Wszystkie doświadczenia na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z europejskimi standardami 2010/63/UE oraz Komitetem CREMEAS ds. Etyki Doświadczeń na Zwierzętach Uniwersytetu w Strasburgu (Comité Régional d'Ethique en Matière d'Expérimentation Animale Strasbourg). Protokół jest schematycznie pokazany w Rysunek 1.
1. Pobieranie i utrwalanie szpiku kostnego ( Rysunek 1A)
UWAGA: Ta procedura obejmuje substancje rakotwórcze, mutagenne i/lub toksyczne i jest wykonywana pod kapturem do ekstrakcji chemicznej. Nosić odpowiedni sprzęt ochronny, taki jak rękawice i okulary ochronne.
- Przygotować roztwór utrwalający składający się z 2,5% aldehydu glutarowego w buforze kakodylowym (patrz plik uzupełniający).
- Pobieranie szpiku kostnego
- Użyj dorosłych myszy C57BL/6 dowolnej płci w wieku 12-18 tygodni. Poddaj myszy eutanazji przez uduszenie CO2 i zwichnięcie szyjki macicy.
- Cienkimi nożyczkami przetnij skórę wokół uda i użyj pęsety, aby oderwać skórę. Usuń koniec łapy, a następnie przeciąć między biodrem a udem. Odłącz kość piszczelową od kości udowej, przecinając staw kolanowy i usuń przylegającą tkankę na piszczelach i kościach udowych za pomocą skalpela.
- Usuń nasady ostrą żyletką. Trzymając kość udową pęsetą, użyj strzykawki o pojemności 5 ml wypełnionej buforem kakodylowym z igłą 21 G, aby przepłukać szpik kostny do 15 ml probówki wypełnionej 2 ml buforu kakodylowego. W tym celu należy wprowadzić skos igły do otworu szpiku kostnego i powoli naciskać tłok, aż szpik zostanie wydalony.
- Zespolenie szpiku kostnego przez szybkie zanurzenie w utrwalaczu.
- Natychmiast po przepłukaniu za pomocą plastikowej pipety przenieść cylinder szpiku kostnego do 1 ml świeżego roztworu utrwalającego aldehyd glutarowy (uprzednio przygotowanego w 1.1) przez 60 minut w temperaturze pokojowej.
UWAGA: Aby zachować tkankę, upewnij się, że cały proces, od rozwarstwienia kości do etapu utrwalenia, został zakończony w czasie krótszym niż 10 minut. Do utrwalenia upewnij się, że roztwór utrwalający ma temperaturę pokojową, aby uniknąć szoku cieplnego.
2. Osadzanie szpiku kostnego w agarozie
UWAGA: Tkanka szpiku nie jest wystarczająco spójna, aby zachować swoją integralność podczas różnych etapów mycia, a materiał może być łatwo utracony. Aby przezwyciężyć ten problem, szpik jest pokryty żelem agarowym przed odwodnieniem.
- Przygotować roztwór agarozy zgodnie z opisem w dokumentacji dodatkowej.
- Przemyć utrwalony szpik kostny z sekcji 1.3 w buforze kakodylanowym i ostrożnie przenieść go na szkiełko podstawowe za pomocą plastikowej pipety. Za pomocą ciepłej pipety szybko nanieś kroplę 2% płynnego agaru na cylinder szpiku kostnego.
UWAGA: Agar szybko krzepnie podczas chłodzenia. Aby zapewnić jednorodne pokrycie szpiku kostnego, roztwór agaru musi być utrzymywany w cieple do momentu osadzenia się na szkiełku.
- Szybko umieść szkiełko na lodzie, aż agar zastygnie (1-2 min).
- Pod mikroskopem użyj ostrej żyletki, aby przeciąć i wyrzucić kończyny cylindra szpiku kostnego ze względu na możliwy ucisk tkanek w tych obszarach. Przenieść bloki szpiku kostnego do 1,5 ml probówek do mikrowirówek zawierających 1 ml buforu kakodylowego.
3. Osadzanie szpiku kostnego w żywicy
UWAGA: Składniki żywicy są toksyczne; niektóre są rakotwórcze i muszą być traktowane ostrożnie pod kapturem do ekstrakcji chemicznej. Używaj odpowiedniego sprzętu ochronnego, takiego jak rękawice i okulary ochronne. Tetratlenek osmu jest bardzo lotny w temperaturze pokojowej, a jego opary są bardzo szkodliwe dla oczu, nosa i gardła. Przed wyrzuceniem 2% tetratlenku osmu należy zneutralizować poprzez dodanie dwukrotności jego objętości oleju roślinnego.
- Przygotować żywicę epoksydową zgodnie z opisem w pliku uzupełniającym.
- Osadzanie żywicy
UWAGA: Próbki należy przechowywać w tych samych probówkach do mikrowirówek podczas inkubacji w kolejnych kąpielach osmu, octanu uranylu i etanolu. Odessać supernatanty za pomocą pipety Pasteura. Objętość roztworu użytego do każdej kąpieli musi być równa co najmniej 10-krotności objętości próbki.
- Po utrwaleniu bloków z 1% osmem w buforze kakodylowym przez 1 godzinę w temperaturze 4 °C, przemyć raz w buforze kakodylowym, a następnie raz w wodzie destylowanej.
- Zabarwić 4% octanem uranylu w wodzie destylowanej przez 1 godzinę, dwukrotnie umyć w wodzie destylowanej.
- Odwodnić za pomocą stopniowanej serii etanolu w wodzie destylowanej: 4 razy w 75% etanolu przez 5 minut, następnie 3 razy w 95% etanolu przez 20 minut, a następnie 3 razy w 100% etanolu przez 20 minut. Na tym etapie wyjmij jedną strzykawkę z żywicą epoksydową z zamrażarki.
UWAGA: Protokół można wstrzymać w 100% etanolu na 1 godzinę.
- Aby uzyskać równomierną infiltrację i polimeryzację żywicy epoksydowej wewnątrz szpiku, należy najpierw inkubować bloki w 2 kolejnych kąpielach tlenku propylenu przez 15 minut.
- Dodać mieszaninę 1:1 100% tlenku propylenu i żywicy epoksydowej i inkubować przez 1 godzinę. Umieścić próbki na powolnej wytrząsarce obrotowej w temperaturze pokojowej.
- Dodać 100% żywicy epoksydowej, pozostawić próbkę do inkubacji przez noc pod mieszaniem.
- Dodaj 100% żywicy epoksydowej na 2 godziny inkubacji, nadal pod mieszaniem.
- Pod mikroskopem umieść bloki szpiku w płaskich silikonowych foremkach. Ułożyć próbki w taki sposób, aby umożliwić późniejsze przekroje poprzeczne całego szpiku kostnego. Wypełnij formy żywicą epoksydową i umieść je w temperaturze 60 °C na 48 h.
UWAGA: Wszystkie roztwory (z wyjątkiem etanolu i tlenku propylenu) są filtrowane przez filtr 0,22 μm, aby uniknąć zanieczyszczenia próbek. Aby zapewnić odpowiednią polimeryzację żywicy, należy unikać pęcherzyków powietrza podczas napełniania form.
4. Ultracienkie przekroje (Rysunek 1B)
UWAGA: Transmisja EM wymaga cienkich odcinków tkanki, przez które mogą przechodzić elektrony, generując obraz projekcyjny wnętrza komórek, struktury i organizacji wewnętrznych organelli (ziarnistości, retikulum endoplazmatyczne, Golgiego) oraz układu wewnątrzkomórkowych błon komórkowych.
- Zamontuj blok próbki w ultramikrotomowym wsporniku. Umieść go na uchwycie na próbkę. Przycinać próbki pod kątem 45° w celu usunięcia nadmiaru żywicy wokół tkanki za pomocą obracającego się frezu diamentowego lub wolframowego.
- Zamontuj próbki na ultramikrotomie za pomocą diamentowego ostrza noża wyposażonego w zbiornik na wodę. Ciąć przekroje poprzeczne o grubości 500 nm i 100 nm odpowiednio do analiz histologicznych i TEM. Zbierz pływające sekcje na powierzchni wody za pomocą pętli.
- Umieść odcinek o grubości 500 nm na szkiełku podstawowym, a odcinki o grubości 100 nm na cienkich kratkach miedzianych o oczkach 200 z filtrem papierowym pod spodem. Przygotuj pięć siatek dla jednego warunku: najpierw zabejcuj dwie siatki i zachowaj trzy pozostałe siatki jako kopię zapasową, jeśli to konieczne.
5. Barwienie błękitem toluidynowym do histologii
UWAGA: Barwienie skrawków do histologii jest ważne z trzech powodów: 1) aby upewnić się, że tkanka jest rzeczywiście cięta, a nie żywica, 2) aby sprawdzić jakość inkluzji i 3) aby szybko ocenić próbkę szpiku. Jeśli nie jest to poprawne, wtnij głębiej w blok.
- Wysuszyć półcienkie sekcje szkiełka na płycie grzewczej (60 °C).
- Dodać przefiltrowany 1% błękitu toluidynowego/1% boranu sodu do wody destylowanej na szkiełka i podgrzewać na płycie grzejnej (60 °C) przez 1-2 minuty. Umyj szkiełka wodą destylowaną i pozostaw do wyschnięcia na płycie grzewczej.
- Zamocuj skrawki na szkiełkach nakrywkowych za pomocą kropli podłoża montażowego z poli(metakrylanu butylu-kometakrylanu metylu) i zbadaj pod mikroskopem świetlnym.
6. Barwienie metali ciężkich do obserwacji TEM (Rysunek 1C)
UWAGA: Dla kontrastu, górna strona siatek jest odwrócona na 100 μL kropli każdej kolejnej kąpieli za pomocą pętli. Przed użyciem każdy roztwór jest filtrowany w 0,22 μm. Usuń nadmiar płynu między każdą kąpielą, delikatnie dotykając strony siatki na bibule filtracyjnej.
- Barwienie 4% octanem uranylu w wodzie destylowanej przez 5 min.
- Umyć 3 razy w wodzie destylowanej przez 5 min.
- Barwienie cytrynianem ołowiu przez 3 min.
- Umyć 3 razy w wodzie destylowanej przez 5 min.
- Umieść kratki dolną stroną w kontakcie z bibułą filtracyjną, aby mogły wyschnąć.
UWAGA: Metale ciężkie reagują w obecności dwutlenku węgla. Aby zminimalizować wytrącenia, unikaj przemieszczania się powietrza podczas kontrastu, nie mów, utrzymuj otoczenie w spokoju i wyłącz klimatyzację.
7. TEM (Rysunek 1E)
UWAGA: Sekcje są wprowadzane do mikroskopu TEM i badane pod napięciem 120 kV.
- Najpierw zbadaj skrawki w małym powiększeniu (< 500x), aby ocenić ogólny aspekt preparatu (brak w żywicy, fałdy/ściskanie w sekcjach, wytrącenia się spowodowane barwieniem).
- Następnie zbadaj skrawki w większym powiększeniu (~2000x pozwalającym na rozróżnienie etapu dojrzewania). Policz ręcznie megakariocyty z każdego etapu dojrzewania na całych odcinkach poprzecznych (patrz Reprezentatywne wyniki, aby dowiedzieć się, jak wizualnie zidentyfikować każdy etap).
UWAGA: Każdy kwadrat siatki jest zdefiniowany jako obszar do zbadania (co odpowiada 16000 μm2 dla siatek miedzianych o siatce 200 ).
- Aby ocenić liczbę megakariocytów, określ ilościowo tylko kwadraty, które są w pełni pokryte sekcją. W tym celu należy użyć modelu opartego na przesiewaniu zakresów. Obserwuj pierwszy zakres kwadratów od końca sekcji do drugiego, a następnie kolejny zakres w ten sam sposób itd. Korzystając z tej procedury, należy w pełni i systematycznie przesiewać cały przekrój poprzeczny szpiku kwadrat po kwadracie.
- Dla każdego kwadratu należy określić liczbę megakariocytów etapu I, II lub III.
UWAGA: Większe powiększenia są wymagane do analizy granulek, organizacji DMS, wielkości terytoriów cytoplazmatycznych i polizbularyzowanego jądra.