$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Jako trzy podstawowe składniki strukturalne połączenia nerwowo-mięśniowego (NMJ)1,2,3,4, szeroko zbadano morfologiczne aspekty presynaptycznych zakończeń aksonów ruchowych, postsynaptyczną błonę zawierającą nikotynowe receptory acetylocholiny (AchR) oraz okołosynaptyczne komórki Schwanna (PSC). Cienkie przekroje i całe próbki mięśni szkieletowych zostały zbadane za pomocą różnych technik histologicznych, takich jak mikroskopia elektronowa5,6, mikroskopia konfokalna7,8 i mikroskopia arkuszowa9,10. Chociaż cechy morfologiczne NMJ zostały wykazane przez te techniki z różnych aspektów, dla porównania, mikroskopia konfokalna jest nadal idealnym wyborem do obrazowania szczegółowej morfologii NMJ.
Ostatnio opracowano wiele nowych technologii do pokazywania elementów strukturalnych NMJ. Na przykład transgeniczne myszy fluorescencyjne thy1-YFP zostały bezpośrednio wykorzystane do obserwacji aksonów motorycznych i płytek końcowych silnika in vivo i in vitro10,11. Dodatkowo, dożylne wstrzyknięcie fluorescencyjnego α-BTX zostało zastosowane w celu ujawnienia przestrzennego rozkładu płytek końcowych silnika w całych mięśniach szkieletowych myszy fluorescencyjnych typu dzikiego i transgenicznego, poprzez zastosowanie optycznego oczyszczania tkanek do badania za pomocą mikroskopii świetlanej9,12. Jednak poza elementami pre- i postsynaptycznymi, które można oglądać za pomocą tych zaawansowanych metod, PSC nie można wykazać w tym samym czasie.
Coraz więcej dowodów wskazuje, że PSC, jako obwodowe komórki glejowe, są ściśle związane z pre-synaptycznymi zakończeniami, przyczyniając się do rozwoju i stabilności NMJ, modulacji aktywności synaptycznej NMJ w warunkach fizjologicznych oraz regeneracji NMJ po uszkodzeniu nerwów13,14,15. Biorąc pod uwagę architekturę komórkową NMJ, protokół ten jest odpowiednim kandydatem do jednoczesnego znakowania PSC, elementów pre- i postsynaptycznych i jest potencjalnie stosowany do oceny integralności i plastyczności NMJ w normalnych i patologicznych warunkach. Na przykład porównaj intensywność NMJ, morfologię i objętość postsynaptycznych płytek końcowych motorycznych, unerwienie i odnerwienie NMJ oraz liczbę PSC w mięśniach o stanie fizjologicznym i patologicznym.
Mięsień brzuchaty łydki jest największym mięśniem tworzącym wybrzuszenie w łydce, które łatwo można usunąć poprzez usunięcie skóry i mięśnia dwugłowego uda z kończyny. Mięsień jest często wybierany do oceny atrofii mięśni, zwyrodnienia nerwowo-mięśniowego, wydajności mięśni i siły jednostki motorycznej ex vivo lub in vivo16,17,18. Jednak technika ta nadaje się również do ujawniania cech morfologicznych NMJ z różnych mięśni szkieletowych. Jednocześnie grube sekcje mięśniowe mogą ujawnić bardziej kompletną morfologię i ilość NMJ w porównaniu z cienkimi sekcjami7,8 i drażnionymi włóknami mięśniowymi19.
Zgodnie z tymi badaniami, przyśrodkowy mięsień brzuchaty łydki szczura został wybrany jako tkanka docelowa w tym badaniu i został pokrojony na grubość 80 μm w celu wielokrotnego barwienia fluorescencyjnego różnymi rodzajami biomarkerów zgodnie ze składnikami strukturalnymi NMJ. Tutaj neurofilament 200 (NF200)20,21, pęcherzykowy transporter acetylocholiny (VAChT)22, alfa-bungarotoksyna (α-BTX)23,24, a S10025,26 zostały użyte do oznaczania włókien nerwowych, zakończeń presynaptycznych, postsynaptycznych AchR i PSC. Ponadto tło tkanki mięśniowej i jąder komórkowych zostało dodatkowo podbarwione falloidyną i DAPI.
W tym badaniu spodziewamy się opracować wyrafinowany protokół jednoczesnego barwienia architektury komórkowej NMJ wraz z odpowiadającymi jej biomarkerami na grubszych utrwalonych próbkach, co jest wygodniejsze do użycia w mikroskopii konfokalnej i pomaga uzyskać znacznie więcej informacji na temat szczegółowej struktury PSC, elementów pre- i postsynaptycznych, a także ich przestrzennej korelacji między sobą. Z punktu widzenia metodologii, protokół ten może być korzystny dla oceny cech morfologicznych NMJ w warunkach normalnych i patologicznych.