Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Technika izolowania jąder od komórek nieneuronalnych w zakręcie zębatym hipokampa

901 wyświetleń

8 lipca 2025

W tym artykule

Streszczenie

Źródło: Kerloch, T., et al. Fluorescence-activated nuclei Negative Sorting of neurons Combined with Single Nuclei RNA Sequencing to Study the Hippocampal Neurogenic Niche. J. Vis. Exp. (2022).

Film demonstruje metodę izolowania nienaruszonych jąder z komórek glejowych i macierzystych w zakręcie zębatym hipokampa myszy (DG). Tkanka DG jest mechanicznie dysocjowana w zimnym buforze homogenizacyjnym w celu uwolnienia jąder. Szczątki tkanek i inne uwolnione organelle są odrzucane, a jądra są barwione barwnikiem DNA i przeciwciałem sprzężonym z fluoroforem specyficznym dla neuronalnego antygenu jądrowego (NeuN). Sortowanie jąder aktywowanych fluorescencją jest następnie stosowane do izolowania jąder NeuN-ujemnych komórek nieneuronalnych.

Protokół

Wszystkie procedury związane z pobieraniem próbek zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi instytutu IRB

1. Sekcja DG (czas: 15 min)

  1. Przygotować pożywki do izolacji jąder 1 i 2 (NIM1 i NIM2), bufor homogenizacyjny (HB) i pożywkę do przemywania (WM) (tabela 1). Umieść wszystkie, pożywki, odczynniki i narzędzia na lodzie, aż będą potrzebne. Umieścić homogenizator Dounce (patrz Tabela Materiałów) na lodzie podczas przygotowania (minimum 1 h przed etapem homogenizacji).
    nuta: NIM1 może być przygotowywany i przechowywany w temperaturze 4 °C przez okres do 6 miesięcy. NIM2, HB i WM powinny być świeżo przygotowane.
    ostrożność: Ostrożnie manipuluj ditiotreitolem (DTT), inhibitorem proteazy i Triton X-100. Związki te działają drażniąco na skórę i oczy, są ostro toksyczne i niebezpieczne dla środowiska wodnego. Podczas używania tych chemikaliów należy nosić rękawice ochronne, odzież, ochronę oczu i twarzy, dokładnie umyć ręce po użyciu i unikać uwolnienia do środowiska.
  2. Poddanie eutanazji 22-miesięcznego samca myszy C57Bl/6J przez zwichnięcie szyjki macicy zgodnie z procedurą Home Office Schedule 1.
    nuta: Zobacz dyskusję na temat uzasadnienia użycia 22-miesięcznej myszy w tym badaniu. Jednak protokół ten może być wykonywany w każdym wieku przez cały okres życia.
  3. Wypreparuj mózg myszy poddanej eutanazji i przenieś go na 10-centymetrową szalkę Petriego wypełnioną lodowatą solą fizjologiczną buforowaną fosforanem (PBS) (ryc. 1). Umieść szalkę Petriego na lodzie. Usuń móżdżek za pomocą skalpela i przetnij mózg na pół między obiema półkulami (wzdłuż osi strzałkowej).
  4. Napełnij nową 10-centymetrową szalkę Petriego lodowatym PBS i umieść ją na lodzie. Przenieś jedną połowę mózgu na nową szalkę Petriego. Za pomocą lornetki rozłóż DG na czynniki pierwsze i powtórz ten krok, aby uzyskać drugą DG z drugiej połowy mózgu.
    nuta: Kroki te (kroki 1.2-1.4) zostały zaadaptowane z wcześniej opisanej procedury. Na tym etapie ważne jest, aby postępować tak szybko, jak to możliwe, aby zachować integralność komórek.
  5. Przenieś dwa DG do wstępnie schłodzonego homogenizatora Dounce i dodaj 1 ml zimnego HB.

2. Dysocjacja tkanek, izolacja pojedynczych jąder i immunologiczne barwienie anty-NeuN (Czas trwania: 2 godziny)

  1. Homogenizować tkankę za pomocą 10 pociągnięć luźnym tłuczkiem "A", a następnie 15 pociągnięć ciasnym tłuczkiem "B".
    nuta: Homogenizację odbitą należy przeprowadzać z zaprawą na lodzie delikatnymi pociągnięciami, aby zmniejszyć ciepło spowodowane tarciem i pienieniem. Wszystkie i sprzęt powinny być wstępnie schłodzone i przechowywane na lodzie podczas zabiegu.
  2. Przenieść homogenat do wstępnie schłodzonej probówki o pojemności 15 ml; przepłukać homogenizator Dounce 1 ml zimnego HB i połączyć z tą samą probówką. Dodać 3 ml HB do probówki o pojemności 15 ml i inkubować przez 5 minut na lodzie. Wymieszaj 2x, delikatnie odwracając rurkę.
  3. Wstępnie zwilż nasadkę sitka o pojemności 70 μm 0,5 ml HB w probówce o pojemności 50 ml. Odcedzić zawiesinę jąder od kroku 2.2, delikatnie przechylając probówkę o pojemności 15 ml do sitka komórkowego. Umyj sitko do komórek 0,5 ml HB.
  4. Wyjąć sitko i odwirować probówkę o stężeniu 500 x g przez 5 minut w temperaturze 4 °C, używając wirówki z odchylanym wiadrem. Odrzucić supernatant.
    nuta: Odcedzenie homogenatu pomoże zredukować zanieczyszczenia, co ma kluczowe znaczenie dla cytometrii przepływowej i sekwencjonowania RNA pojedynczych jąder (sekwencjonowanie pojedynczych jąder) na dalszych etapach.
  5. Delikatnie zawiesić osad w 4 ml HB za pomocą pipety P1000. Inkubować na lodzie przez 5 minut. Wirować w temperaturze 500 x g przez 10 minut w temperaturze 4 °C. Odrzucić supernatant i ponownie zawiesić osad w 3 ml WM.
  6. Wstępnie zwilż nasadkę sitka 35 μm na probówce o pojemności 15 ml z 0,5 ml WM. Odcedź zawiesinę jąder od kroku 2.5 przez sitko do komórek, delikatnie pipetując po 0,5 ml za pomocą pipety P1000.
  7. Umyj nakrętkę sitka 0,5 ml WM i umieść probówkę na lodzie. Przenieść filtrat do nowej probówki o pojemności 15 ml i odwirowywać przez 5 minut w temperaturze 4 °C przy 500 x g. Odrzucić supernatant i ponownie zawiesić osad w 3 ml WM.
  8. Wirować w temperaturze 500 x g przez 5 minut w temperaturze 4 °C. Odrzucić supernatant i ponownie zawiesić osad w 1 ml WM z mysim antyneuronalnym antygenem jądrowym (NeuN), przeciwciałem sprzężonym z AlexaFluor 488 (anty-NeuN-AF488, 1:32 000) i 1 μg/ml 4′,6-diamidyn-2-fenyloindolu (DAPI). Inkubować przez 45 minut na lodzie w ciemności.
    nuta: Aby zoptymalizować barwienie immunologiczne izolowanych jąder, zaleca się miareczkowanie przeciwciała w celu określenia optymalnego rozcieńczenia do analizy i sortowania metodą cytometrii przepływowej. Następnie przeprowadź odpowiednie kontrole, aby potwierdzić, że warunki barwienia są optymalne. Na przykład, w przypadku sprzężonego przeciwciała anty-NeuN-AF488, przeprowadzono kontrolę negatywną (tj. Brak dodatku przeciwciała, figura 2A) i kontrolę pozytywną (tj. barwienie przeciwciałem, figura 2B) w celu oceny segregacji populacji niebarwionych i barwionych. Rozpoczynając pracę z przeciwciałem sprzężonym z AF488, zaleca się przeprowadzenie kontroli izotypu sprzężonego z AF488 w celu oceny swoistości. W przypadku stosowania przeciwciała niesprzężonego konieczne może być dodatkowe kontrole, takie jak dodanie przeciwciała drugorzędowego tylko do preparatu jądrowego, w celu oceny niespecyficznego wiązania przeciwciała drugorzędowego.

3. Sortowanie jąder aktywowanych fluorescencją (FANS) w celu wykluczenia populacji neuronów (Czas trwania: 45 min)

  1. Zawiesinę jąder wybarwionych immunologicznie przenieść do probówki o pojemności 5 ml i trzymać na lodzie do czasu rozpoczęcia procedury cytometrii przepływowej.
    nuta: W przypadku pracy z większymi kawałkami tkanki niż dwa myszy DG, może być konieczne dalsze rozcieńczanie buforem WM, aby uniknąć zatkania sortownika komórek aktywowanego fluorescencją (FACS), jeśli gęstość jąder w roztworze stanie się wysoka.
  2. Wirować próbki przez 3 s z małą prędkością przed umieszczeniem probówek w przyrządzie FACS (patrz Tabela materiałów).
    UWAGA: (Konfiguracja FACS) Maszyny sortujące muszą być wyrównane na początku procedury z cząstkami kalibracyjnymi zgodnie z zaleceniami producenta. Opóźnienie kropli zostało skalibrowane za pomocą kulek lub mikrosfer (patrz tabela materiałów) zgodnie z modelem FACS. Próbki sortowano w temperaturze 4 °C w trybie czystości. Aby zmniejszyć objętość zbierania, jądra posortowano przez dyszę o średnicy 70 μm pod ciśnieniem zalecanym dla cytometru przepływowego. Jądra posortowano do 1,5 ml probówek o niskim stopniu wiązania (patrz tabela materiałów) zawierających 50 μl WM. Wszystkie probówki pobrane pokryto PBS + 5% albuminą surowicy bydlęcej (BSA) w temperaturze 4 °C przez noc, aby zmniejszyć ryzyko przywierania jąder do ścianek probówki.
  3. Aby uzyskać dane z próbki zawiesiny barwionych jąder, należy ustawić bramki na wysokości DAPI i obszarze DAPI, aby wykluczyć szczątki komórek i zagregowane jądra (Rysunek 3A). Ponadto należy oddzielić pojedyncze jądra od wszelkich pozostałych agregatów lub szczątków komórkowych barwionych DAPI, ustawiając bramki w obszarze rozproszenia po stronie logarytmu (SSC) i obszarze rozproszenia logarytmicznego do przodu (FSC) (rysunek 3B).
  4. Ustaw bramki dla anty-NeuN-AF488 i obszaru FSC, aby wyizolować populację NeuN-AF488-ujemną, jak pokazano na rysunku 3C.
  5. Po analizie, stosując opisaną powyżej strategię bramkowania, posortuj populację NeuN-AF488-ujemną w 1,5 ml probówki zbiorczej wypełnionej 50 μl WM.
    nuta: Zgodnie z opisaną powyżej strategią bramkowania i procedurą preparacji w celu wyizolowania DG od mózgu dorosłej myszy, oczekuje się, że populacja NeuN-AF488-ujemna będzie reprezentować ~14% pojedynczych jąder.

Tabela 1: Kompozycje pożywek i użytych w badaniu.

zł szt. LAT Rozdział zł osób osób osób zł pkt. osób zł . pkt. zł osób
Pożywka do izolacji jąder #1 (NIM1) – przechowywać do 6 miesięcy w temperaturze 4 °C
składnikObjętość (μL)Stężenie końcowe (mM)
1,5 mln sacharozy1 833,30Z kolei 250
1 mln KClZ dnia 27525
1 M MgCl2555
1 M bufor Tris, pH 8,0Rozdział 11010
Woda wolna od nukleaz8 726,70-
Całkowita objętość11 000-
Pożywka do izolacji jąder #2 (NIM2) – odśwież
składnikObjętość (μL)Końcowe stężenie
Klasa NIM110 769-
1 mM naziemna telewizja cyfrowa111 μM
100x inhibitor proteazyRozdział 1101x
Triton X-100 10% (v/v)Rozdział 1100,1% (v/v)
Całkowita objętość11 000-
Bufor homogenizacyjny (HB) – zrób świeże
składnikObjętość (μL)Końcowe stężenie
Klasa NIM210 958,75-
Inhibitor RNazy, 40 U μL-127,5100 j. ml-1
RNasin, 40 U μL-1godz. 13.7550 U mL-1
Całkowita objętość11 000-
Umyj media (WM)
składnikObjętość (μL)Końcowe stężenie
Powierzchnia basowa 7,5%1 466,701 proc
Inhibitor RNazy, 40 U μL-127,5100 j. ml-1
RNasin, 40 U μL-1godz. 13.7550 U mL-1
Pbs9 492,05-
Całkowita objętość11 000-

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

Wyniki

figure-results-1
Rycina 1: Przygotowanie zawiesiny pojedynczego jądra z wypreparowanego DG dorosłych myszy do sekwencjonowania snRNA w populacjach nieneuronalnych. Diagram przepływu opisujący główne etapy protokołu, które obejmują rozbiór myszy DG, przygotowanie zawiesiny pojedynczych jąder, barwienie immunologiczne NeuN i sortowanie ujemnych NeuN-FANS przed przystąpieniem do sekwencjonowania snRNA.

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

Oświadczenia

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Mikroprobówka 0,5 mlEppendorf30124537
10,00 μm Mikrosfery karboksylowe Flouresbrite YGNauki polilogiczneNumer katalogowy 15700-10
Probówki wirówkowe z polipropylenu o pojemności 15 mlCorning430052
2 pary sterylnych kleszczy Dumont #5Narzędzia naukoweNumer katalogowy: 11252-30
4′,6-diamidyn-2-fenyloindol (DAPI)Sigma AldrichD9564-10MG
System TapeStation 4150AgilentN/a
5 ml okrągłodenna probówka polipropylenowa o wysokiej przejrzystości z zatrzaskiemsokół352063
5 ml probówka z polistyrenu z okrągłym dnem i zatrzaskiem z sitkiemsokół352235
Probówki wirówkowe z polipropylenu o pojemności 50 mlCorning430829
Sitko do komórek 70 μmsokółNumer katalogowy: 352350
8 szczytowych cząstek kalibracyjnych SPHERO RainbowBD Nauki biologiczneRCP-30-5A
Koraliki AccudropBD Nauki biologiczneN/a
Wirówka Allegra X-30RBeckman CoulterN/a
Przeciwciało anty-NeuN, klon A60, koniugowany Alexa Fluor 488MiliporyMAB377X
Cytometr przepływowy BD FACSAriaBD Nauki biologiczneN/a
Beckman Coulter MoFlo XDPBeckman CoulterN/a
Powierzchnia basowa 7,5%Gibco (firma Gibco)15260037
Ditiotreitol (DTT)Thermo ScientificCzynnik R0861
Zestaw młynka do chusteczek higienicznych: moździerz, luźny tłuczek (A) i ciasny tłuczek (B)KimbleD8938-1 ZESTAW
Eppendorf Probówki Białko LoBind 1,5mlEppendorf30108116
Halt, 100x inhibitor proteazyRybak termicznyNumer telefonu 78429
KclKażdy dostawca chemikaliówWykonane laboratoryjnie
LUNA-FX7 Automatyczny licznik komórekLogos BiosystemsN/a
MgCl2Każdy dostawca chemikaliówWykonane laboratoryjnie
N°10 strzeżone, sterylne skalpele jednorazoweSwann-MortonNumer katalogowy: 6601
Woda wolna od nukleazSigma AldrichZobacz materiał W4502-1L
Para sterylnych nożyczek chirurgicznych dla studentówNarzędzia naukoweNumer katalogowy 91401-12
PbsKażdy dostawca chemikaliówWykonane laboratoryjnie
Inhibitor RNazy 40 U μl-1AmbionZobacz materiał AM2684
RNasin 40 U μl-1Preparat PromegaN211A
Sterylna szalka PetriegoCorning430167
sacharozaSigma Aldrich59378-500G
Bufor Tris, pH 8,0Każdy dostawca chemikaliówWykonane laboratoryjnie
Triton X-100 10% (v/v)Sigma AldrichT8787-250ML
Trypan niebieskiInvitrogenZobacz materiał T10282
powiedział: powiedział: TGL

Tagi

Izolacja j der kom rkowychsortowanie j der metod aktywacji fluorescencyjnejsortowanie negatywne NeuNdysocjacja mechanicznacytometria przep ywowabarwienie DAPIznakowanie przeciwcia amiusuwanie debris kom rkowego