1. Fiksacja mózgów myszy i kriosekcjonowanie
- Myszy transgeniczne uśmierca się za pomocą dwutlenku węgla, po czym przeprowadza się dekapitację i wyodrębnia mózg.
- Mózg przecinamy wzdłuż w linii środkowej. Połowę mózgu zamraża się gwałtownie na suchym lodzie do analizy biochemicznej. Pozostałą część zanurza się w 4% paraformaldehydzie (PFA) na co najmniej 48 godzin w temperaturze 4°C.
- Po utrwaleniu w 4% PFA przez co najmniej 48 godzin, półkulę mózgu przenosi się bezpośrednio do 30% roztworu sacharozy i przechowuje w temperaturze 4°C. Na tym etapie półkula mózgu powinna unosić się w roztworze sacharozy. Gdy półkula opadnie na dno, co zazwyczaj zajmuje około 48 godzin, jest gotowa do zatopienia w OCT w celu wykonania kriofragmentacji.
- Przed kriofragmentacją nanosi się cienką warstwę OCT na uchwyt i zamraża w temperaturze -20°C. Usuwa się móżdżek z pozostałej części półkuli mózgu i umieszcza go na zamrożonej warstwie OCT. Następnie półkulę mózgu natychmiast przykrywa się OCT i pozwala powoli zamarznąć w temperaturze -20°C. Gdy OCT zatapiający mózg stanie się nieprzezroczysty, preparat jest gotowy do cięcia.
- Ustawia się grubość każdego przekroju na 30 μm. Każdy plaster zbiera się do pojemnika z roztworem D'Olomos.
2. Procedura immunohistochemiczna dla blaszek neur upływowych (przekroje swobodnie pływające)
- Przetrzymaj każdy przekrój w 8% kwasie mrówkowym przez 15 minut. Po traktowaniu kwasem mrówkowym przekrój tymczasowo stanie się nieprzezroczysty i może sprawiać wrażenie pomarszczonego.
- Przenieś każdy przekrój do płytki i przemyj za pomocą Tx-PBS (0,3% Triton X-10 w PBS) przez 5 min x 3 razy, delikatnie wstrząsając.
- Zablokuj endogenny nadtlenek: blokowanie w 0,5% H2O2 w Tx-PBS, temperatura pokojowa (RT), 30 min przy delikatnym wstrząsaniu.
- Przemyj przekrój w Tx-PBS przez 10 min x 3 razy, delikatnie wstrząsając.
- Zablokuj przekrój 5% odtłuszczonym mlekiem w proszku rozpuszczonym w Tx-PBS w temperaturze pokojowej przez 1 godzinę przy delikatnym wstrząsaniu.
- Inkubuj przekroje w przeciwciałach pierwszorzędowych (Biotinylated 4G8, 1:50-1:20, Signet) rozcieńczonych w Tx-PBS z dodatkiem 5% mleka w temperaturze 4°C przez noc przy delikatnym wstrząsaniu.
- Przemyj przekrój w Tx-PBS przez 10 min x 3 razy, delikatnie wstrząsając.
- Przygotuj roztwór ABC zgodnie z protokołem producenta (Elite ABC, Vector Laboratories). Inkubuj przekroje w mieszaninie ABC przez 30 min przy delikatnym wstrząsaniu.
- Przemyj przekrój w Tx-PBS przez 10 min x 3 razy, delikatnie wstrząsając.
- Przygotuj 3,3'-diaminobenzydynę tetrahydrochlorek (DAB) (Vector Laboratories) zgodnie z protokołem producenta. Inkubuj przekroje w mieszaninie DAB przez 5-10 min. Na tym etapie zaobserwujesz pojawienie się brązowego zabarwienia na każdym przekroju.
- Przemyj przekrój w Tx-PBS przez 10 min x 3 razy, delikatnie wstrząsając.
- Wolnorefleksyjne przekroje mózgu montuje się na szkiełkach powlekanych żelatyną, aby wspomóc adhezję tkanki. Następnie przekroje są suszone na powietrzu, po czym przechodzą proces klarowania w serii ksylenu i są montowane w Entellen.
- Blaszki są wizualizowane pod mikroskopem świetlnym przy powiększeniu 40X i kwantyfikowane poprzez ocenę średniej liczby blaszek na przekrój dla każdej myszy.
3. Procedura barwienia tioflawiną S w celu wykrycia blaszek neurytycznych
- Procedura uśmiercania myszy i wyjęcia mózgu przebiega zgodnie z opisem w sekcjach od 1.1 do 1.5.
- Przenieś 4 do 5 przekrojów połowy mózgu na szkiełko przedmiotowe i pozostaw do całkowitego wyschnięcia przed barwieniem.
- Przemyj szkiełka 70% etanolem przez 1 minutę.
- Przemyj szkiełka 80% etanolem przez 1 minutę.
- Inkubuj szkiełka w przefiltrowanym (filtr 0,2 μm) roztworze tioflawiny S (1% w 80% etanolu) przez 15 minut. (Roztwór tioflawiny S musi być filtrowany przed każdym użyciem). Uwaga: chroń tioflawinę S przed światłem oraz chroń zabarwione szkiełka przed światłem.
- Przemyj szkiełka 80% etanolem przez 1 minutę.
- Przemyj szkiełka 70% etanolem przez 1 minutę.
- Przemyj dwukrotnie wodą destylowaną.
- Zamontuj szkiełka w wodnym medium montażowym i pozostaw do wyschnięcia w ciemności przez co najmniej 2 godziny, a następnie zabezpiecz szkiełko nakrywką za pomocą bezbarwnego lakieru do paznokci. Zabarwione przekroje należy przechowywać w ciemności w temperaturze 4°C.
- Blaszki wybarwione na zielono fluorescencyjnie można wizualizować za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej. Przeanalizuj szkiełka w ciągu jednego tygodnia, ponieważ intensywność barwienia z czasem słabnie.
4. Reprezentatywne wyniki
W naszym niedawnym badaniu nad skutecznością kwasu walproinowego (VPA), leku przeciwdrgawkowego i stabilizatora nastroju, w hamowaniu tworzenia blaszki neuronicznej, zastosowaliśmy opisane powyżej procedury barwienia immunocytochemicznego oraz barwienia tioflawiną S w celu identyfikacji blaszek neuronicznych u myszy w modelu AD (3). Rysunek 1 przedstawia typową 9-miesięczną mysz transgeniczną APP23, zabarwioną przeciwciałem anty-Aβ przy użyciu biotynilowanego 4G8 i wykrytą metodą ABC. Blaszki neuroniczne są wyraźnie oznakowane przeciwciałem i wskazane białymi strzałkami. Wykorzystując barwienie tioflawiną S, wykryliśmy odkładanie się blaszek neuronicznych u 2-miesięcznych myszy transgenicznych APP23xPS (Rysunek 2). Blaszki neuroniczne zawierające Aβ, z którymi związała się tioflawina S, wykazują zieloną fluorescencję w badaniu mikroskopowym (wskazane białymi strzałkami). Wykazaliśmy, że po zastosowaniu leczenia VPA tworzenie blaszek neuronicznych jest znacząco ograniczone (3). W innym badaniu analizowaliśmy powiązania molekularne leżące u podstaw hipoksji i patogenezy AD. Ponownie, stosując zarówno immunohistochemiczne barwienie 4G8 anty-Aβ, jak i barwienie tioflawiną S, stwierdziliśmy, że hipoksja ułatwia tworzenie blaszek neuronicznych zawierających Aβ (4).

Rysunek 1. Analiza immunohistochemiczna tworzenia się blaszek neurytowych u transgenicznych myszy z AD. Myszy APP23 w wieku 9 miesięcy zostały uśmiercone, a następnie poddane sekcji, utrwaleniu i cięciu na skrawki. Blaszki neurytczne w hipokampie wykryto przy użyciu przeciwciała anty-Aβ 4G8 i wybarwiono metodą ABC i DAB. Blaszki zobrazowano za pomocą mikroskopii świetlnej przy powiększeniu 40X. Białe strzałki wskazują neurytczne blaszki Aβ.

Rycina 2. Barwienie tioflawiną S blaszek neurytycznych u myszy z modelem AD. Myszy podwójnie transgeniczne APP23xPS45 w wieku 8 tygodni uśpiono, a następnie poddano dyssekcji, utrwaleniu i sekcjonowaniu. Obecność blaszek neurytycznych w obszarze hipokampa potwierdzono za pomocą fluorescencyjnego barwienia tioflawiną S i zobrazowano za pomocą mikroskopii przy powiększeniu 40X. Białe strzałki wskazują blaszki neurytyczne zabarwione tioflawiną S.