Artykuł metodologiczny

Technika barwienia całego narządu do trójwymiarowego obrazowania nerki

8 lipca 2025

W tym artykule

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Źródło: Hasegawa, S., et al. Barwienie trójwymiarowe całej nerki za pomocą CUBIC. J. Vis. Exp. (2022).

Ten film demonstruje test do barwienia mysich nerek metodą całościową przy użyciu metody oczyszczania tkanek zwanej CUBIC (clear, unstructed brain/body imaging cocktails and computational analysis) i barwienia immunofluorescencyjnego. Nerka jest poddawana oczyszczaniu tkanek, w którym nerka jest odlipidowana, odbarwiana i traktowana roztworem dopasowującym współczynnik załamania światła, aby tkanka była przezroczysta dla optymalnego obrazowania trójwymiarowego. Tkanka jest barwiona fluorescencyjnie znakowanymi przeciwciałami w celu odsłonięcia nerwów współczulnych i tętnic w tkance pod mikroskopem świetlnym.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie procedury dotyczące modeli zwierzęcych zostały sprawdzone przez lokalny instytucjonalny komitet opieki nad zwierzętami oraz weterynaryjną komisję rewizyjną JoVE.

1. Przygotowanie zwierząt i fiksacja nerek

  1. Wykonaj utrwalenie perfuzji, wykonując poniższe czynności.
    1. Znieczulić mysz poprzez inhalację izofluranu (3%, 2,0 l/min) i dootrzewnowe podanie chlorowodorku medetomidyny (0,3 mg/kg), winianu butorfanolu (5 mg/kg) i midazolamu (4 mg/kg) (patrz tabela materiałów).
    2. Przeprowadzić perfuzję zwierzęcia z 20 ml soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS, pH 7,4) i 30 ml 4% paraformaldehydu (PFA) w buforze fosforanowym (PB) przez lewą komorę serca.
  2. Wykonaj fiksację zanurzeniową zaraz po fiksacji perfuzyjnej i pobraniu próbki nerki.
    1. Zanurz nerkę w 4% PFA w temperaturze 4 °C na dodatkowe 16 godzin, a następnie przepłucz ją PBS przez 2 godziny (trzy razy)9 (Rysunek 1).
      ostrożność: Formaldehyd i paraformaldehyd są toksycznymi substancjami drażniącymi. Z odczynnikami należy obchodzić się pod wyciągiem z odpowiednimi środkami ochrony osobistej.

2. Odbarwianie i delipidacja

  1. Przygotuj CUBIC-L (Clear, Unobstructed Brain/Body Imaging Cocktails and Computational analysis) do odbarwiania i delipidacji składającej się z 10% wagowych Triton X-100 i 10% wagowych N-butylodietanoloaminy (patrz tabela materiałów), zgodnie z wcześniej opublikowanymi raportami.
  2. Wykonaj odbarwianie i delipidację za pomocą CUBIC-L, postępując zgodnie z poniższymi krokami.
    1. Zanurzyć utrwaloną nerkę w 7 ml 50% (v/v) CUBIC-L (mieszanina wody i CUBIC-L 1:1) w okrągłej probówce o pojemności 14 ml (patrz Tabela materiałów) delikatnie wstrząsając w temperaturze pokojowej przez 6 godzin (Rysunek 2A). Następnie zanurzyć go w 7 ml CUBIC-L w 14 ml probówce z okrągłym dnem, delikatnie wstrząsając w temperaturze 37 °C przez 5 dni.
    2. Podczas tego procesu codziennie odświeżaj CUBIC-L. Po procesie odbarwiania i delipidacji płucz nerkę PBS w temperaturze pokojowej przez 2 godziny (trzy razy) (ryc. 1). Użyj łyżki dozującej do obsługi próbki (Rysunek 2B).

3. Barwienie immunofluorescencyjne w całości

  1. Przygotuj do barwienia.
    1. Przygotować bufor barwiący dla przeciwciał pierwszorzędowych, mieszając 0,5% (v/v) Triton X-100, 0,5% kazeiny z PBS i 0,05% azydku sodu.
    2. Przygotować bufor barwiący dla przeciwciał drugorzędowych, mieszając 0,5% (v/v) Triton X-100, 0,1% kazeiny z PBS i 0,05% azydku sodu.
  2. Wykonaj barwienie przeciwciałami pierwszorzędowymi.
    1. Wybarwić immunologicznie zdelipidowaną nerkę przeciwciałami pierwszorzędowymi (1:100 lub 1:200, patrz tabela materiałów) w buforze barwiącym w temperaturze 37 °C, delikatnie wstrząsając przez 7 dni.
      nuta: Ilość buforu barwiącego potrzebna na jedną nerkę wynosi 500-600 μL (ryc. 2C).
    2. Płucz nerkę 0,5% (v/v) Triton X-100 w PBS (PBST) w temperaturze pokojowej przez 1 dzień (Rysunek 1).
  3. Wykonaj barwienie przeciwciałami wtórnymi.
    1. Wybarwić immunologicznie nerkę przeciwciałami drugorzędowymi (1:100 lub 1:200, patrz tabela materiałów) w buforze barwiącym w temperaturze 37 °C, delikatnie wstrząsając przez 7 dni. Płucz nerkę PBST w temperaturze pokojowej przez 1 dzień (ryc. 1).
    2. Po utrwaleniu zanurzyć nerkę w 1% formaldehydzie w PB (mieszanina 37% formaldehydu i PB w stosunku 1:36) na 3 godziny i przemyć PBS w temperaturze pokojowej przez 6 godzin (ryc. 1).

4. Dopasowanie współczynnika załamania światła (RI)

  1. Przygotuj CUBIC-R+.
    1. Przygotować CUBIC-R, mieszając 45% wag. 2,3-dimetylo-1-fenylo-5-pirazolonu/antypiryny i 30% wag. nikotynamidu (patrz tabela materiałów).
    2. Przygotuj CUBIC-R+ do dopasowania współczynnika załamania światła (RI), dodając 0,5% v% N-butylodietanoloaminy do CUBIC-R zgodnie z poprzednio opublikowanymi raportami.
  2. Wykonaj dopasowywanie wystąpień zarezerwowanych.
    1. Zanurz nerkę w 7 ml 50% (v/v) CUBIC-R+ (mieszanina wody i CUBIC-R+ w stosunku 1:1) w probówce o okrągłym dnie o pojemności 14 ml, delikatnie wstrząsając w temperaturze pokojowej przez 1 dzień. Następnie zanurz go w 7 ml CUBIC-R+ w probówce z okrągłym dnem o pojemności 14 ml, delikatnie wstrząsając w temperaturze pokojowej przez 2 dni (Rysunek 1).
      nuta: Chociaż nerka unosi się w 50% CUBIC-R + na początku dopasowania RI, opada i staje się przezroczysta w CUBIC-R + pod koniec procesu (Figura 2D).

5. Akwizycja i rekonstrukcja obrazu

  1. Zanurz nerkę dopasowaną do RI w mieszaninie oleju silikonowego (RI = 1,555) i oleju mineralnego (RI = 1,467) (55:45) podczas akwizycji obrazu (RI = 1,51) (ryc. 3).
  2. Uzyskaj obrazy 3D całej nerki za pomocą specjalnie zbudowanego mikroskopu fluorescencyjnego z arkuszami świetlnymi (patrz tabela materiałów). Zbierz wszystkie nieprzetworzone dane obrazu w 16-bitowym formacie TIFF. Wizualizuj i przechwytuj obrazy renderowane w 3D za pomocą oprogramowania do analizy obrazowania (Imaris, patrz tabela materiałów).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
Rycina 1: Oczyszczanie tkanek i barwienie immunofluorescencyjne w całości. Oczyszczanie tkanek za pomocą CUBIC to dwuetapowy proces: delipidacja (CUBIC-L) i dopasowanie współczynnika załamania światła (RI) (CUBIC-R+). Barwienie całego montażu wykonuje się po procesie odtłuszczania. Podziałka = 10 mm. Obraz jest reprodukowany przez Hasegawa et al.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
14 ml probówka PP z okrągłym dnem o wysokiej czystościsokół352059Oczyszczanie tkanek, barwienie, mycie
2,3-dimetylo-1-fenylo-5-pirazolon/antypirynaPrzemysł chemiczny w TokioD1876SZEŚCIENNY-R+
37% roztwór formaldehyduNacalai TesqueNumer katalogowy: 16223-55Utrwalenie po utrwaleniu
4% roztwór buforowy fosforanu paraformaldehyduNacalai TesqueNumer katalogowy: 09154-85Fiksacja nerek
Alexa Flour 555-sprzężone przeciwciało IgG przeciwko owcomInvitrogenA-21436Przeciwciało drugorzędowe (1:100)
Alexa Flour 647-sprzężone przeciwciało IgG przeciwko królikowi osłuInvitrogenA-31573Przeciwciało drugorzędowe (1:200)
Przeciwciało antyakwaporyny 2 (AQP2)Księga Abcamab199975Przeciwciało pierwszorzędowe (1:100)
Przeciwciało anty-podocynySigma-AldrichZobacz materiał P0372Przeciwciało pierwszorzędowe (1:100)
Przeciwciało antysodowo-glukozowo-kotransportowe 2 (SGLT2)Księga Abcamab85626Przeciwciało pierwszorzędowe (1:100)
Przeciwciało przeciwko hydroksylazie tyrozynowej (TH)Księga AbcamAB113Przeciwciało pierwszorzędowe (1:100)
Przeciwciało przeciw aktynie α mięśni gładkich (α-SMA)Księga Abcamab5694Przeciwciało pierwszorzędowe (1:200)
Kazeina blokująca w PBSThermo Fisher NaukowyNumer katalogowy: 37528Bufor do barwienia
Winian butorfanoluMeiji5526Znieczulenia
C57BL/6NJclCentrum Bio-SupponN/aSzczep myszy
ImarisPłaszczyzna bitowaN/aOprogramowanie do analizy obrazowania
Mikroskop z zoomem makroOlympusZobacz materiał MVX10Jednostka obserwacyjna mikroskopu zbudowanego na zamówienie
Chlorowodorek medetomidynyKyoritsu-SeiyakuNumer katalogowy: 8656Znieczulenia
MidazolamSANDOZ27803229Znieczulenia
olej mineralnySigma-AldrichZobacz materiał M8410Olejek immersyjny
N-butylodietanoloaminaPrzemysł chemiczny w TokioZobacz materiał B0725SZEŚCIENNY-L, SZEŚCIENNY-R+
NikotynamidPrzemysł chemiczny w TokioNumer N0078SZEŚCIENNY-R+
Eter mono-p-izooktylofenylowy glikolu polietylenowego/Triton X-100Nacalai TesqueNumer katalogowy: 12967-45SZEŚCIENNY-L, PBST
Olej silikonowy HIVAC-F4Substancja chemiczna Shin-Etsu50449832Olejek immersyjny
Azydek soduWako195-11092Bufor do barwienia
powiedział: powiedział: powiedział: powiedział: powiedział: powiedział: Pokój powiedział:

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Przezrocznienie tkanki nerekmetoda CUBICbarwienie immunofluorescencyjnemikroskopia arkusza wiat abarwienie nerw w wsp czulnychwizualizacja t tnicdopasowanie wsp czynnika za amania wiat aprzejrzysto tkanki

Powiązane artykuły