigen.
- Bereid 1x PBS met 0,1% v/v Triton X-100 (PBST), verwarm het voor tot 37 °C en was de monsters 3 x 3 uur gedurende de dag in zacht schudden bij 37 °C in de incubator. Laat de laatste wasbeurt o/n.
OPMERKING: Bewaar de PBST-stockoplossing bij 4 °C. Het is van cruciaal belang om SDS uit het weefsel te verwijderen, omdat het bij lage temperaturen onoplosbare neerslag kan vormen die de daaropvolgende acquisitieprocessen kan verstoren.
- Voeg de dag erna 10 ml 30% v/v waterstofperoxide (H2O2) toe aan elk monster en laat het 45 minuten zachtjes schudden bij RT.
- Was 3 x 10 min met 1x PBS (pH 7,4) met zacht schudden op RT.
- Verwarm de oplossing voor het terughalen van antigeen bij 95 °C in een waterbad; breng de monsters over in de verwarmde oplossing en laat ze gedurende 10 minuten op 95 °C staan.
- Laat de monsters 40 minuten afkoelen tot RT in zacht schudden.
- Was 3 x 5 min met gedeïoniseerd water in zacht schudden.
- Breng de monsters in evenwicht in PBS bij 4 °C gedurende 15 min.
- Bereid een verse antilichaamoplossing gemaakt van PBST met 0,01% w/v NaN3 (zie de OPMERKING bij stap 1.3) en voeg primaire antilichamen toe. Incubeer de monsters met de oplossing in schalen met schroefdeksel bij 37 °C gedurende n dagen (1-7) in een incubator met zacht schudden en bescherming tegen licht (tabel 2).
OPMERKING: De incubatietijd is afhankelijk van de grootte en de dikte (tabel 1 en tabel 2).
- Verplaats de monsters na n dagen in buisjes en was ze 3 x 2 uur met voorverwarmde PBST op 37 °C met zacht schudden in de incubator.
- Voeg secundaire antilichamen toe in PBST met 0,01% m/v NaN3 en incubeer de monsters in nieuwe schalen met schroefdeksels bij 37 °C gedurende n dagen (1-6) in een incubator met zacht schudden en beschermd tegen licht (tabel 1 en tabel 2).
- Breng de monsters na n dagen over in buisjes en was ze gedurende de dag 3 x 3 uur met voorverwarmde PBST bij 37 °C in een voorzichtig schuddende incubator. Laat de laatste wasbeurt o/n.
OPMERKING: Aangezien Triton X-100 en Tween 20 stroperig zijn, pipet u langzaam zodat de punt zich kan vullen. Vul de tube altijd met 50 ml van elke oplossing. Gebruik 10 ml antilichaamoplossingen voor elk monster en sluit de schaal af met parafilm om verdamping van de oplossing te voorkomen. Omdat de antilichaamoplossingen NaN 3 bevatten, kunnen ze bij 4 °C worden bewaard en binnen 2 weken worden hergebruikt om nieuwe monsters te labelen.
5. Aanpassing van de brekingsindex
OPMERKING: Om een hoge mate van transparantie te bereiken, is het noodzakelijk om de brekingsindex van het weefsel te homogeniseren. Hier gebruiken we 2,2'-thiodiethanol (TDE) verdund in 1x PBS. TDE-oplossingen moeten bij RT worden opgeslagen.
- Breng de monsters over naar nieuwe gerechten, voeg 30% v/v TDE toe en laat ze 4 uur staan met zacht schudden bij RT.
- Verwijder de 30% v/v TDE-oplossing, voeg 68% v/v TDE toe aan de monsters en laat ze zachtjes schudden bij RT.
OPMERKING: Aangezien TDE stroperig is, pipet u langzaam zodat de punt zich kan vullen. Inademing van TDE-damp of -nevel kan de luchtwegen irriteren. Daarom is het raadzaam om in een goed geventileerde ruimte te werken of zuurkasten te gebruiken om de blootstelling tot een minimum te beperken. TDE-oplossingen moeten worden bewaard bij RT. Gebruik 10 ml TDE-oplossingen voor elk monster.
6. Steekproef montage
OPMERKING: Om de montage van monsters en het verkrijgen van LSFM-beelden te vergemakkelijken, gebruiken we een op maat gemaakte, verzegelde monsterhouder ("sandwich" genoemd), die uit drie delen bestaat: een microscoopglaasje, een afstandhouder en een dekglaasje.
- Plaats de stalen afstandhouder (56 x 56 x 0,5mm3) over het microscoopglaasje (60 x 60 x 1mm3) en leg het monster op het microscopieglaasje.
- Plaats het kwartsdekglaasje (60 x 60 x 0,5 mm3) voorzichtig, klem alles aan elkaar en bereid een tweecomponenten siliconenlijm in een verhouding van 1:1. Gebruik een dekglaasje van kwarts om de brekingsindex aan te passen en de optische aberratie tijdens het acquisitieproces te verminderen.
- Vul met een spuit van 1 ml de ruimte tussen de afstandhouder en het dekglaasje met een tweecomponenten siliconenlijm en laat deze 10 minuten drogen.
- Verwijder de clips en gebruik een kleine naald om de hele sandwich langzaam te vullen met 68% v/v TDE.
- Maak verse lijm en sluit de sandwich af.
OPMERKING: Als de TDE per ongeluk het afstandsstuk in stap 6.1 bereikt, zal de lijm niet uitharden. Zorg ervoor dat er tijdens stap 6.2 geen luchtbellen ontstaan.
7. Strippen
OPMERKING: De structurele conservering en de verbeterde epitooptoegankelijkheid van SHORT maken het mogelijk om plakjes in meerdere rondes te labelen door de antilichamen te verwijderen en de monsters opnieuw te kleuren met andere markers.
- Open de sandwich met een mes, leg de monsters in nieuwe schalen met schroefdeksels gevuld met 30% v/v TDE en laat ze 3 uur staan.
- Breng de monsters over in buizen, was gedurende 3 x 2 uur in 1x PBS (pH 7.4) bij RT met zacht schudden en laat de laatste was o/n.
- Breng de monsters gedurende 4 uur in een klaringsoplossing in een waterbad van 80 °C.
- 3 x 2 uur wassen in 1x PBST (pH 7,4) op 37 °C in zacht schudden en de laatste wasbeurt o/n laten. Nu is het monster klaar om opnieuw te worden geëtiketteerd vanaf stap 4.8.
NOTITIE: Vul de tube altijd met 50 ml van elke oplossing. Gebruik 10 ml TDE-oplossing voor elk monster.