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

Artykuł metodologiczny

Kwantyfikacja rozmieszczenia białka presynaptycznego w mózgu myszy za pomocą immunofluorescencji

1.1K wyświetleń

8 lipca 2025

W tym artykule

Streszczenie

Źródło: Wallrafen, R., et al. Quantifying the heterogeneous distribution of a synaptic protein in the mouse brain using immunofluorescence. J. Vis. Exp. (2019).

Ten film demonstruje barwienie immunofluorescencyjne wycinka mózgu myszy w celu ilościowego określenia rozkładu określonego białka presynaptycznego. Proces ten polega na blokowaniu miejsc niespecyficznych, zastosowaniu pierwszorzędowych przeciwciał dla białka docelowego i markera referencyjnego, a następnie wtórnym znakowaniu przeciwciał i przeciwbarwieniu jądrowym. Marker referencyjny zapewnia dokładną kwantyfikację, zapewniając spójną linię wyjściową, a dystrybucja białka presynaptycznego jest analizowana w regionach mózgu za pomocą mikroskopii konfokalnej.

Protokół

Wszystkie procedury dotyczące próbek zwierzęcych zostały sprawdzone i zatwierdzone przez odpowiednią komisję ds. oceny etycznej zwierząt.

1. Immunofluorescencja

  1. Przygotować roztwory zawierające bufor blokujący, bufor przeciwciał, bufor płuczący 1 i bufor płuczący 2 (patrz Tabela 1).
  2. Raz opłucz plastry buforem fosforanowym (PB), aby usunąć nadmiar związku o optymalnej temperaturze cięcia (OCT).
    1. Usuń roztwór plastikową pipetą bez zasysania plasterków mózgu. Dodać 250 μl świeżego PB za pomocą pipety 1000 μL.
      ostrożność: Plastry nie powinny wysychać, więc dobrze usuń i dodaj płyny.
  3. Usunąć PB za pomocą plastikowej pipety i dodać 250 μl buforu blokującego do studzienki za pomocą pipety 1000 μl. Inkubować przez 3 godziny w temperaturze pokojowej (RT) na wytrząsarce.
  4. W czasie inkubacji rozcieńczyć pierwszorzędowe przeciwciała w buforze przeciwciał w probówce reakcyjnej. Użyć 250 μl buforu przeciwciał na studzienkę i dodać odpowiednią ilość przeciwciała (patrz Tabela 2), pipetując je bezpośrednio do roztworu za pomocą pipety o pojemności 2 μl. Wymieszaj roztwór, delikatnie pipetując kilka razy w górę i w dół. Wkrótce potem przemieszaj wir, aby zapewnić prawidłowe wymieszanie.
    nuta: Aby określić fluorescencję tła, barwienie należy również wykonać bez dodawania przeciwciała pierwszorzędowego. W tym celu należy inkubować plasterek w roztworze przeciwciał bez przeciwciał pierwszorzędowych zgodnie z protokołem.
  5. Po czasie inkubacji usunąć bufor blokujący za pomocą plastikowej pipety i dodać 250 μl roztworu przeciwciała zawierającego przeciwciała pierwszorzędowe do studzienki. Inkubować plastry z przeciwciałem pierwszorzędowym przez noc w temperaturze 4 °C na shakerze.
  6. Następnego dnia umyj plastry buforem myjącym 1 3x przez 10 min w temperaturze RT na shakerze.
    1. Usunąć pożywkę plastikową pipetą i dodać 300 μl buforu myjącego 1 do dołka. Inkubować w temperaturze pokojowej przez 10 minut. Powtórz 3 razy.
  7. Podczas etapów przemywania rozcieńczyć przeciwciała drugorzędowe sprzężone z fluoroforem w buforze przeciwciał w probówce reakcyjnej. Użyć 250 μl buforu przeciwciał na studzienkę i dodać odpowiednią ilość przeciwciała (patrz Tabela 2), pipetując je bezpośrednio do roztworu za pomocą pipety o pojemności 2 μl. Wymieszaj roztwór, delikatnie pipetując kilka razy w górę i w dół. Wkrótce potem przemieszaj wir, aby zapewnić prawidłowe wymieszanie.
    ostrożność: Ponieważ przeciwciała są wrażliwe na światło, wszystkie kroki od tego momentu muszą być wykonywane w ciemności.
  8. Po zakończeniu płukania należy usunąć bufor płuczący plastikową pipetą i dodać 250 μl roztworu przeciwciał zawierających przeciwciała drugorzędowe do studzienki drobnoustrojowej. Inkubować plastry z przeciwciałami drugorzędowymi przez 90 minut w temperaturze pokojowej w ciemności.
  9. Plastry myć buforem myjącym 2 3x przez 10 min w temperaturze RT.
  10. Podczas etapów płukania rozcieńczyć 4′,6-diamidyn-2-fenyloindol (DAPI) w 0,1 M PB w stężeniu 1:2000.
  11. Usunąć bufor płuczący 2 plastikową pipetą i dodać 250 μl roztworu DAPI do studzienki. Inkubować przez 5 minut w temperaturze pokojowej na wytrząsarce.
  12. Usunąć roztwór DAPI plastikową pipetą i dodać 500 μl 0,1 M PB na studzienkę za pomocą pipety 1000 μl.
  13. Zamontuj plastry na szkiełkach mikroskopowych.
    1. Umieść szkiełko mikroskopowe pod stereoskopem. Za pomocą cienkiego pędzelka nałóż na szkiełko trzy oddzielne krople po 0,1 mln PB. Umieść jedną plasterkę na kroplę na szkiełku mikroskopowym.
    2. Użyj cienkiego pędzelka, aby spłaszczyć i zorientować plastry na szkiełku mikroskopowym.
    3. Gdy wszystkie plastry zostaną prawidłowo ułożone, usuń nadmiar PB chusteczką i dokładnie wysusz szkiełko.
      ostrożność: Unikaj całkowitego wysuszenia plastrów mózgu.
    4. Dodać 80 μl podłoża do zatapiania na szkiełku. Ostrożnie opuść szkiełko nakrywkowe na szkiełko, osadzając w ten sposób plastry mózgu.
    5. Pozostaw szkiełka do wyschnięcia w dygestoria na 1-2 godziny (przykryj je, aby uniknąć ekspozycji na światło) i przechowuj je w pojemniku na szkiełka mikroskopowe w temperaturze 4 °C.
      nuta: W tym miejscu protokół można wstrzymać.

2. Obrazowanie

  1. Po całkowitym utwardzeniu podłoża zatapiającego umieścić szkiełko mikroskopowe pod mikroskopem konfokalnym.
    nuta: Mikroskopia epifluorescencyjna w połączeniu z oprogramowaniem do dekonwolucji powinna dać podobną jakość obrazu.
  2. Dostosuj ustawienia lasera, zwiększając lub zmniejszając intensywność lasera dla każdego kanału, tak aby kilka pikseli było prześwietlonych i zapewniało maksymalny rozkład wartości szarości.
  3. Zdobądź wirtualne tkanki całego wycinka mózgu dla różnych kanałów.
    1. W oprogramowaniu do obrazowania wybierz opcję Kafelki i ręcznie nakreśl wycinek mózgu za pomocą konfiguracji regionu kafelków.
    2. Rozmieść punkty podparcia w całym regionie kafelka i dostosuj fokus dla różnych punktów podparcia, naciskając przycisk Sprawdź regiony/pozycje kafelków....
    3. Dostosuj ustawienia w trybie akwizycji zgodnie z żądaną rozdzielczością i rozmiarem pliku wynikowego obrazu, a następnie rozpocznij skanowanie.
  4. Po zakończeniu skanowania użyj funkcji Stitching, aby przetworzyć wirtualną tkankę. Wyeksportuj plik jako .tif za pomocą funkcji Eksport obrazu.

3. Analiza komputerowa

  1. Załaduj wszystkie pojedyncze kanały dla jednego obrazu do FIDŻI, klikając Plik| Otwarty.
  2. Za pomocą narzędzia do zaznaczania odręcznego nakreśl jedną półkulę w kanale DAPI. Utwórz maskę zaznaczenia, klikając Edytuj| Wybór| Utwórz maskę.
  3. Określ średnią intensywność fluorescencji dla pojedynczych kanałów (Mover i synaptofizyna), klikając Analizuj| Środek.
    nuta: Upewnij się, że wybrałeś różne kanały, aby określić średnie wartości intensywności fluorescencji dla każdego kanału.
  4. Skopiuj średnią intensywność fluorescencji dla pojedynczych kanałów do arkusza kalkulacyjnego.
  5. Określ średnią intensywność fluorescencji dla pojedynczych kanałów w obszarze zainteresowania, wyznaczając obszar również za pomocą narzędzia do zaznaczania odręcznego. Użyj atlasu mózgu myszy jako odniesienia.
  6. Powtórz kroki 3.1-3.5 dla wszystkich półkul i wszystkich obszarów zainteresowania.
    nuta: Określ wartości dla każdej półkuli osobno, aby później porównać wartości w obszarze zainteresowania z obszarem na półkuli (patrz krok 4.2).

4. Obsługa danych

  1. W przypadku, gdy fluorescencja tła jest wysoka, może być konieczne odjęcie tła. W tym celu należy określić średnią intensywność fluorescencji dla wycinka przetworzonego bez pierwszorzędowego przeciwciała przeciwko białku referencyjnemu (tutaj: synaptofizynie) i odjąć tę wartość od wszystkich wartości uzyskanych dla obszarów mózgu i półkul.
  2. Po ustaleniu średnich intensywności fluorescencji dla pojedynczych kanałów dla każdej półkuli i każdego obszaru zainteresowania (patrz Tabela 3), należy obliczyć stosunek Mover do synaptofizyny, dzieląc wartość Mover przez wartość dla synaptofizyny (żółty w Tabeli 3). Wykonaj tę czynność dla każdej półkuli i każdego obszaru zainteresowania osobno.
  3. Podziel stosunek uzyskany dla jednego obszaru zainteresowania przez współczynnik uzyskany dla odpowiedniej półkuli (kolor pomarańczowy w tabeli 3), aby określić stosunek obszaru zainteresowania do półkuli.
  4. Aby określić względną liczebność Movera, przelicz stosunek uzyskany w 4.2 na procent, określając jego odchylenie od 1 (kolor czerwony w tabeli 3). Współczynnik 1,25 dałby zatem względną liczebność Ruchu o 25% powyżej średniej, a współczynnik 0,75 dałby względną liczebność Ruchu o 25% poniżej średniej.

Tabela 1: Rozwiązania użyte w tym protokole.

Utrwalacz (500mL)
Wymieszaj 20g paraformaldehydu (całkowita stężenie: 4%)
50 ml 10 x PBS roztwór podstawowy (całkowita konk. 1x)
450 ml bidest H2OAdzmień pH do 7,4 z NaOH
Uwaga: Aby rozpuścić paraformaldehyd w PBS, podgrzej roztwór. Nie podgrzewać powyżej 70 oC, ponieważ PFA rozpada się w temperaturach wyższych niż 70 oC.
Uwaga: PFA jest toksyczny, potencjalnie rakotwórczy i teratogenny. Podczas pracy z PFA należy nosić rękawice i pracować pod wyciągiem. Unikaj połknięcia.
0,1 mln PB (1L)
Roztwór podstawowy X
35,61 g Na2HPO4,2H 2O w 1 L bidest H2O
Roztwór podstawowy Y
27,60 g NaH2PO 4,2H 2O w 1 L bidest H2O
Wymieszaj 385 ml roztworu podstawowego X
115 ml roztworu podstawowego Y
500 ml bidest H2O
Bufor blokujący (50 mL)
Wymieszaj 1,25 ml normalnej surowicy koziej (całkowita stężenie: 2,5%)
1,25 ml normalnej surowicy osła (całkowita skuteczność: 2,5%)
0,5 ml niejonowego środka powierzchniowo czynnego (Triton-X100, stężenie całkowite: 1%)
47 ml 0,1 mln PB
Bufor przeciwciał (50 ml)
Wymieszaj 0,25 ml normalnej koziej surowicy (całkowita stężenie: 0,5%)
0,25 ml normalnej surowicy osła (stężenie całkowite: 0,5%)
0,1 ml niejonowego środka powierzchniowo czynnego (stężenie całkowite: 0,2%)
49,4 ml 0,1 mln PB
Bufor do mycia 1 (50 mL)
Wymieszaj 1 ml normalnej surowicy koziej (całkowita stężenie: 2 %)
49 ml 0,1 mln PB
Bufor do mycia 2 (50 mL)
Wymieszaj 0,5 ml normalnej surowicy koziej (całkowita stężenie: 1 %)
49,5 ml 0,1 mln PB

Tabela 2: Przeciwciała użyte w tym protokole.

Przeciwciała pierwszorzędowe
Skierowane przeciwkoGatunki żywicielskieRYDkoncentracja
MoverkrólikAB_108042851:1000
Synaptofizynaświnka morskaAB_12103821:1000
Przeciwciała drugorzędowe
Docelowe gatunki zwierzątGatunki żywicielskieFluoroforkoncentracja
królikosiołAlexaFluor 6471:1000
świnka morskakozaAlexaFluor 4881:1000

Tabela 3: Przykład postępowania z danymi.

TGL TGL TGL zł
Półkula
Półkula #Średnia intensywność fluorescencji Synaptofizyna (A.U.)Średnia intensywność fluorescencji Mover (A.U.)Stosunek Mover/Synaptophysin
1
2
3
4
5
6
29.134
31.008
38.641
30.775
21.658
Z dnia 27 kwietnia 277
22.810
24.046
29.324
25.444
18.091
23 364
=C3/B3 0,783
=C4/B4 0,775
=C5/B5 0,759
=C6/B6 0,827
=C7/B7 0,835
=C8/B8 0,857
Hipokamp
Półkula #Średnia intensywność fluorescencji Synaptofizyna (A.U.)Średnia intensywność fluorescencji Mover (A.U.)Stosunek Mover/SynaptophysinStosunek do półkuliWzględna liczebność przeprowadzek (%)
1
2
3
4
5
6
35.26
33.955
41.231
39.853
30.129
28.737
29.889
27.825
31.978
31.787
27.817
Z dnia 25 861
=C11/B11 0,848
=C12/B12 0,819
=C13/B13 0,776
=C14/B14 0,798
=C15/B15 0,923
=C16/B16 0,900
=D11/D3 1,083
=D12/D4 1,057
=D13/D5 1,022
=D14/D6 0,965
=D15/D7 1,105
=D16/D8 1,051
=(E11-1)*100 8.269
=(E12-1)*100 5.673
=(E13-1)*100 2.200
=(E14-1)*100 -3.528
=(E15-1)*100 10.530
=(E16-1)*100 5.064

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
Probówki reakcyjne 1,5 mlEppendorf30120094
50 ml probówek reakcyjnychGreiner Bio-One227261
Multiwell 24 dołkiFisher NaukowyNumer katalogowy: 087721H
Pipeta plastikowa (jednorazowa)Sarstedt8 61 176
Pipeta 1000 mlRainin17014382
Pipeta 2 mlEppendorf3123000012
Geniusz wiru 3Międzynarodowa3340001
Szkiełka mikroskopowe MenzelFisher Naukowy10144633CF
StereoskopKsięga Leica
Zobacz materiał LSM800ZeissMikroskop konfokalny
PBS (10x)Roche11666789001
Tka tkankowaSakura SakuraNumer katalogowy: 4583Paź
Na2HPO4BioFroxxNumer katalogowy: 5155KG001
NaH2PO4Merck1,06,34,60,500
normalna kozia surowicaMerck MilliporeS26-100ML
normalna surowica osłaMerckS30-100ML
Tryton X-100Merck1,08,60,31,000
królik anty-MoverUkłady synaptyczneRRID: AB_10804285
Anty-synaptofizyna świnki morskiejUkłady synaptyczneRRID: AB_1210382
osioł anty-królik AF647Jackson ImmunoResearch (badania immunologiczne Jacksona)RRID: AB_2492288
kozioł anty-myszy AF488Jackson ImmunoResearch (badania immunologiczne Jacksona)RRID: AB_2337438
Mowiol4-88Calbiochem (Elektrownia Jądrowa)475904
Oprogramowanie ZEN2 blueZeissOprogramowanie do mikroskopii
FidżiObrazJOprogramowanie analityczne
Program Microsoft ExcelFirmy Microsoft
powiedział: powiedział: osób powiedział: analiza ryzyka (IKA) powiedział: powiedział:

Tagi

Barwienie immunofluorescencyjnemikroskopia konfokalnaintensywność fluorescencjiprzeciwciała pierwotneprzeciwciała wtórnekontrastowanie jąder komórkowychprzygotowanie skrawków mózguanaliza obrazu Fiji