Locus coeruleus to małe skupisko neuronów biorących udział w różnych procesach fizjologicznych. W tym miejscu opisujemy protokół przygotowania wycinków mózgu myszy do badań białek i metali w tym jądrze.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Locus coeruleus to małe skupisko neuronów biorących udział w różnych procesach fizjologicznych. W tym miejscu opisujemy protokół przygotowania wycinków mózgu myszy do badań białek i metali w tym jądrze.
Locus coeruleus (LC) jest głównym ośrodkiem neuronów produkujących noradrenalinę, które modulują szereg funkcji fizjologicznych. Strukturalne lub funkcjonalne nieprawidłowości LC wpływają na kilka obszarów mózgu, w tym korę, hipokamp i móżdżek, i mogą przyczyniać się do depresji, choroby afektywnej dwubiegunowej, lęku, a także choroby Parkinsona i choroby Alzheimera. Zaburzenia te są często związane z nierównowagą metali, ale rola metali w LC jest tylko częściowo poznana. Potrzebne są badania morfologiczne i funkcjonalne LC, aby lepiej zrozumieć ludzkie patologie i udział metali. Myszy są szeroko stosowanym modelem eksperymentalnym, ale LC myszy jest mały (~0,3 mm średnicy) i trudny do zidentyfikowania dla laika. Tutaj opisujemy krok po kroku protokół oparty na immunohistochemii do lokalizacji LC w mózgu myszy. Dopamino-β-hydroksylaza (DBH) i alternatywnie hydroksylaza tyrozynowa (TH), oba enzymy silnie eksprymowane w LC, są stosowane jako markery immunohistochemiczne w wycinkach mózgu. Skrawki przylegające do skrawków zawierających LC mogą być wykorzystane do dalszej analizy, w tym histologii do badań morfologicznych, badań metabolicznych, a także obrazowania metali za pomocą rentgenowskiej mikroskopii fluorescencyjnej (XFM).
Miejsce sinawe (LC) jest ważnym regionem w pniu mózgu i głównym miejscem produkcji noradrenaliny (NE)1. LC wysyła projekcje przez cały mózg2 do kory mózgowej, hipokampa i móżdżku3 i reguluje główne procesy fizjologiczne, w tym rytm okołodobowy4,5, uwaga i pamięć6, stress7, procesy poznawcze8 i emotion9,10. Dysfunkcja LC jest związana z zaburzeniami neurologicznymi i neuropsychiatrycznymi11, w tym choroba Parkinsona12,13,14, choroba Alzheimera14, depresja15,16,17, choroba afektywna dwubiegunowa18,19, oraz anxiety20,21,22,23,24. Biorąc pod uwagę te role, analiza LC ma kluczowe znaczenie dla badania jej funkcji i dysfunkcji.
Myszy są powszechnie używane do badań procesów fizjologicznych i patofizjologicznych. Ze względu na niewielkie rozmiary, mysz LC ma średnią średnicę ~300 μm, co prowadzi do trudności w zlokalizowaniu konstrukcji. Podczas sekcji mózgu LC można łatwo przeoczyć zarówno w przekroju czołowym, jak i strzałkowym. Dostępne badania opisujące identyfikację LC u zwierząt nie oferują protokołu krok po kroku, który mógłby zastosować laik1,25. Dlatego, aby zaoferować wskazówki dotyczące lokalizacji LC, opisujemy protokół, który opracowaliśmy w celu zlokalizowania tego regionu w mózgu myszy dla kilku zastosowań (Rysunek 1, Rysunek 2, Rysunek 3). Protokół stosuje starannie kontrolowane podziały mózgu i immunohistochemiczne wykrywanie DBH26,27, lub alternatywnie TH24, oba enzymy są wysoce wzbogacone w LC28. Po zlokalizowaniu LC za pomocą immunohistochemii, sąsiednie wycinki mózgu można wykorzystać do dalszych badań, w tym analiz morfologicznych i metabolicznych, a także do badań obrazowania metali za pomocą mikroskopii fluorescencji rentgenowskiej (XFM)29. Opisujemy XFM jako przykład w tym protokole (Rysunek 3).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Badania na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Johns Hopkins University Animal Care and Use (ACUC) numer protokołu numer M017M385.
1. Cięcie mózgu
2. Immunohistochemia dopaminy β-hydroksylazy lub hydroksylazy tyrozynowej (Rysunek 2)
3. Wykrywanie LC w wycinkach mózgu
4. Obrazowanie metalu w LC za pomocą XFM
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Zaburzenia w gospodarce metali (takich jak Cu, Fe, Zn i Mn) są często obserwowane w zaburzeniach neurologicznych, w tym zmiany w jądrze zasadnym 34,35. Dlatego określenie poziomów metali w mózgu jest konieczne do zrozumienia mechanizmów choroby. Przekroje mózgu uzyskane za pomocą opisanego protokołu mogą być wykorzystane do ilościowego oznaczania poziomów Cu i innych metali w jądrze zasadnym oraz porównania ich z poziomami w obsza...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Właściwa orientacja próbki jest kluczowym krokiem w tym protokole. Ponieważ używamy cech anatomicznych grzbietowej powierzchni mózgu do zlokalizowania LC (granica między móżdżkiem a wzgórkiem dolnym), ważne jest, aby sekcje były prawidłowo wyrównane. Wymaga to ostrożności w prawidłowym ustawieniu mózgu w macierzy fragmentatora mózgu myszy. Zalecamy wycięcie ~500 μm więcej tkanki z przodu i z tyłu do LC, aby uniknąć pominięcia jądra. Najczęstszym błędem jest wycinanie zbyt małej liczby sekcji, co skutkuje całkowitym pomin...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dziękujemy Abigael Muchenditsi za utrzymanie kolonii myszy. Wykorzystanie Zaawansowanego Źródła Fotonów w Argonne National Laboratory było wspierane przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych, Biuro Nauki, Biuro Podstawowych Nauk Energetycznych, na podstawie umowy o numerze: DE-AC02-06CH11357. Dziękujemy Oldze Antipovej i dr. Stefanowi Vogtowi za wsparcie i pomoc w Advanced Photon Source. Praca ta została sfinansowana z grantu Narodowego Instytutu Zdrowia 2R01GM101502 dla SL.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Matryca krajalnicy mózgu dorosłej myszy | Zivic Instruments | BSMAS001-1 | |
| Przeciwciało wtórne przeciw królikowi, Alexa Fluor 488 (źródło - osioł) | Thermo Fisher Scientific | A-21206 | |
| Naładowane szkiełka | podstawowe Genesee | 29-107 | |
| Mikroskop konfokalny | Zeiss | LSM 800 | |
| Cryostat | Microm GmbH | HM 505E | |
| Ostrza tnące kriostatu | Nożyczki Thermo Fisher Scientific | MX35 | |
| Mini, 9,5 cm | Antech Diagnostcs | 503241 | |
| DAPI (4',6-diamidyno-2-fenyloindol) | Sigma-Aldrich | D9542-10MG | |
| Przeciwciało dopaminy i beta;-hydroksylazy (DBH) - produkcja własna (źródło - królik) | B. Eipper | - | |
| Przeciwciało przeciwko dopaminie i beta;-hydroksylazie (DBH) - dostępne w handlu (źródło - królik) | Sygnalizacja komórkowa | 8586 | |
| Probówki Falcon, 50 ml | USA Scientific | 339652 | |
| Forane (izofluoran) | Baxter | NDC 1019-360-60 | |
| Kleszcze Micro Adson | Antech Diagnostcs | 501245 | |
| Twarde media | montażowe EM sciences | 17984-24 | |
| Mikroskop | Pascal | LSM 5 | |
| Płytki wielodołkowe, 24 dołki | Thermo Fisher Scientific | 930186 | |
| Mieszanka o optymalnej temperaturze cięcia (OCT) | VWR/ tissue tech | 102094-106 | |
| Paraformaldehyd (PFA)/ formalina 10% | Fisher Scientific | SF98-4 | |
| Jednorazowe formy do zatapiania Peel-A-Way | Polysciences Inc. | 18646A | |
| Pędzel | |||
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) | Life Tech | 14190250 | |
| Żyletki | Amazon | ASIN: B000CMFJZ2 | |
| Szpatułki | Antech Diagnostcs | 14374 | |
| Trójniki | 344615 | ||
| Mózg myszy we współrzędnych stereotaktycznych, Paxinos i Franklin, 3rd Edition | Amazon | ISBN: 978-0123694607 | |
| Triton-X 100 (do przygotowania PBSD) | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| Tween 20 | Sigma-Aldrich | P7949-500ml | |
| Przeciwciało hydroksylazy tyrozyny (TH) (źródło - królik) | EMD Millipore | AB152 | |
| Ultralene cienka folia do przygotowania próbki XRF | SPEX | 3525 | |
| Szerokokątny mikroskop fluorescencyjny | Zeiss | Axio Zoom.V16 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
An erratum was issued for: Localization of the Locus Coeruleus in the Mouse Brain. An author affiliation was updated.
The affiliation for Evan Maxey was updated from:
Department of Neuroscience, Johns Hopkins University
to:
X-ray science division, Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory