$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ta metoda została użyta w badaniach opisanych w Li et al., Science 323, 1726-1729 (2009).
Połączone procedury barwienia tetramerów in situ i hybrydyzacji in situ (ISTH)
Procedury ISTH można podzielić na 4 etapy: 1) barwienie IST specyficznych dla antygenu limfocytów T CD8+ w tkankach; 2) ISH do wykrywania komórek RNA+ zakażonych wirusem; 3) konfokalne obrazowanie mikroskopowe komórek barwionych IST i komórek wirusa-RNA+; 4) analiza obrazu, w tym budowa montaży obrazowych i mapowanie komórek tetrameru+ i RNA+ wirusa.
1. Barwienie IST specyficznych dla antygenu limfocytów T CD8+ w skrawkach tkanki.
- Pokrój świeże tkanki na odcinki o grubości 200 um za pomocą wibratomu lub skalpela.
- Schłodź kąpiel wibratomową ze sterylnym PBS-H i schłodzić do 0-2° C. Ustaw kąt ostrza wibratomu na dość strome 27°. Jeśli to możliwe, utrzymuj tkanki schłodzone na lodzie, aby zminimalizować degradację. Świeża tkanka jest również łatwiejsza do pokrojenia za pomocą wibratomu, gdy jest schłodzona.
- Pokrój tkankę nożyczkami chirurgicznymi lub skalpelem na małe kawałki o szerokości około 0,5 cm i wysokości 0,25 cm. Umieść kawałki tkanek w łódce do ważenia lub małym naczyniu i przykryj stopioną 40% PBS, niskotopliwą agarozą o temperaturze ~40°C. Upewnij się, że chusteczka styka się z dnem naczynia. Wepchnij kawałki tkanki w dół, jeśli unoszą się na wodzie. Zestalić na lodzie. Zwykle zajmuje to 3-5 minut.
- Pokryj blok tkanki wibratomu klejem Loctite. Przetnij agarozę wokół tkanki skalpelem, a następnie za pomocą kleszczy ostrożnie przenieś delikatną tkankę zatopioną w agarozie na blok wibratomu pokryty klejem. Nie przesuwaj kawałka tkanki po jego umieszczeniu na bloku tkanki. Pozostaw do wyschnięcia na lodzie na około 10 minut.
- Zamontuj blok tkankowy w wibratomie i pokrój tkankę na odcinki o grubości 200um, używając martwej niskiej prędkości do przodu i stosunkowo wysokiej amplitudy. Ustawienia prędkości i amplitudy różnią się w zależności od wibratomu. Jeśli wibratom nie jest dostępny lub tkanka nie nadaje się do cięcia wibratomem, pokrój tkanki na cienkie paski za pomocą skalpela.
- Przenieść skrawki pędzlem do komory na tkanki umieszczonej w studzience 24-dołkowej płytki do hodowli tkankowej zawierającej 1 ml schłodzonego PBS-H. Umieść do czterech odcinków tkanki w każdej komorze tkankowej. Oznaczyć pokrywkę płytki do hodowli tkankowej informacjami o próbce doświadczalnej i przymocować pokrywkę do płytki gumką recepturką.
- Alternatywnie, w przypadku tkanek, które nie tną dobrze za pomocą wibratomu, takich jak jelita, można przeciąć jak najcieńsze paski za pomocą skalpela lub żyletki. Umieść tylko jedną sekcję w studzience na sekcje cięte skalpelem.
- Przystąp do barwienia natychmiast po zakończeniu cięcia tkanek. Sekcje należy przechowywać w chłodzie, aby zminimalizować degradację przez cały czas, aż do naprawienia. Nie pozwól, aby sekcje wyschły. Skrawki należy przechowywać w schłodzonym, sterylnym PBS-H.
- Inkubować skrawki tkanek przez noc z 0,5 mg/ml sprzężonych tetramerów FITC. Może zawierać przeciwciała mysie lub inne niż królicze skierowane przeciwko epitopom zewnątrzkomórkowym w tej inkubacji, np. przeciwciała anty-CD8, rozcieńczone w stosunku 1:200 w roztworze blokującym. Do tej i wszystkich następnych inkubacji należy użyć 1 ml roztworu na studzienkę, a następnie przeprowadzić tę i wszystkie następne inkubacje w temperaturze 4 °C z płytkami na platformie kołyszącej. Komory tkankowe zawierające różne próbki doświadczalne należy przechowywać oddzielnie od siebie co najmniej jedną pustą studzienką, aby zapobiec zanieczyszczeniu krzyżowemu roztworów w kolejnych etapach.
- Po wstępnej inkubacji przemyć sekcje schłodzonym PBS-H dwukrotnie (2X) przez 20 minut każda. W tym celu należy przenieść komory tkankowe na inną 24-dołkową płytkę do hodowli tkankowej zawierającą schłodzony PBS-H. Należy uważać, aby nie kapać zawartości z jednej próbki doświadczalnej do drugiej podczas przenoszenia komór na tkanki. We wszystkich kolejnych inkubacjach i przemyciach należy podobnie przenieść komory tkankowe na czystą płytkę zawierającą odpowiedni roztwór. Monitoruj skrawki w komorach tkankowych podczas zabiegu, aby upewnić się, że skrawki nie przyklejają się do boków komór tkankowych.
- Utrwal skrawki świeżym PBS buforowanym 4% paraformaldehydem przez 2 godziny w temperaturze pokojowej. Umyć zimnym PBS-H 2X po 5 min.
- Inkubować z króliczymi przeciwciałami anty-FITC, np. Biodesign 1:10 000, w roztworze blokującym przez jeden do trzech dni. Do wspólnego znakowania może również obejmować przeciwciała inne niż królicze skierowane na epitopy wewnątrzkomórkowe w tej inkubacji. W przypadku tej opcji w razie potrzeby należy odsłonić epitopy, a przed drugą inkubacją przeniknąć i zablokować komórki.
- W przypadku stosowania przeciwciał skierowanych przeciwko epitopom wewnątrzkomórkowym, które wymagają pobrania antygenu z wiązania formaldehydu, należy naświetlić epitopy, gotując 3 razy w 0,01 M mocznika, za każdym razem 10 sekund, w kuchence mikrofalowej. Odczekaj 2 minuty między każdym ogrzewaniem. Bądź bardzo ostrożny, ponieważ wrzący roztwór może wypchnąć sekcje ze studzienek. W takim przypadku należy za pomocą pędzla wepchnąć odcinki z boków komory na chusteczki lub z pokrywy płytki z powrotem na dno odpowiedniej komory na tkanki. Jeśli przeciwciała nie wymagają pobrania antygenu, pomiń ten krok.
- W przypadku stosowania przeciwciał skierowanych na epitopy wewnątrzkomórkowe, przed drugą inkubacją, należy przeniknąć i zablokować komórki w skrawkach tkanek z PBS-H zawierającym 0,3% trytonu X-100 i 2% normalnej surowicy koziej przez jedną godzinę. Następnie wykonaj pozostałe inkubacje przeciwciał w PBS-H zawierającym 0,3% trytonu X-100 i 2% normalnej surowicy koziej.
- Po drugiej inkubacji myć sekcje w PBS-H przez 20 minut do kilku godzin. Powtórz dwa razy, w sumie trzy prania. Przeprowadzić końcową inkubację z odpowiednimi przeciwciałami znakowanymi fluorescencyjnie. Na przykład kozia anty-królicza-Cy3 i kozia anty-mysia Alexa 488 rozcieńczone 1:1000 każdy w roztworze blokującym. Inkubować przez jeden do trzech dni. Skrawki należy chronić przed światłem, owijając płytki folią aluminiową podczas tej inkubacji i później, gdy światło gasi fluorofory.
- Myć sekcje w PBS-H przez 20 minut do kilku godzin. Powtórz dwa razy, w sumie trzy prania.
- W przypadku IST w połączeniu z odcinkami ISH post-fix po utrwaleniu w 4% paraformaldehydzie przez 1 godzinę, aby zabezpieczyć tetramery i przeciwciała na miejscu, a następnie ponownie przepłukać skrawki PBS-H i zamontować.
- Użyj pędzla, aby przenieść skrawki na szkiełko mikroskopowe. Pokryć każdą sekcję glicerolem/żelatyną zawierającą 4 mg/ml galusanu n-propylu lub innym podłożem montażowym zawierającym środek konserwujący fluorofor i przykryć szkiełkiem nakrywkowym. Szkiełka należy przechowywać w lekko zabezpieczonym pojemniku na szkiełka w temperaturze -20°. Opłucz płytki do hodowli tkankowych i usuń etykiety z pokrywek alkoholem. Może ponownie używać talerzy.
- Analizuj barwione skrawki tkanek za pomocą mikroskopu konfokalnego. Następnie można przejść do ISH.
2. Wykrywanie komórek RNA+ zakażonych wirusem poprzez hybrydyzację in situ.
Ten protokół hybrydyzacji in situ został zmodyfikowany z naszych poprzednio opublikowanych protokołów4,5 w następujący sposób:
- Ponownie wytnij skrawki o grubości 5-8 mikronów z grubych odcinków wybarwionych tetramerem in situ.
- Sekcje o grubości 200 mikronów są podgrzewane w temperaturze 70°C przez 5 minut, aby odłączyć sekcję od szkiełka.
- Przekrój jest następnie zatapiany w OCT na suchym lodzie.
- Sekcje o grubości 8 mikronów są cięte kriostatem z grubych odcinków i przyklejane do silanizowanych szkiełek.
- Szkiełka można przechowywać w temperaturze -80°C w szczelnie zamkniętym pudełku w celu późniejszej hybrydyzacji in situ.
- Hybrydyzacja in situ
- Uwodnij skrawki tkanek, zanurzając szkiełka na 3 minuty w 90% etanolu i wodzie uzdatnionej DEPC.
- Przepuszczalność skrawków tkanek poprzez ogrzewanie w 10 mM buforze cytrynianowym (pH 6,0) w temperaturze 98°C w łaźni wodnej przez 15 minut.
- Schłodzić skrawki tkanki w temperaturze pokojowej przez 20-30 min.
- Umyć dwukrotnie w wodzie uzdatnionej przez DEPC przez 3 minuty.
- Wycinek tkanki acetylowej zanurzając szkiełka w 0,25% bezwodniku octowym w 0,1 M TEA (trietanoloamina, pH 8,0) na 10 min.
- Przenieś szkiełka do 0,1 M herbaty (pH 8,0) na 5 minut.
- Hybrydyzuj skrawki z 35znakowanymi S sondami antysensownymi lub sensem specyficznymi dla wirusa (takimi jak HIV-1, SIV) (kontrola negatywna dla HIV-1, SIV) lub 35rybosondami LCMV znakowanymi S (łączone wyczucie i antysens).
- Przemyć skrawki dwukrotnie preparatem 2xSSC przez 5 minut po nocnej hybrydyzacji w temperaturze 42°C.
- Myć sekcje w STE (0,5 M NaCL, 1 mM EDTA, 20 mM Tris-HCL, pH 7,5) przez 5 min.
- Trawienie skrawków z RNazami A i T1 w STE w temperaturze 37°C przez 30 min
- Myć sekcje w 2x SSC plus 50% formamidu przez 5 min.
- Mycie sekcji w 1x SSC 10 min.
- Mycie sekcji w 0,5 x SSC 15 min.
- Sekcje odwadniania w 70, 80 i 100% etanolu zawierającym 0,3 M octanu amonu, co 5 minut.
- Sekcje płaszcza z jądrową emulsją torową
- Suszyć w ciemnym pomieszczeniu przez 1 godzinę.
- Skrawki należy naświetlać w temperaturze 4°C przez 11 dni (SIV) i 3 dni (LCMV).
- Wywołaj sekcje w D19 (Kodak, Cat# 146 4593) przez 3 min, umyj w dH2O 30 sekund, utrwal w Rapid Fixer (Kodak, Cat# 146 4106) przez 4 min, umyj w dH2O 5 min x 3 razy.
- Odwodnić w 70%, 80% i absolutnym etanolu, po 5 minut każdy.
- Zamontuj slajdy w kompatybilnym ze świetlówkami medium Permount.
3. Zdobądź obrazy z mikroskopu konfokalnego.
- Przechwytuj obrazy ISTH za pomocą mikroskopu konfokalnego Bio-Rad MRC 1000 lub dowolnego innego mikroskopu konfokalnego z urządzeniem Epi2-Blue Reflection.
- Użyj Epi1-605 dla czerwonego tetrameru fluorochromowego, Epi2-522 DF32 dla zielonego fluorochromu CD8 i Epi2-Blue Reflection dla ziaren srebra (sygnał ISH w opracowanych radioautografach) przy 20x (dla SIV) lub 60x (dla LCMV)
- Sekwencyjnie zbieraj obrazy szeregowe Z w odstępach 1 mikrona w trzech kanałach każdego pola.
- Uzyskaj obrazy z każdej sekcji od lewej do prawej i od góry do dołu, a następnie nazwij każdy obraz zgodnie z jego wierszem i kolumną w pliku programu Excel.
- Uchwyć każdy obraz z ~20% nałożeniem na sąsiednie obrazy, aby uniknąć luk w zrekonstruowanym obrazie montażowym.
4. Analizy obrazów: montaż rekonstrukcji obrazu, obliczanie centroidy komórek i analiza przestrzenna.
- Rzutuj obrazy szeregowe Z na jeden obraz dla każdego kanału za pomocą Confocal Assistant (wersja 4.02.).
- Obraz wyświetlany z trzech kanałów można automatycznie scalić w jeden obraz RGB za pomocą procedury operacji programu Photoshop 7.0.
- Wygeneruj obraz montażowy, łącząc scalone obrazy w warstwy w programie Photoshop 7.0.
- Powiąż poszczególne ziarna srebra i barwienie tetrameru z komórkami i przypisz współrzędne X,Y centrów (centroidów) komórek SIV RNA+ i tetramer+, używając MetaMorph (wersja 7.1.3.) lub Photoshop (dostępny u autora)
- Eksportuj dane centroidów do plików programu Excel jako liczby liczbowe dla każdej komórki. Współczynniki E:T są określane z plików Excel na podstawie całkowitej liczby komórek tetrameru+ i wirusowego RNA+ w sekcji.
Przestrzenne relacje między czerwonymi komórkami tetramer+ i niebieskiego SIV RNA+ są rejestrowane poprzez kopiowanie i wklejanie odpowiednich wykresów z plików Excel do dokumentu Photoshopa. Po zmniejszeniu nieprzezroczystości warstwy w celu wyrównania i przeskalowania siatek tak, aby się pokrywały, wybraniu kolorów oraz skopiowaniu i wklejeniu do nowej warstwy pozycji niebieskich komórek RNA+, a następnie odrzuceniu warstwy użytej do wyrównania siatek, pozycje komórek tetrameru+ i wirusowego RNA+ zostaną ujawnione na spłaszczonym obrazie.
5. Dodatkowe uwagi
Jeśli przecinasz zakaźną tkankę:
Praca w laboratorium BSL2.5. Podejmij specjalne środki ostrożności przy użyciu żyletek. Włóż maszynkę do golenia w mocowaniu ostrza wibratomu za pomocą kleszczy. Jeśli nie możesz włożyć ostrza za pomocą kleszczy, włóż je przed dodaniem chusteczki do kąpieli i nie wymieniaj ostrza. Po zakończeniu cięcia zdejmij ostrze za pomocą kleszczy. Spryskaj ostrze 70% EtOH lub DMQ przed usunięciem. Jak zawsze, wyrzuć ostrza do pojemnika na ostre przedmioty. Zmienić rękawice zewnętrzne lub spłukać w środku dezynfekującym po każdym kontakcie z tkanką lub zanieczyszczonym PBS w zbiorniku. Po zakończeniu, jeśli pracujesz z materiałem zakaźnym, dodaj środek dezynfekujący DMQ do PBS w zbiorniku i pozostaw na kilka minut przed usunięciem. Odkażony PBS należy wyrzucić do kanalizacji. Następnie wypłucz zbiornik wodą, aby usunąć sól i środek dezynfekujący. Wyczyść przestrzeń roboczą i przybory kuchenne za pomocą DMQ. Opłucz naczynia wodą.
Aby zrobić tetramery z biotynylowanych monomerów MHC:
Otrzymaj biotynylowane cząsteczki MHC klasy I, takie jak HLA-A *0201/B2m/peptyd wytwarzane z peptydów Gag (SLYNTVATL), Pol (ILKEPVHGV) lub nieistotnych peptydów MART (ELAGIGILTV) od Beckman Coulter. Biotynylowane cząsteczki HLA-A *0301/B2m/peptyd wytwarzane za pomocą Gag (KIRLRPGGK) lub Nef (QVPLRPMTYK) w zakładzie tetramerów NIAID. Tetramery są generowane przez dodanie 6 podwielokrotności znakowanej FITC ExtraAvidin (Sigma) do biotynylowanych monomerów Mamu A*01/B2m/peptyd w ciągu 8 godzin do końcowego stosunku molowego 4,5:1. Uzasadnieniem powolnego dodawania ekstrawidyny jest to, że we wczesnych punktach czasowych występuje nadmiar monomeru, co zapewnia, że cała dodana ekstrawidyna wiąże się ze wszystkimi czterema miejscami biotyny. W późniejszej fazie reakcji proces ten jest mniej wydajny, ponieważ pozostaje mniej monomeru i większa szansa, że ExtrAvidin nie będzie miał związanych wszystkich 4 miejsc. Gdyby dodać całą ekstrywajdynę na raz, reakcja byłaby mniej wydajna, a więcej cząsteczek ekstrawidyny miałoby przyłączone tylko 2 lub 3 monomery.