RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
pl_PL
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Prezentujemy protokoły izolacji struktur 3D jelit z organoidów in vivo i in vitro w macierzy podstawnej, a także szczegółowo opisujemy różne protokoły utrwalania i barwienia zoptymalizowane pod kątem znakowania immunologicznego białek mikrotubulowych, centrosomalnych i łączących, a także markerów komórkowych, w tym białka komórek macierzystych Lgr5.
Pojawienie się organoidów 3D in vitro, które naśladują architekturę i morfogenezę tkanek in vivo, znacznie zwiększyło możliwości badania kluczowych zagadnień biologicznych w biologii komórkowej i rozwojowej. Ponadto organoidy w połączeniu z najnowszymi osiągnięciami technicznymi w zakresie edycji genów i dostarczania genów wirusowych mogą przyczynić się do postępu w badaniach medycznych i opracowywaniu nowych leków stosowanych w leczeniu chorób. Organoidy hodowane in vitro w macierzy podstawowej zapewniają potężne systemy modelowe do badania zachowania i funkcji różnych białek i dobrze nadają się do obrazowania na żywo białek znakowanych fluorescencyjnie. Jednak ustalenie ekspresji i lokalizacji endogennych białek w tkance ex vivo i organoidach in vitro jest ważne dla weryfikacji zachowania znakowanych białek. W tym celu opracowaliśmy i zmodyfikowaliśmy protokoły izolacji, utrwalania i znakowania immunologicznego tkanek do lokalizacji mikrotubul, białek centrosomalnych i powiązanych białek w tkance jelitowej ex vivo oraz w organoidach jelitowych in vitro. Celem było, aby utrwalacz zachował architekturę 3D organoidów/tkanki, zachowując jednocześnie antygenowość przeciwciał i umożliwiając dobrą penetrację i usuwanie utrwalacza i przeciwciał. Wystawienie na działanie zimna depolimeryzuje wszystkie mikrotubule z wyjątkiem stabilnych, co było kluczowym czynnikiem przy modyfikowaniu różnych protokołów. Stwierdziliśmy, że zwiększenie stężenia kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA) z 3 mM do 30 mM dało skuteczne oderwanie kosmków i krypt w jelicie cienkim, podczas gdy 3 mM EDTA było wystarczające dla krypt okrężnicy. Opracowany protokół wiązania formaldehydu/metanolu zapewnił bardzo dobrą konserwację strukturalną, zachowując jednocześnie antygenowość w celu skutecznego znakowania mikrotubul, aktyny i białek wiążących koniec (EB). Działało to również w przypadku białka centrosomalnego nineiny, chociaż protokół metanolowy działał bardziej konsekwentnie. Ustaliliśmy ponadto, że utrwalenie i znakowanie immunologiczne mikrotubul i powiązanych białek można osiągnąć za pomocą organoidów wyizolowanych z macierzy podstawnej lub pozostających w niej.
Tworzenie nabłonka o polaryzacji apico-bazalnej jest podstawowym procesem rozwoju i obejmuje radykalną reorganizację mikrotubul i białek centrosomalnych. Promieniowa matryca mikrotubul wychodząca z centralnie umieszczonego centrosomalnego centrum organizowania mikrotubul (MTOC) jest widoczna w wielu komórkach zwierzęcych i dobrze nadaje się do stosunkowo płaskich komórek. Natomiast komórki nabłonka walcowatego, takie jak komórki jelita, gromadzą niepromieniowe transkomórkowe układy mikrotubul, które lepiej wspierają kształt i wyspecjalizowane funkcje tych komórek. Ta radykalna reorganizacja mikrotubul jest osiągana poprzez przemieszczanie się centrosomu do wierzchołka i tworzenie wierzchołkowych niecentrosomalnych MTOC (n-MTOCs), które stają się odpowiedzialne za zakotwiczenie transkomórkowych mikrotubul1,2,3,4,5.
Duża część naszej wiedzy na temat różnicowania nabłonka i związanej z tym reorganizacji mikrotubul pochodzi z badań warstw komórkowych 2D in vitro, które nie wykazują architektury tkankowej in vivo. Rozwój 3D kultur organoidowych in vitro, zapoczątkowany przez Cleversa i współpracowników6, stanowi duży postęp technologiczny, ponieważ naśladują one architekturę i rozwój in vivo. Hierarchia różnicowania nabłonka jest widoczna w jelicie; Komórki macierzyste na dnie krypt powodują powstawanie niedojrzałych komórek amplifikujących tranzyt, które namnażają się i stopniowo różnicują podczas migracji w górę krypty na kosmki jelita cienkiego lub powierzchnię okrężnicy, gdzie stają się w pełni zróżnicowane przed wydaleniem do lumen7. Co ważne, jest to replikowane w organoidach jelitowych, w których komórki z niszy komórek macierzystych namnażają się, tworząc torbiele, które następnie generują pąki przypominające krypty z komórkami macierzystymi na dole i różnicowaniem stopniowo postępującym w kierunku obszaru torbieli, który staje się podobny do kosmków8. Organoid jelitowy stanowi zatem potężny model do badania nie tylko mikrotubul i reorganizacji centrosomalnej podczas różnicowania nabłonka, ale także wielu innych białek, a także stanowi idealną platformę do badań przesiewowych leków i związków spożywczych o potencjalnych korzyściach terapeutycznych9,10.
Organoidy dobrze nadają się do obrazowania na żywo białek znakowanych fluorescencyjnie, a zarówno organoidy typu knock-in, jak i knock-out mogą być generowane za pomocą edycji genów CRISPR/Cas911,12. Jednak ustalenie ekspresji i lokalizacji endogennych białek, które mają być badane, jest ważne, zwłaszcza w celu zweryfikowania zachowania oznakowanych białek. Znakowanie immunologiczne organoidów 3D hodowanych w macierzy podstawowej lub tkance izolowanej ex vivo jest bardziej złożone niż komórki hodowane na szalkach hodowlanych w 2D. Protokół utrwalania musi zachować delikatną architekturę 3D organoidów, jednocześnie zachowując antygenowość przeciwciał (tj. epitopy do wiązania przeciwciał). Na przykład 4% paraformaldehyd (PFA) jest powszechnie stosowany jako utrwalacz, ale chociaż jest to stosunkowo szybko działający utrwalacz i zapewnia dobre zachowanie morfologiczne, z naszego doświadczenia wynika, że często powoduje utratę antygenowości i nie jest odpowiedni dla wielu przeciwciał centrosomalnych. Należy również wziąć pod uwagę zdolność utrwalacza i przeciwciał do przenikania do struktur i tkanek 3D. W tym celu zmodyfikowaliśmy i opracowaliśmy protokoły izolacji tkanek i pośredniego znakowania immunologicznego organoidów 3D in vitro i izolowanej ex vivo tkanki jelitowej. Opisujemy, jak wyizolować krypty i kosmki jelita cienkiego oraz tkankę okrężnicy, a także dołączamy protokół izolacji organoidów 3D jako alternatywę dla utrwalania i znakowania immunologicznego w macierzy podstawnej. Przedstawiamy trzy alternatywne protokoły utrwalania do znakowania immunologicznego mikrotubul i białek centrosomalnych, takich jak nineina oraz białka śledzące plus-end mikrotubul (+TIP), takie jak białka EB i CLIP-170 (patrz również referencje8,13). Omawiamy również zalety i wady związane z każdym protokołem.
Wszystkie opisane tutaj metody zostały wykonane zgodnie z wytycznymi Uniwersytetu Wschodniej Anglii dotyczącymi licencji instytucjonalnych.
1. Izolacja tkanki jelitowej
2. Izolacja organoidów jelitowych z kopuł macierzy podłoża w płytkach 24-dołkowych
UWAGA: Powstawanie organoidów w kopułach macierzy piwnicznych zostało opisane gdzie indziej12.
3. Utrwalenie izolowanej tkanki jelitowej i organoidów
4. Krok blokujący
5. Inkubacja przeciwciał pierwotnych
6. Inkubacja przeciwciał wtórnych
7. Plama jądrowa
8. Montaż odizolowanych krypt, Villi i organoidów
9. Utrwalanie i znakowanie immunologiczne organoidów w macierzy podłoża
UWAGA: Organoidy przeznaczone do utrwalenia i immunoznakowania, pozostając w macierzy podstawowej, zostały wygenerowane w kopułach matrycy piwnicznej na okrągłych szklanych szkiełkach nakrywkowych w 24-dołkowej płytce (jedna kopuła na studzienkę). Organoidowe kopuły macierzy podłoża poddano obróbce w 24-dołkowej płytce poprzez dodawanie i usuwanie różnych roztworów.
Izolacja tkanki jelitowej do immunoznakowania
Opisane protokoły izolacji tkanek dla okrężnicy i jelita cienkiego zostały zoptymalizowane pod kątem zachowania i znakowania immunologicznego mikrotubul i powiązanych białek, ale nie pod kątem żywotności komórek macierzystych i generowania organoidów (Rysunek 1 i Tabela 1). Celem było wygenerowanie frakcji krypt i kosmków, które byłyby tak czyste (pozbawione śluzu i innych tkanek), jak to tylko możliwe, przy jednoczesnym zminimalizowaniu ekspozycji na EDTA i zimno, aby zachować strukturę i zapobiec depolimeryzacji mikrotubul lodowatymi roztworami, które indukują depolimeryzację wszystkich mikrotubul z wyjątkiem stabilnych. Rysunek 2 pokazuje przykłady obrazów frakcji 2 i 3 z izolowanej tkanki jelita cienkiego, przy czym frakcja 2 zawiera mieszaninę zarówno kosmków, jak i krypt (Rysunek 2A, B), podczas gdy frakcja 3 zawiera głównie krypty (Rysunek 2C, D).
Utrwalenie i znakowanie immunologiczne izolowanej tkanki jelitowej
Poszczególne lub połączone frakcje zostały następnie przetworzone w celu utrwalenia i znakowane immunologicznie przez szereg etapów, w tym utrwalanie, detergent, blokowanie, przeciwciała i roztwory myjące, przed ponownym zawieszeniem końcowej osadki kosmków / krypt w podłożu montażowym, przeniesieniem na szkiełka i pokryciem szklanymi szkiełkami nakrywkowymi. Krypty i kosmki zostały następnie zobrazowane pod mikroskopem konfokalnym.
Dobre zachowanie i oznakowanie mikrotubul i aktyny zarówno w kosmkach, jak i kryptach zostało osiągnięte dzięki następującym działaniom: połączenie wiązania formaldehydu/metanolu w temperaturze -20 °C, wielokrotne mycie w PBS zawierającym 0,1% detergentu i 1% surowicy oraz blokowanie w PBS 0,1% detergentu i 10% surowicy, a następnie całonocna inkubacja w temperaturze 4 °C w przeciwciałach pierwotnych, a następnie 2 godziny w przeciwciałach drugorzędowych w temperaturze pokojowej (Rysunek 3). Utrwalanie formaldehydu/metanolu działało również dobrze w przypadku etykietowania +TIPs, takich jak EBs i CLIP-170 w izolowanych kryptach i kosmkach (Rysunek 4). Nagromadzenie EB3 na dodatnim końcu mikrotubul (znanych jako komety) było widoczne w kryptach (Rysunek 4A), podczas gdy asocjację wzdłuż sieci stabilnych mikrotubul można było zaobserwować w próbkach kosmków (Rysunek 4C). Wyraźna lokalizacja CLIP-170 i p150Glued (podjednostka dynaktyny) była wyraźnie widoczna w wierzchołkowych n-MTOC w izolowanych kosmkach (Figura 4B). Fiksacja protokołem formaldehyd/metanol nie działała konsekwentnie w przypadku lokalizacji nineiny w izolowanej tkance jelitowej przy użyciu naszego przeciwciała Pep3 przeciwko mysiej dzienionce. Jednak wiązanie metanolu w temperaturze -20 °C, a następnie te same roztwory myjące i blokujące, co w przypadku formaldehydu/metanolu, dało bardzo dobrą lokalizację nineiny w izolowanych kryptach i kosmkach (Rysunek 5; odniesienie8). Co ciekawe, podczas gdy nineina jest skoncentrowana w wierzchołkowych centrosomach, pewna akumulacja u podstawy komórki była widoczna w niektórych komórkach w izolowanych kryptach (Ryc. 5). To, czy jest to spowodowane niespecyficznym oznakowaniem, czy też konsekwencją procedury izolacji, która opóźnia utrwalenie (a tym samym wpływa na konserwację), będzie wymagało dalszych badań. Jednak utrwalone metanolem (-20 °C) skriostaty kosmków (patrz Rysunek 3bi in8) również ujawniły dziewiątkę u podstawy komórki w niektórych komórkach, co sugeruje, że dziewinina może również wiązać się z podstawową populacją mikrotubul.
Utrwalanie i znakowanie immunologiczne organoidów wyizolowanych z macierzy podstawowej
Organoidy jelita cienkiego zostały wygenerowane i hodowane w macierzy podstawowej przez trzy tygodnie lub dłużej (Rysunek 6A; odniesienie6,15). Zimny (4 °C) roztwór do odzyskiwania komórek użyto do wyizolowania organoidów z macierzy podstawowej. Zdepolimeryzowany roztwór macierzy podstawowej z organoidami przeniesiono do probówek i odwirowano przed utrwaleniem i immunoznakowaniem. W ten sposób uzyskano bardzo czyste preparaty i umożliwiono dobry dostęp do organoidów dla różnych roztworów. Zróżnicowane komórki w domenach biopsów organoidowych zawierają stabilne mikrotubule wierzchołkowo-podstawne; te dobrze oznaczone w większości przypadków (Rysunek 6B, C) i EB1 można było również zobaczyć wzdłuż siatki mikrotubul (Rysunek 6E; odniesienie13). Jednak roztwór do odzyskiwania zimnych komórek może spowodować depolimeryzację dynamicznych mikrotubul, co było widoczne w niektórych próbkach przez brak komet EB1 (które wiążą się z dodatnim końcem rosnących mikrotubul) w podstawowych domenach krypty (Figura 6F). W innych próbkach zachowały się astralne (dynamiczne) mikrotubule (Ryc. 6D). Izolacja organoidów przed utrwaleniem i znakowaniem immunologicznym działała również w przypadku białek połączeniowych, nineiny, CLIP-170 i markerów komórkowych, takich jak mucyna dla komórek kubkowych i chromogranina A dla komórek enteroendokrynnych.
Utrwalanie i znakowanie immunologiczne organoidów w macierzy podstawy
Rycina 7 przedstawia organoid w stadium torbieli (A-C) i we wczesnym stadium rozwoju krypty (D), oba utrwalone w formaldehydzie/metanolu i znakowane immunologicznie dla mikrotubul i dziewiątki. Widoczne było dobre zachowanie i znakowanie mikrotubul, a także znakowanie dla nineiny przy wierzchołkowych n-MTOC. Rysunek 8A, B pokazuje domenę kryptograficzną w organoidzie dnia 6 utrwaloną za pomocą protokołu metanolu i oznaczoną dla mikrotubul i EB1. Dobre zachowanie mikrotubul i komet EB1 było oczywiste, co sugeruje zachowanie dynamicznych mikrotubul
Organoidy zostały również utrwalone i znakowane immunologicznie, pozostając w macierzy podstawowej. Wadą tej procedury może być słaba penetracja utrwalacza i uwięzienie przeciwciał w macierzy podstawowej (Figura 8B), chociaż w obu przypadkach rzadziej, gdy 0,1% detergent był zawarty w roztworach utrwalających i/lub myjących. Ponadto 4% PFA nie konserwowało dobrze matrycy podstawowej, ale powodowało jej rozpuszczenie, chociaż było to mniejsze w przypadku 1% PFA. Z drugiej strony utrwalanie metanolu czasami powodowało zapadanie się organoidów.
Znakowanie niektórymi przeciwciałami, takimi jak przeciwko markerowi komórek macierzystych Lgr5 i markerowi komórek Panetha CD24, okazało się nieskuteczne w przypadku protokołów 4% PFA, metanolu lub formaldehydu/metanolu. Jednak utrwalenie organoidów w matrycy podłoża za pomocą 1% PFA w PBS z 0,1% detergentem w temperaturze pokojowej spowodowało oznakowanie zarówno dla Lgr5, jak i CD24 (Rysunek 9).

Rycina 1: Izolacja kosmków i krypt jelita cienkiego. Schemat przepływu kluczowych etapów izolacji kosmków jelita cienkiego i krypty przed utrwaleniem i immunoznakowaniem. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 2: Izolowane kosmki i krypty z jelita cienkiego myszy. Obrazy mikroskopowe w jasnym polu frakcji jelitowych pokazujące kosmki (duże strzałki) i krypty (małe strzałki). (A, B) Frakcja 2 zawiera mieszaninę kosmków i krypt, a zachowanie morfologii na kosmkach i krypcie jest widoczne w B. (C, D) Frakcja 3 pokazuje izolację krypt i brak kosmków i nienaruszonych krypt, w tym rozwidlonej krypty w C. Podziałka = 500 μm (A, C); 100 μm (B, D). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 3: Wyizolowane kosmki i krypta jelita cienkiego utrwalone w formaldehydzie/metanolu i znakowane immunologicznie dla mikrotubul i aktyny. (A) Schemat nabłonka kosmków i krypty z zaznaczonymi różnymi typami komórek. Wyróżnione pola wskazują reprezentatywne regiony przedstawione na obrazach B i C. (B, C) Konfokalne przekroje optyczne przez część kosmków (B) i krypty podstawy (C) wyizolowane z jelita cienkiego za pomocą 30 mM EDTA i utrwalone w formaldehydzie/metanolu, przemyte w PBS zawierającym 1% surowicy koziej i 0,1% detergentu, zablokowane w PBS zawierającym 10% surowicy koziej i 0,1% detergentu i oznaczone dla mikrotubul przeciwciałem monoklonalnym antytubuliną szczura (zielony) i dla aktyny poliklonalnym przeciwciałem anty-β-aktyny królika (czerwony). Dobrze zachowane wiązki mikrotubul wierzchołkowo-podstawnych są widoczne zarówno w kosmkach, jak i komórkach kryptowych, a aktynę można zobaczyć skoncentrowaną w obszarze wierzchołkowym skierowanym w stronę światła (strzałka). Podziałka = 5 μm. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 4: Izolowana krypta i kosmki jelita cienkiego utrwalone w formaldehydzie/metanolu i znakowane immunologicznie dla mikrotubul, EB3,p150 Glued i CLIP-170. Konfokalne przekroje optyczne okolic krypty i kosmków wyizolowane z jelita cienkiego za pomocą 30 mM EDTA i utrwalone w formaldehydzie/metanolu, przemyte w PBS zawierającym 10% surowicy koziej i 0,1% detergentu, zablokowane w PBS zawierającym 10% surowicy koziej i 0,1% detergentu i znakowane immunologicznie. (A) Krypta znakowana króliczym poliklonalnym przeciwciałem α-tubuliny (czerwonym) i przeciwciałem monoklonalnym EB3KT36 szczura (zielonym) oraz barwiona pod kątem DNA DAPI (niebieskim) wykazującym mikrotubule apiko-podstawne i komety EB3. Odwrócony obraz jednokanałowy wyraźnie pokazuje komety EB3 w podstawowych komórkach krypty, co sugeruje dobre zachowanie dynamicznych i stabilnych mikrotubul. (B) Komórki nabłonkowe kosmków znakowane króliczym poliklonalnym przeciwciałem CLIP-170 (czerwony, patrz również odniesienie16) i mysim monoklonalnym przeciwciałemklejonym p150 (zielonym) wykazującym kolokalizację wierzchołkową. Odwrócone obrazy jednokanałowe są pokazane poniżej. (C) Komórki kosmków znakowane króliczym poliklonalnym przeciwciałem α-tubuliny (czerwonym) i szczurzym przeciwciałem monoklonalnym EB3-KT36 (zielonym) i wybarwione pod kątem DNA za pomocą DAPI (niebieski) wykazujące mikrotubule apiko-podstawne z EB3 wzdłuż sieci. Asocjacja sieci EB3 jest zaznaczona na powiększonym obrazie, podczas gdy odwrócony obraz jednokanałowy sugeruje zarówno komety EB3, jak i asocjację sieci. Podziałka skali = 5 μm. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 5: Izolowana krypta jelita grubego utrwalona w metanolu, znakowana immunologicznie dla dziewininy i E-kadheryny oraz wybarwiona DAPI. Konfokalny przekrój optyczny obszaru podstawnego i wzmacniającego tranzyt krypty wyizolowanej z okrężnicy za pomocą 3 mM EDTA i utrwalonej w metanolu, przemytej w PBS zawierającej 1% surowicy koziej i 0,1% detergentu oraz zablokowanej w PBS zawierającej 10% surowicy koziej i 0,1% detergentu. Krypta została oznaczona króliczymi przeciwciałami poliklonalnymi dziewięcioinowymi (Pep3, patrz także odniesienie8, czerwony) i mysim przeciwciałem monoklonalnym E-kadheryny (zielony) i wybarwiony DAPI (niebieski). Odwrócony obraz jednokanałowy pokazuje tylko dziewięć cali. Obraz przedstawia dobrze zachowaną kryptę z E-kadheryną odsłaniającą zarys poszczególnych komórek i dziewiątką skoncentrowaną w wierzchołkowych centrosomach. Sugeruje dobrą penetrację utrwalacza i przeciwciał oraz zachowanie antygenowości. Podziałka = 5 μm. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 6: Rozwój, utrwalanie i znakowanie immunologiczne wyizolowanych organoidów. (A) Obrazy z kontrastem fazowym przedstawiające różne etapy rozwoju organoidów, od agregatów komórkowych do torbieli z inicjacją pąków i w pełni uformowanymi organoidami z domenami krypty i kosmków. (B-F) Konfokalne przekroje optyczne przez organoidy wyizolowane z macierzy podstawowej przy użyciu roztworu do odzyskiwania komórek w temperaturze 4 °C (10 min), a następnie utrwalenie formaldehydu/metanolu, przemycie w PBS zawierającym 10% surowicy koziej i 0,1% detergentu, blokowanie w PBS zawierającym 10% surowicy koziej i 0,1% detergentu oraz znakowanie immunologiczne mikrotubul, β-kateniny i EB1. (B) Torbiel organoidalna znakowana mikrotubulami (niebieska) i β-katenina (czerwona), ujawniająca dobre zachowanie i znakowanie mikrotubul w większości komórek. (C) Wyraźne mikrotubule wierzchołkowo-podstawne są widoczne w tych powiększonych komórkach nabłonka z torbieli organoidowej. (D) Dzielące się komórki oznaczone mikrotubulami pokazującymi wrzeciona, w tym mikrotubule astralne (dynamiczne) (strzałka). (E, F) Regiony organoidów domeny biomkowej (E) i domeny krypty (F) wykazują pewne znakowanie EB1 wzdłuż siatki stabilnych mikrotubul, zwłaszcza w kosmkach, podczas gdy bardzo niewiele komet EB1 jest widocznych nawet w krypcie podstawy, co sugeruje, że dynamiczne mikrotubule nie zostały zachowane. Podziałka = 20 μm (A); 2 μm (D); 5 μm (B, C, E-F). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 7: Organoidy utrwalone w macierzy podstawowej w formaldehydzie/metanolu i znakowane immunologicznie dla mikrotubul i dziewiątki. Konfokalne przekroje optyczne organoidów utrwalone w formaldehydzie/metanolu, przemyte i zablokowane w PBS zawierającym 10% koziej surowicy i 0,1% detergentu i znakowane pozostając w macierzy podstawowej. (A-C) Torbiel organoidalna oznaczona dla mikrotubul (zielona) i dziewiątki (Pep3; odniesienie8, czerwona) i wybarwiona DAPI (niebieska) pokazująca scalony obraz w A i odwrócone obrazy jednokanałowe dla mikrotubul (B) i dziewiątki (C). Obrazy pokazują mikrotubule wierzchołkowo-podstawne i wierzchołkową lokalizację dziewiątki, co sugeruje bardzo dobre zachowanie strukturalne organoidu i penetrację przeciwciał, a także usuwanie niezwiązanych przeciwciał. (D, E) Organoid z rozwijającą się kryptą utrwaloną i oznaczoną jak powyżej i ponownie wykazujący doskonałe zachowanie strukturalne, znakowanie i usuwanie przeciwciał. Wyraźne mikrotubule wierzchołkowo-podstawne i wierzchołkowa lokalizacja n-MTOC ninein są widoczne i uwydatnione na powiększonym obrazie (E) obszaru pudełkowego w D. Podziałka liniowa = 10 μm (A-D); 5 μm (E). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 8: Organoidy utrwalone w macierzy podstawowej w metanolu i znakowane immunologicznie dla mikrotubul i EB1. Konfokalne przekroje optyczne organoidów utrwalone w metanolu, przemyte i zablokowane w PBS zawierającym 10% surowicy koziej i 0,1% detergentu i znakowane, pozostając w matrycy podstawowej. (A) Domena torbieli z w pełni rozwiniętego organoidu znakowanego króliczą poliklonalną α-tubuliną (czerwoną) i mysimi przeciwciałami monoklonalnymi EB1 (zielonymi) wykazującymi mikrotubule apiko-podstawne, wrzeciona (strzałka) w dwóch dzielących się komórkach i odrębne komety EB1. Widoczne jest pewne wychwytywanie niezwiązanych przeciwciał EB1. Obserwuje się jednak dobre zachowanie strukturalne i oznakowanie mikrotubul i EB1. Obecność komet EB1 sugeruje, że zachowały się dynamiczne mikrotubule (A, odwrócone). (B) Odwrócony obraz regionu torbieli organoidowej pokazujący znakowanie przeciwciałami α-tubuliny ze znacznymi przeciwciałami uwięzionymi w otaczającej macierzy podstawnej (strzałka). Podziałka = 5 μm. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 9: Organoidy utrwalone w macierzy podstawowej w 1% PFA i znakowane immunologicznie dla Lgr5 i CD24. Konfokalne przekroje optyczne organoidów utrwalone w matrycy podstawnej w 1% PFA w PBS zawierającym 0,1% detergentu, przemyte w PBS z 1% kozimi surowicą i 0,1% detergentem i znakowane przeciwciałami przeciwko Lgr5 i CD24. (A, B) Wnęka komórek macierzystych w domenie krypty pokazująca komórki Panetha dodatnie dla CD24 (czerwony). Obrazy konfokalne i kontrast fazowy zostały scalone w A. B pokazuje pojedynczy kanał etykietowania CD24. (C) Region komórek macierzystych w domenie krypty wykazujący komórkę macierzystą Lrg5 dodatnią. Podziałka = 10 μm. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Tabela 1: Kalendarium izolacji i utrwalenia krypty i kosmków jelita cienkiego. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
Autorzy deklarują brak sprzecznych interesów finansowych.
Prezentujemy protokoły izolacji struktur 3D jelit z organoidów in vivo i in vitro w macierzy podstawnej, a także szczegółowo opisujemy różne protokoły utrwalania i barwienia zoptymalizowane pod kątem znakowania immunologicznego białek mikrotubulowych, centrosomalnych i łączących, a także markerów komórkowych, w tym białka komórek macierzystych Lgr5.
Autorzy dziękują Paulowi Thomasowi za porady i pomoc w zakresie mikroskopu. Prace te były wspierane przez BBSRC (grant nr. BB/J009040/1 do M.M.M. i T.W.).
| Dulbecco' s Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) | Sigma | D8537-500ML | mycie i |
| roztwór do odzyskiwania komórek | PFACorning | 354253 | izolować organoidy |
| probówki do mikrowirówek lobind | Eppendorf | 30108116 | zapobiegać przywieraniu komórek |
| 0,5 M roztwór EDTA, pH 8,0 | Sigma | 03690-100ML | Izolacja krypty |
| 70 μ m sitko komórkowe | Fisher Scientific 11517532 | Izoluj krypty z kosmków | |
| Triton X-100 | Sigma | T8787 | detergentowa |
| surowica kozia | Sigma | G6767 | Środek blokujący |
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) | Sigma | stosowana jako środek nieprzywierający | |
| Paraformaldehyd, 4% w | utrwalaczu | ||
| PBS Alfa Aesar J61899Roztwór formaldehydu (36,5– 38% w H2O) | Sigma | F8775 | stosowany jako utrwalacz |
| Metanol 99,9% klasy analitycznej | Fisher | M/4000/17 | stosowany jako utrwalacz |
| Mysz MaxFluor na myszy Zestaw do wykrywania immunofluorescencji | Maxvision Biosciences | MF01-S | ; w celu zmniejszenia niespecyficznego znakowania |
| Rotator SB2 lub SB3 | Stuart | rotator probówki mikrowirówki | |
| Pobieranie antygenu | cytrynianu | sodu | |
| Hydromount | National Diagnostics | HS-106 | mocowanie |
| DABCO - 1,4-diazabicyklo[2.2.2]oktanowy | środek zapobiegający blaknięciu | Sigma | D27802 |
| Trwały dodatnio naładowany, wstępnie umyty, 90 stopni szlifowane krawędzie | Przejrzystość | Szkiełka | N / C366 |
| Szkiełko nakrywkowe - grubość nr 1, 22 x 50 mm | Klarowność | NQS13/2250 | szkiełka nakrywkowe |
| Matrigel | Corning | 356231 | Matryca podstawowa do hodowli organoidów 3D |
| Probówki stożkowe 50 ml | Sarstedt | 62.547.254 | do przetwarzania tkanek/organoidów |
| Probówki stożkowe 15 ml | Sarstedt | 62.554.502 | do przetwarzania tkanek/organoidów |
| 1,5 ml Probówki LoBind | Eppendorf | 30108051 | dla izolowanych organoidów |
| Mysie przeciwciało monoklonalne anty-E-kadheryny | BD Biosciences | 610181 | przeciwciało pierwszorzędowe 1:500 |
| Przeciwciało monoklonalne antytubuliny YL1/2 szczura | Przeciwciało pierwszorzędowe | Abcam | ab6160 | 1:100
| Przeciwciało alfa-tubuliny królika | Abcam | ab15246 | przeciwciało pierwszorzędowe 1:100 |
| Przeciwciało anty-beta-aktyny królika | Abcam | ab8227 | przeciwciało pierwszorzędowe 1:100 |
| Przeciwciało monoklonalne anty-p150 Szczur | Przeciwciało pierwszorzędowe | BD Bioscience | 610473/4 | 1:100
| Przeciwciało monoklonalne EB3KT36 szczura | Przeciwciało pierwszorzędowe | Abcam | ab53360 | 1:200
| Mysie przeciwciało monoklonalne EB1 | Przeciwciało pierwszorzędowe | 610535 Bioscience | 1:200|
| Przeciwciało królika anty-Lgr5 | Abgent | AP2745d | przeciwciało pierwszorzędowe 1:100 |
| Dylight anty-szczur 488 | Jackson | 112545167 | przeciwciało seconday 1:400 |
| Dylight anti-mouse 488 | Jackson | ST115545166 | seconday przeciwciało 1:400 |
| Dylight anti-rabbit 647 | Jackson | 111605144 | seconday przeciwciało 1:400 |