$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Twarz jest kluczowym elementem ludzkiej tożsamości i składa się z kilku różnych typów tkanek, takich jak nabłonek, mięśnie, kości, chrząstki, ząb. Tkanki te pochodzą ze wszystkich trzech listków zarodkowych: ektodermy, endodermy i mezodermy1,2. Dla prawidłowego wzorcowania i rozwoju tkanek twarzoczaszki, proliferacja, śmierć i różnicowanie komórek muszą być wysoce skoordynowane i regulowane przez określone szlaki sygnałowe, takie jak szlaki Wnt, Fgf, Hh i Bmp3,4,5. Wady proliferacji, przeżywalności lub różnicowania komórek prowadzą do wad rozwojowych twarzoczaszki, które należą do najczęściej występujących wrodzonych wad wrodzonych. Myszy transgeniczne są użytecznymi narzędziami do badania mechanizmów morfogenezy i patogenezy twarzoczaszki1,2,3,4,5. Zrozumienie zmian w strukturach twarzoczaszki podczas rozwoju i patogenezy pomoże wyjaśnić kluczowe zasady rozwoju, a także mechanizmy wad rozwojowych twarzoczaszki1,2,3,4,5.
Barwienie całych lub wyciętych tkanek specyficznymi przeciwciałami jest nieocenioną techniką do określania przestrzennego rozkładu interesujących białek 6. Formalnie barwienie immunologiczne tkanek może opierać się na immunohistochemii (IHC) lub immunofluorescencji (IF). W porównaniu z nieprzezroczystym produktem reakcji wytwarzanym przez IHC za pomocą substratu chromogennego, takiego jak 3,3'-diaminobenzydyna (DAB), IF obejmuje zastosowanie koniugatów fluorescencyjnych widocznych pod mikroskopią fluorescencyjną. W związku z tym IF może wyraźnie odróżniać dodatnie komórki od szumu tła i umożliwia ilościową analizę i ulepszanie obrazów w prosty sposób przez oprogramowanie takie jak ImageJ i Adobe Photoshop7,8. Całe podejście do barwienia wierzchowania działa na małych blokach tkanki (o grubości mniejszej niż 5 mm), które mogą dostarczyć trójwymiarowych informacji o lokalizacji białek/antygenów bez konieczności rekonstrukcji z sekcji9,10. Jednak w porównaniu z wycinkami tkanek, barwienie immunologiczne całej góry jest czasochłonne i wymaga dużych objętości roztworów przeciwciał. Nie wszystkie przeciwciała są zgodne z podstawowym podejściem opartym na całym wierzchowaniu. Ponadto niepełna penetracja przeciwciał spowoduje nierównomierne barwienie lub barwienie fałszywie ujemne. Tutaj skupimy się na immunofluorescencyjnym wykrywaniu białek/antygenów na wyciętych tkankach. W przypadku tkanek twardych (np. głowy, zęba, kości długiej) odkładanie się wapnia podczas rozwoju/patogenezy sprawia, że próbka jest trudna do przekrojenia i łatwo spłukiwana podczas leczenia barwieniem immunologicznym11,12. Większość obecnie dostępnych protokołów odwapnia twarde tkanki przed ich osadzeniem, aby ułatwić sekcjonowanie, co jest czasochłonne i może zniszczyć morfologię i antygeny próbek w przypadku niewłaściwego obchodzenia się z nimi11,12. Aby przezwyciężyć te problemy, zoptymalizowaliśmy podejście do kriosekcji twardych tkanek bez odwapnienia, co doprowadziło do lepszej wizualizacji ich morfologii i rozmieszczenia białek sygnałowych.
Opisany tutaj protokół jest używany do określania zmian morfometrycznych i histologicznych w tkankach twarzoczaszki transgenicznych myszy BMP. W szczególności protokół obejmuje (1) pobranie i wypreparowanie tkanek głowy, (2) przekrój i barwienie immunologiczne markerów eksperymentalnych (Ki67, pSmad1/5/9) wraz z barwieniem TUNEL, (3) obrazowanie skrawków za pomocą mikroskopu fluorescencyjnego i wreszcie (4) analizę i ilościowe określenie wyników. Opisano również protokół przygotowania i kriosekcji tkanek twardych bez odwapnienia13. Metody te są zoptymalizowane pod kątem tkanek twarzoczaszki. Stosuje się je również do innych tkanek w różnym wieku próbek z odpowiednimi modyfikacjami.