$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Wizualizacja pojedynczych neuronów w próbkach tkanek pozwala na analizę in situ cech morfologicznych neuronów, co znacznie poszerzyło nasze zrozumienie mózgu i tego, jak mogą na niego wpływać choroby endogenne lub egzogenne czynniki środowiskowe. Metoda barwienia Golgiego-Coxa jest opłacalnym, stosunkowo prostym sposobem barwienia losowej próbki neuronów w mózgu. Po raz pierwszy opracowana przez Golgi1 i zmodyfikowana przez Cox2 w 1800 roku, naukowcy udoskonalili tę technikę na przestrzeni lat, aby uzyskać wyraźne, dobrze wybarwione neurony, które można wykorzystać do wizualizacji i ilościowego określenia zarówno morfologii drzew dendrytycznych, jak i gęstości kręgosłupa3,4,5,6,7,8,9.
Głównym technicznym czynnikiem dla wizualizacji zabarwionych neuronów w sekcjach mózgu jest maksymalna grubość warstwy, która jest ograniczona przez odległość roboczą dostępnych obiektywów mikroskopowych o dużym powiększeniu/wysokiej rozdzielczości. Typowe obiektywy olejowe w zakresie 60 - 100X zapewniają doskonałą rozdzielczość, ale są ograniczone przez odległości robocze, które zwykle nie są większe niż 200 μm. Wycinki mózgu wycięte w zakresie 200 μm mogą być wystarczające do wizualizacji pewnych typów neuronów, które mogą być zawarte w tym wycinku, na przykład neurony piramidowe w płytkich warstwach kory mózgowej10,11,12, neurony piramidowe w regionie CA1 hipokampa13,14 oraz komórki ziarniste w zakręcie zębatym hipokampa15. Neurony ze stosunkowo dłuższymi drzewami dendrytycznymi, takimi jak neurony piramidalne w głębokich warstwach kory mózgowej, które dla myszy mogą rozciągać się na więcej niż 800 μm od ciała komórki16, stanowią większe wyzwanie, ponieważ mózgi musiałyby być podzielone pod idealnym kątem, aby pomieścić całe drzewo dendrytowe w warstwach 200 μm. Może to nie być nawet wykonalne, jeśli dendryt lub którakolwiek z jego gałęzi rozciąga się w kierunku rostralnym lub ogonowym. Chociaż możliwe jest rozwiązanie tego ograniczenia poprzez śledzenie neuronu w wielu sąsiednich sekcjach mózgu, takie podejście wprowadza poważne wyzwanie techniczne w dokładnym dopasowaniu sekcji do śledzenia17. Bardziej praktycznym podejściem byłaby wizualizacja całych neuronów zawartych w sekcjach mózgu, które są cięte na większą grubość.
Przedstawiamy tutaj technikę barwienia neuronów w obrębie 400 - 500 μm grubych odcinków mózgu myszy za pomocą metody Golgiego-Coxa oraz wizualizacji ich morfologii za pomocą obiektywu o wysokiej rozdzielczości z olejem silikonowym, który ma odległość roboczą 800 μm. Protokół impregnacji i przetwarzania Golgiego-Coxa, który opisujemy, jest zmodyfikowany w stosunku do jednego z najczęściej cytowanych współczesnych protokołów w literaturze6. Nasze podejście z grubymi sekcjami mózgu ma tę zaletę, że zwiększa prawdopodobieństwo zidentyfikowania neuronów dowolnego typu, które są w pełni zawarte w sekcji. Oprócz głównego protokołu przedstawiamy również dwie odmiany, które zapewniają wyjątkowe korzyści: (1) barwienie Golgiego-Coxa za pomocą fioletu krezylowego na powierzchni zamontowanych sekcji, w celu określenia granic regionów mózgu i identyfikacji warstw kory mózgowej, oraz (2) barwienie Golgiego-Coxa z pośrednim etapem zamrażania w celu długotrwałego przechowywania zaimpregnowanych całych mózgów przed sekcją i ostatecznym przetwarzaniem.