Ten protokół, przeznaczony dla początkujących użytkowników tkanek ucha wewnętrznego myszy, szczegółowo opisuje etapy przetwarzania uszu wewnętrznego myszy na różnych etapach rozwoju w celu barwienia immunologicznego sekcji.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół, przeznaczony dla początkujących użytkowników tkanek ucha wewnętrznego myszy, szczegółowo opisuje etapy przetwarzania uszu wewnętrznego myszy na różnych etapach rozwoju w celu barwienia immunologicznego sekcji.
Ten protokół szczegółowo opisuje ogólne metody histologiczne przygotowania próbek ucha wewnętrznego od embrionalnych, noworodkowych i dorosłych myszy. Celem tego protokołu jest zapewnienie prostej i ustandaryzowanej metody przetwarzania tkanek ucha wewnętrznego dla badaczy, być może nowych w tej dziedzinie, zainteresowanych pracą ze ślimakiem myszy. Zawarte są tutaj protokoły preparacji, utrwalania, osadzania, kriosekcji i barwienia immunologicznego. Immunologiczne barwienie wycinkowe jest jedną z najlepszych metod badania pojedynczych komórek w kontekście całego ślimaka.
Kluczowe kroki obejmują wypreparowanie ucha wewnętrznego z dala od czaszki, naprawienie tkanki za pomocą 4% paraformaldehydu, zatopienie za pomocą związku o optymalnej temperaturze cięcia, kriosekcję i barwienie immunologiczne przeciwciałami skierowanymi przeciwko określonym białkom wyrażanym przez ślimak.
W naszych metodach uwzględniono specjalne uwagi dotyczące ślimaka, biorąc pod uwagę jego
kształt i struktura. Potrzebne są dość dobre umiejętności koncentracji i sekcji, ponieważ uszkodzenie tkanek może wpływać na jakość barwienia immunologicznego i spójność między próbkami. Jednak dzięki opisanym przez nas procedurom większość użytkowników można przeszkolić w ciągu kilku tygodni, aby poczynić piękne przygotowania. Ogólnie rzecz biorąc, protokół ten stanowi cenny sposób promowania badań mających na celu zrozumienie rozwoju, funkcji i chorób słuchowych w modelach mysich.
Zrozumienie rozwoju i funkcji słuchu jest kluczowe dla scharakteryzowania i leczenia różnych form ubytku słuchu. Czynników ryzyka utraty słuchu jest wiele i obejmują cukrzycę1,2, nadciśnienie3,4,5, choroby autoimmunologiczne6,7, bakteryjne zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych8,9 oraz kilka zaburzeń neurodegeneracyjnych10,11,12,13. Ponadto niektóre leki, takie jak niektóre antybiotyki i leki stosowane w chemioterapii, mogą również negatywnie wpływać na słuch14. Poza bezpośrednimi wyzwaniami związanymi z upośledzeniem słuchu, ubytek słuchu może negatywnie wpływać na funkcje poznawcze oraz zwiększać lęk i stres, co może korelować z upośledzeniem funkcji poznawczych i pogorszeniem zdrowia psychicznego11,15,16. Publikując ten protokół, staramy się złagodzić wszelkie bariery w rozpoczęciu badań słuchowych, szczególnie dla osób bez wcześniejszego doświadczenia w pracy ze ślimakiem. Ten przewodnik wyjaśnia, jak przygotować próbki ucha wewnętrznego od myszy embrionalnych, młodocianych (noworodków) i dorosłych. Celem tego protokołu jest zapewnienie prostego podejścia do przetwarzania tkanek ucha wewnętrznego, zapewniając odtwarzalność i spójność we wszystkich eksperymentach. Barwienie immunologiczne sekcji jest jedną z najlepszych metod badania różnych typów komórek w kontekście całego ślimaka; W innych okolicznościach barwienie immunologiczne w całości może być korzystniejsze (np. badanie morfologii stereocilii komórek rzęsiastych lub lokalizacji białek).
Uzasadnienie tego wynika z wyzwań związanych z pracą z ślimakiem myszy. Jego niewielki rozmiar, unikalna cewka i delikatna struktura17 wymagają specjalistycznych technik dokładnej sekcji, utrwalania, osadzania, kriosekcji i barwienia immunologicznego. Spiralny kształt ślimaka oznacza, że osadzanie wymaga szczególnej uwagi na orientację, aby zapewnić zachowanie każdego obrotu ślimaka, co ma kluczowe znaczenie dla uzyskania spójnych sekcji. Dodatkowo, w miarę dojrzewania ślimak, ulega kostnieniu18, co oznacza, że stopniowo przekształca się w kość, co może komplikować zachowanie tkanek i wymagać odwapnienia. Barwienie immunologiczne w kriosekcji ma kilka zalet w porównaniu z alternatywnymi preparatami (takimi jak barwienie immunologiczne w całości). Kluczowymi korzyściami płynącymi z kriosekcji jest ogólne zachowanie białek i kwasów nukleinowych, a stosunkowo cienkie, ~2D sekcje pozwalają na spójne i precyzyjne pomiary. Ponadto pozwala na zachowanie i wizualizację wszystkich typów komórek ślimaka oraz może poprawić jakość barwienia immunologicznego. W przeciwieństwie do wielu preparatów ślimakowych typu whole-mount, kriosekcja pozwala zachować struktury, w tym więzadło spiralne, prążek naczyniowy, błonę Reissnera i błonę tektorialną. Zapoznaj się z poniższymi wcześniejszymi publikacjami, aby zapoznać się z przykładami wysokiej jakości sekcji immunologiczne barwienia embrionalnego19,20,21, neonatal22,23,24, and adult25,26 uszy wewnętrzne.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Wszystkie opisane tutaj metody zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC) Uniwersytetu Georgetown. Wszystkie myszy w tym badaniu były utrzymywane zgodnie z Komitetem ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Georgetown (protokół #1147). W pierwszym tygodniu po urodzeniu, ponieważ skroniowe struktury kostne nie są w pełni rozwinięte, odwapnienie nie jest wymagane. Jednak ślimaki od myszy w wieku P6 lat i starszych wymagają odwapnienia i innej metody sekcji. W naszym protokole użyto samców i samic myszy NCI Cr: NIH(S) (NIH Swiss) oraz E16.5, P0 i P30. Dla każdej sekcji podajemy w nawiasach, ile czasu ma zająć każdy krok dla początkujących. Wiele kroków stanie się szybszych wraz z praktyką.
1. Pobieranie próbek z embrionalnego i młodocianego ucha wewnętrznego (~75 min)
2. Sekcja próbki z embrionalnego i młodocianego ucha wewnętrznego (3 - 5 min każda próbka)
3. Pobranie i sekcja próbki ucha wewnętrznego dla dorosłych (~75 min + 2 - 3 dni leczenia EDTA)
4. Przygotowanie próbki z ucha wewnętrznego do kriosekcji (~24 h)
5. Cięcie uszu wewnętrznego (~25 min na próbkę)
6. Barwienie immunologiczne sekcji (~1 - 3 dni)
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedstawiamy przykłady z naszego laboratorium obrazujące wierzchołek oraz podstawowy zwój ślimaka mysiego w 16,5 dniu embrionalnym (E16.5), a także zwój podstawowy w 0. dniu postnatalnym (P0) i 30. dniu postnatalnym (P30). Próbki te zostały poddane sekcjonowaniu i immunohistochemii z wykorzystaniem markerów dla komórek rzęsistych (Myo7A i Myo6), neuronów zwoju spiralnego (SGNs; Tuj1), glejow i komórek podporowych (Sox2) oraz Pleksyny-B1, która znakuje błonę podstawną wokół przewodu ślimaka i SGNs. Przekroje poprzeczne ś...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Istnieje kilka kluczowych kroków do udanej kriosekcji i barwienia immunologicznego. Niezbędne jest prawidłowe utrwalenie tkanki ślimaka, a także czas trwania utrwalenia, który może się różnić w zależności od przeciwciała. Podczas gdy większość przeciwciał działa lepiej przy krótszym czasie wiązania, takim jak 45 minut w PFA, niektóre docelowe epitopy mogą tolerować fiksację przez noc. Z naszego doświadczenia wynika, że 45-minutowa fiksacja zapewnia odpowiednią konserwację i jest kompatybilna z większością przeciwciał pie...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
M.A.D. i T.M.C. były wspierane przez granty NIH 5R01DC016595-07 (dla T.M.C.) i 5R01DC018040-05 (Michael Deans, Univ. Utah, PI). Przykładowe mikrofotografie na rysunku 1A-H zostały wygenerowane przez dr Kaidi Zhang.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Chemicals | |||
| Triton X-100 | Thermo Fisher Scientific, Inc. | BP151-500 | |
| PBS | Corning, Inc. | 46-013-CM | |
| EDTA | Sigma-Aldrich, Sp. z o.o. | 60-00-4 | |
| Sacharoza | VWR International, Inc. | 97061-432 | |
| Azydek sodu | Amresco, Inc. | 0639-250G | |
| Paraformaldehydowa | mikroskopia elektronowa Nauki | 15714 | |
| Etanol | Decon labs, Inc. | v1001 | |
| Dimetylobutan | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 19387-AP | |
| Środek do pomiaru optymalnej temperatury cięcia (OCT) | VWR International, Inc. | 25608-930 | |
| Specjalistyczne wyposażenie | |||
| Cryostat | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 14-071-459 | |
| Kleszcze preparacyjne | Mikroskopia elektronowa Sciences | 72700-DZ | |
| Długopis z hydrofobową barierą peroksydazy-antyperoksydazy (PAP) | Vector Laboratories, Inc. | H-4000 | |
| Carl Zeiss Microscopy, LLC. | Mikropipeta LSM 880 | ||
| P20 | Gilson, Inc. | ||
| Nożyczki preparacyjne | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 08-951-20 | |
| Szalka Sylgarda | Mikroskopia elektronowa Sciences | 24236-10 | |
| Wirówka | Eppendorf | 5424R | |
| Materiały montażowe | |||
| Fluoromount | Mikroskopia elektronowa Sciences | 17984-25 | |
| Szkiełka Superfrost plus | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 1255015 | |
| Immunostaining Relings | |||
| Normal Donkey Serum | Jackson ImmunoResearch, Inc. | 017-000-121 | |
| Odłamki FAB przeciw myszy | Jackson ImmunoResearch, Inc. | 715-007-003 | |
| BlokHen | Aves labs, Inc. | BH-1001 | |
| Tuj1 (beta-III-tubulina) mysie przeciwciało monoklonalne | Biolegend, Inc. | MMS-435P | |
| Kozie przeciwciało poliklonalne Sox2 | R& D Systems, Inc. | AF2018 | |
| Myo6 królicze przeciwciało poliklonalne | Proteus Biosciences | 25– 6791 | |
| Królicze przeciwciało poliklonalne Myo7A | Thermo Fisher Scientific, Inc. | PA1-936 | |
| Przeciwciało poliklonalne kozy Plexin-B1 | R& D Systems, Inc. | AF3749 | |
| Przeciwciała drugorzędowe (wytwarzane u osła; Alexa-488, Cy3, Cy5) | Jackson ImmunoResearch, Inc. | zobacz katalog |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.