De muizenprocedures die in dit protocol worden beschreven, zijn uitgevoerd in overeenstemming met het protocol dat is goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) van de Universiteit van Shanghai (Goedkeuringsnummer ECSHU 2023-099).
1. Voorbereiding van chirurgische instrumenten en buffers
VOORZICHTIG: Werk met een chemische dampkap en gebruik handschoenen om de potentiële risico's bij het werken met PFA, een matig giftige en kankerverwekkende stof, te minimaliseren. Alle handelingen waarbij isoamylalcohol betrokken is, moeten worden uitgevoerd in een chemische dampkap, weg van ontstekingsbronnen, met handschoenen en masker, om blootstellingsrisico's te verminderen.
- Bereid chirurgische instrumenten voor, zoals één paar rechte schaar, twee paar gebogen fijnpuntige tangen, twee paar stompe pincet, één paar microschaar en één paar rechte micropincetten met gladde (niet-gekartelde) uiteinden.
OPMERKING: Veeg chirurgische instrumenten af met 75% ethanol en houd ze droog, zowel voor als na het experiment.
- Maak buffers klaar.
- 1x PBS.
- 4% paraformaldehyde fixoplossing (4% PFA).
- Blokkerende oplossing (1x PBS met 3% rundereserumalbumine (BSA), 0,5% Triton X-100 en 2% fotaal rundserum).
- Antilichaamverdunningsbuffer (1x PBS met 3% BSA en 0,5% Triton X-100).
- Antifade Montagemedium.
OPMERKING: Het voorbereide reagens kan een maand lang bij 4 °C worden bewaard.
- Maak 2,2,2-tribromoethanol anesthetica-oplossing (Avertin, 1,25%, 50 mL)
- Weeg 0,625 g tribromoethanol in een 2 mL buis, voeg 1,25 mL isoamylalcohol toe en los grondig op (37 °C shaker).
- Breng de volledig opgeloste tribromoethanol-isoamylalcoholoplossing over in een 50 mL conische buis, voeg 1x PBS toe om het totale volume op 50 mL te brengen, en meng grondig.
- Filter de oplossing door een 0,22 μm filter in een biologische veiligheidskast.
- Bereid Ovalbumine, Alexa Fluor 647 Conjugaat (OVA-647) oplossing voor (2 mg/mL). Los 2 mg OVA-647 op in 1 ml kunstmatig hersenvocht (aCSF).
2. Assemblage van de injectienaald en aansluiting op de micro-injectiepomp
- Gebruik een stompe pincet om de 30 G naald af te breken en behoud de punt11 (buitendiameter 0,30 mm, binnendiameter 0,15 mm, lengte 8 mm).
- Gebruik een 30 cm lange PE-10 buis (buitendiameter 0,64 mm, binnendiameter 0,28 mm) om de gebroken 30 G naald te verbinden met de microinjectienaald met een 30 G naald (Figuur 1).
- Bevestig de micro-injectienaald, met de slang en de 30 G naald eraan bevestigd, op de micro-injectiepomp.
3. ICM-injectie en live beeldvorming
VOORZICHTIG: Als de naald te diep wordt ingebracht en het hersenparenchym binnendringt, wordt de injectie in het hersenweefsel afgegeven in plaats van in het CSF-compartiment, wat de nauwkeurigheid van het resultaat aantast en mogelijk leidt tot muissterfte. Tijdens de operatie is continue fysiologische monitoring van de muis vereist. De diepte van de anesthesie moet elke 15 minuten worden beoordeeld met behulp van de teenknijpreflex om ervoor te zorgen dat het dier pijnvrij blijft. De lichaamstemperatuur moet worden gehandhaafd op 37 °C ± 0,5 °C met een verwarmingskussen om onderkoeling en de bijbehorende effecten op de fysiologische functie te voorkomen. Daarnaast moeten ademhaling en hartslag elke 30 minuten worden geregistreerd, beoordeeld door het observeren van thoracale bewegingen en het palperen van de hartapex. Tijdens de i.c.m.-injectie, als de naald te diep wordt ingebracht en bloeding veroorzaakt, duidt dit op een mislukte injectie. Beëindig het experiment en euthanaer het dier.
- Weeg de muis en dien 200 mg/kg Avertine toe via intraperitoneale injectie om de muis te verdoven.
OPMERKING: Alternatieve anesthetica (bijv. ketamine/xylazine) kunnen worden gebruikt.
- Breng onthaaringscrème aan op het baarmoederhalsgebied om haar boven de lymfeklieren te verwijderen wanneer de teenknellingsreflex stopt en de ademhaling langzaam en gelijkmatig wordt.
- Scheer het dorsale nekgebied af.
- Plaats de muis in een stereotaktisch frame op een verwarmingskussen met de kop 120° gekanteld ten opzichte van de stam (Figuur 2A).
- Maak het gebied achtereenvolgens schoon met povidonjodium en 75% ethanol.
- Breng erytromycine oogzalf aan.
- Maak een middenlijnincisie in de huid van de nek en scheid de spierlagen bot.
OPMERKING: Met twee paar stompe tangen scheid je de spierlagen om bloedingen te minimaliseren.
- Snijd door de spier met fijne pincetten totdat de doorschijnende dura mater boven de CM zichtbaar wordt (Figuur 2B, C).
OPMERKING: Gebruik een fijn gebogen pincet om de spieren terug te trekken en een consistente blootstelling van de CM te behouden.
- Onder een stereomicroscoop gebruik je een stompe pincet om de naald vast te houden en plaats je deze onder een hoek van 45° ten opzichte van het vlak van de dura mater tot een diepte van ongeveer 1–2 mm. Plaats de naaldafschuining parallel aan de dura mater zodat deze volledig onder de dura mater ligt (Figuur 2D).
OPMERKING: Oefen zachte kracht uit met de naald om de dura mater te doorboren. Een succesvolle punctie wordt aangeduid door een voelbaar verlies van weerstand, samen met het zicht van de naaldpunt onder de dura mater en de uitstroom van CSF.
- Gebruik absorberend papier om lekkende CSF te drogen.
- Stel de micro-injectiepomp in op 1 μL/min. Injecteer 5 μL OVA-647-oplossing (2 mg/mL) in de CM4 (Figuur 2E).
- Laat de naald 2 minuten zitten om terugvloeiing te voorkomen.
- Breng één druppel biologische lijm aan op de meningen.
- Sluit de operatiesnee.
- Voer in vivo beeldvorming uit van de muis om de kleurstofintensiteit in de CLN's op verschillende tijdstippen (30 min, 60 min) te monitoren. Gebruik de volgende beeldparameters: belichtingstijd: 0,5 s; excitatiefilter: 640 nm; Emissiefilter: 680 nm.
4. Het isoleren van het dorsale aspect van de muisschedel
OPMERKING: Controleer het ontbreken van de teenknellingsreflex en het stoppen van spontane ademhaling voordat u thoraxdissectie start.
- Euthanaseer de muis met een overdosis Avertin (600 mg/kg) en voer een hartperfusie uit met 20 mL 1x PBS of normale zoutoplossing.
- Onthoofd de muis om de kop te isoleren.
- Maak een incisie langs de middenlijn van de schedel om de hoofdhuid te openen.
- Gebruik twee gebogen hemostaten om de hoofdhuid aan beide kanten te scheiden door voorzichtige terugtrekking. Vervolgens breng je de gebogen hemostaten in de oogkas en verwijder je voorzichtig de resterende hoofdhuid van de neus- en mondstreek (Figuur 3A–C).
OPMERKING: Deze methode maakt een snelle en volledige scheiding van de hoofdhuid mogelijk.
- Verwijder de onderkaak terwijl de schedel intact blijft (Figuur 3D).
- Verwijder het bot van de basis van de schedel om het ventrale deel van de hersenen bloot te leggen (Figuur 3E).
- Haal voorzichtig de hersenen uit met een stompe tang, waarbij contact met de dura mater van de pariëtale botten wordt vermeden (Figuur 3F).
- Dompel de dorsale schedel volledig onder in 5 mL, 4% PFA en fixeer 24 uur bij 4 °C (Figuur 3G).
PAUZEPUNTEN: Bewaar gefixeerde schedels op 4 °C niet langer dan een week. Haal het monster van 4 °C en laat het weer kamertemperatuur bereiken vóór de meningeale dissectie.
5. Dissectie van meningen uit de muisschedel
- Was de gefixeerde schedel met 5 mL 1x PBS, en herhaal de wash drie keer (10 minuten per stuk).
- Plaats de schedel met de rugzijde naar beneden in een schaaltje van 10 cm gevuld met 1x PBS (Figuur 4A).
- Gebruik de punt van een fijngetipte tang om de tympanische bulla vast te grijpen of te drukken en deze uit de schedel te verwijderen (Figuur 4B).
OPMERKING: Het verwijderen van de tympanische bulla is een cruciale stap om meningeale scheuren veroorzaakt door adhesie tijdens de scheiding van de schedel te voorkomen.
- Knip nauwkeurig langs het buikoppervlak van de schedel over een afstand van ongeveer 2 mm met een schaar om ze glad te maken (Figuur 4C).
- Gebruik fijne pincetten en verwijder zorgvuldig het resterende witte weefsel van het samenkomen van de bijholtes (COS) van de meningen (Figuur 4D).
OPMERKING: Onvolledige verwijdering van restweefsel is een belangrijke oorzaak van niet-specifieke kleuring bij immunolabeling.
- Gebruik fijne microtangen om voorzichtig één rand van de hersenvlies van de schedelrand op te tillen, en vervolgens de andere rand op (Figuur 4E, F).
- Grijp de komvormige rand van de meninges en trek om deze te scheiden van de schedel in het COS-gebied (Figuur 4G).
- Verwijder het bovenkaakbot met een schaar (Figuur 4H).
- Pak de komvormige rand van de hersenvliezen weer vast en trek om de hersenvliezen van de schedel te scheiden bij het frontale bot (Figuur 4I).
- Plaats de intacte meninges in een 24-wells plaat met 1 mL 1x PBS, klaar voor kleuring.
OPMERKING: Als de meningen tijdens de autopsie barsten, vooral bij de overgang van de superior sagittale en transversale sinussen, is het monster mogelijk niet geschikt voor verdere analyse. Als er hoge niet-specifieke achtergrondkleuring wordt waargenomen, voeg dan een afkoelingsstap toe na PFA-fixatie (bijvoorbeeld incuberen met 0,1 M glycineoplossing gedurende 40 minutenen 12) om het achtergrondsignaal verder te verminderen.
6. Blokkering, primaire antilichamen en secundaire antilichaamkleuring
- Gebruik een pipet van 1 ml om de 1x PBS te aspireren zodat de meningen aan de onderkant van de putplaat blijven hechten.
- Blokkeer de hele-mount meninges met 200 μL blokkeringsoplossing in een 24-wells plaat gedurende 1 uur bij kamertemperatuur.
OPMERKING: Verspreid de meningen voorzichtig volledig in de blokkerende oplossing met een tang om een gelijkmatige blootstelling te garanderen.
- Gebruik een pipet om de blokkeringsoplossing te verwijderen.
- Incubeer de hele berg meningen met 200 μL verdund antilichaam anti-LYVE-1 (lymfatisch vat-specifiek marker13) bij een verdunning van 1:200 (eindconcentratie 1 μg/mL) bij 4 °C.
- Gebruik een pipet om de antistofoplossing te verwijderen.
- Was drie keer met 1x PBS (10 minuten per stuk).
- Incubeer hele hoesvlies met de DAPI (eindconcentratie 1 μg/mL) en Alexa Fluor 488 donkey anti-rat IgG (eindconcentratie 2 μg/mL) gedurende 1 uur bij kamertemperatuur in 1x PBS.
OPMERKING: Bescherm tegen licht tijdens antistofincubatie.
- Gebruik een pipet om de antistofoplossing te verwijderen.
- Was drie keer met 1x PBS (10 minuten per stuk).
7. Montage en beeldvorming
- Pipetteer 100 μL 1x PBS op het midden van een slide.
- Laat de hersenvlies van de hele mount zweven en verspreiden binnen de druppel (Figuur 5A).
- Aspireer de 1x PBS zodat het weefsel plat aan het preparaat kan hechten (Figuur 5B).
- Breng 20 μL montagemedium aan op de meninges van de hele montage.
- Plaats een deklaag over het weefsel (Figuur 5C).
- Laat de glaasjes aan de lucht drogen op kamertemperatuur en bewaar ze op 4 °C.
PAUZEPUNTEN: De dia's kunnen tot een maand op 4 °C worden bewaard. Haal de sleuf van 4 °C en laat hem weer kamertemperatuur krijgen. Verwijder eventuele condensatie van het diaoppervlak met absorberend papier.
- Gebruik een 20x objectieflens om MLV-beelden te maken. Stel het kanaal in op FL Green met een emissiegolflengte van 518 nm en een belichtingstijd van 100 ms.