Ten artykuł opisuje, jak przeprowadzić zoptymalizowany protokół in situ dla ścięgien. W tej metodzie omówiono przygotowanie tkanek, przepuszczalność sekcji, konstrukcję sondy i metody wzmacniania sygnału.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten artykuł opisuje, jak przeprowadzić zoptymalizowany protokół in situ dla ścięgien. W tej metodzie omówiono przygotowanie tkanek, przepuszczalność sekcji, konstrukcję sondy i metody wzmacniania sygnału.
W ostatnich latach opracowano wiele protokołów transkryptomiki o wysokiej rozdzielczości w wielu różnych dziedzinach medycyny i biologii. Jednak tkanki bogate w macierz, a w szczególności ścięgna, pozostały w tyle ze względu na ich niską liczbę komórek, niską ilość RNA na komórkę i wysoką zawartość matrycy, co utrudniało ich analizę. Jednym z najnowszych i najważniejszych narzędzi jednokomórkowych jest analiza przestrzenna poziomów ekspresji genów w ścięgnach. Te narzędzia przestrzenne RNA mają szczególnie duże znaczenie w ścięgnach do lokalizowania określonych komórek nowych i nieznanych populacji, walidacji wyników sekwencjonowania RNA pojedynczej komórki i dodawania kontekstu histologicznego do danych sekwencyjnych RNA pojedynczych komórek. Te nowe metody umożliwią analizę RNA w komórkach z wyjątkową czułością i wykrywanie celów pojedynczej cząsteczki RNA na poziomie pojedynczej komórki, co pomoże w molekularnej charakterystyce ścięgien i będzie promować badania nad ścięgnami.
W tym artykule o metodzie skupimy się na dostępnych metodach analizy poziomów ekspresji genów przestrzennych na odcinkach histologicznych za pomocą nowatorskich testów hybrydyzacji in situ do wykrywania docelowego RNA w nienaruszonych komórkach na poziomie pojedynczej komórki. Po pierwsze, skupimy się na tym, jak przygotować tkankę ścięgna do różnych dostępnych testów i jak wzmocnić sygnały specyficzne dla celu bez szumów tła, ale z wysoką czułością i wysoką swoistością. Następnie w artykule zostaną opisane konkretne metody przenikania, różne konstrukcje sond oraz obecnie dostępne strategie wzmacniania sygnału. Te unikalne metody analizy poziomów transkrypcji różnych genów w rozdzielczości pojedynczej komórki umożliwią identyfikację i charakterystykę komórek tkanki ścięgien w młodych i starszych populacjach różnych modeli zwierzęcych i tkanek ludzkich ścięgien. Metoda ta pomoże również analizować poziomy ekspresji genów w innych tkankach bogatych w macierz, takich jak kości, chrząstki i więzadła.
Ścięgna to tkanki łączne, które umożliwiają przenoszenie siły między mięśniami a kośćmi1. Rozwojowo, tenocyty osiowe pochodzą z komórek mezenchymalnych w obrębie sklerotomu somitów2; ścięgna kończyn wywodzą się z mezodermy płytki bocznej; a ścięgna czaszkowe wywodzą się z linii grzebienia nerwowego czaszki3,4. Ścięgno można scharakteryzować za pomocą ekspresji czynnika transkrypcyjnego twardówki5, chociaż kilka markerów również odgrywa kluczową rolę w rozwoju ścięgien, w tym tenomodulina, irokez i wczesna reakcja wzrostu 1/26,7,8,9.
Pomimo kilku znanych markerów ścięgna, ogólnie rzecz biorąc, bardziej szczegółowa charakterystyka pozostaje wyzwaniem, ponieważ ścięgno zawiera komórki, które rozciągają się w poprzek gradientu właściwości biomechanicznych. Od połączenia mięśniowo-ścięgnistego, ścięgna w środkowej części ciała i bardziej zwapnionego przyczepu ścięgnistego, komórki ścięgien znajdują się w matrycach zewnątrzkomórkowych o różnych właściwościach rozciągania. Ponieważ ścięgno musi wytrzymać naprężenia rozciągające spowodowane różnicą w wytrzymałości mechanicznej między tkanką miękką i twardą, organizacja przestrzenna komórek w ścięgnie jest szczególnie ważna dla jego funkcji. Jednak niewiele wiadomo o tych subpopulacjach ścięgien.
Wiele narzędzi transkryptomicznych przestrzennych o wysokiej rozdzielczości może być użytych do rozpoczęcia wyjaśniania subpopulacji komórek, w tym między innymi do sekwencjonowania RNA pojedynczej komórki lub hybrydyzacji in situ. Jednakże, podczas gdy te testy profilowania przestrzennego pomagają odkryć ekspresję RNA w tkance po mikrodysekcji lub sekcji, metody te mogą być trudne, gdy są wykonywane na tkance ścięgna. Ścięgna to tkanki bogate w macierz składające się z prawie 86% kolagenu w suchej masie10, co utrudnia ekstrakcję komórek do sekwencjonowania. Ze względu zarówno na komplikacje związane z izolacją komórek od macierzy, hipokomórkowy charakter ścięgna11, jak i stosunkowo niską liczbę RNA, ścięgno jest trudną tkanką do analizy.
W tym artykule prezentujemy metodę optymalizacji nowatorskich testów hybrydyzacji in situ, aby wykorzystać je do ścięgien, zapewniając metody przygotowania tkanek, permeabilizacji i projektowania sond. W połączeniu z istniejącymi technologiami sekwencjonowania, może to pomóc naukowcom w przestrzennym scharakteryzowaniu subpopulacji ścięgien w rozwijających się, dorosłych lub uszkodzonych ścięgnach ze zwiększoną czułością i swoistością testu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) i AAALAC. Eksperymenty przeprowadzono zgodnie z zatwierdzonym protokołem #2013N000062 w Massachusetts General Hospital. W tym badaniu wykorzystano myszy C57BL / J6 (w wieku 5 tygodni i P0). Szczegółowe informacje na temat wszystkich materiałów, odczynników i przyrządów użytych w tym protokole można znaleźć w Tabeli Materiałów.
1. Przygotowanie i utrwalenie próbki
2. Protokół RNAscope (skomercjalizowany ISH)14 adaptacja
3. Protokół HCR ISH15 adaptacja
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Rysunek 1: Ekspresja RNA Poly A w ścięgnie Achillesa dorosłej myszy za pomocą RNAScope. Reprezentatywny obraz udanego znakowania Poly A w ścięgnie Achillesa myszy (lewy panel) przy użyciu skomercjalizowanego testu ISH. Kolokalizacja z DAPI potwierdza specyfikę sondy (środkowy i prawy panel), pozwalając na kontrolę szumów tła. Zdjęcia zostały wykonane z powi...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym artykule opisujemy modyfikacje wprowadzone w celu wykorzystania istniejących narzędzi ISH tak, aby mogły być stosowane w tkance ścięgien z wysokim stopniem swoistości i czułości. Ponieważ ścięgno jest tkanką o dużej gęstości macierzy, często konieczne jest dostosowanie protokołu, aby osiągnąć podobny stopień penetracji sondy i swoistości. Te specyficzne metody przepuszczalności i strategie wzmacniania sygnału tkanki ścięgna są integralną częścią poprawy skuteczności omawianych protokołów ISH. Bez tych kroków trudno...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
Autorzy dziękują Jennie Galloway i członkom Galloway Lab za wsparcie i zachętę w rozwoju i rozwiązywaniu problemów z tymi protokołami.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 1 M bufor | |||
| 10% roztwór | |||
| 10% Tween-20 | |||
| 20x Bufor | |||
| soli fizjologicznej 4% PFA | |||
| ACD RNAscope Zestaw odczynników fluorescencyjnych Multiplex V2 | ACD | 323100 | |
| octowy Bezwodnik | |||
| Axio Mikroskop Mikroskop | ZEISS | ||
| C57BL/J6 myszy | JAX ID: 000664 | ||
| Szkiełka nakrywkowe | Fisher | 12-541-042 | |
| ddH2O | |||
| ETDA | Thermofisher | AM9262 | |
| EtOH | |||
| Glukoza | VWR Chemicals BDH | BDH9230-500G | |
| HCR RNA-FISH Bundle | Molecular Instruments Inc. | ||
| System hybrydyzacji HybEZ II | Pióro barierowe ACD | ||
| Immedge | Vector Laboratories | H4000 | |
| Mikroskop konfokalny Leica SPE Sól fizjologiczna | Leica | ||
| Parafilm | Fisher | ||
| (PBS, 1x) | Invitrogen | AM9625 | Rozcieńczyć 10x PBS w wodzie mili-Q, aby uzyskać 1x roztwór |
| Proteinaza | |||
| RNAscope H2O2 i odczynniki proteazy | ACD | PN 322381 | zawarte w zestawie odczynników fluorescencyjnych ACD RNAscope Multiplex V3 |
| Zestaw do wykrywania fluorescencyjnego RNAscope Multiplex | ACD | PN 323110 | Zawarte w ACD RNAscope Fluorescent Multiplex Fluorescent Reagent Kit V2 |
| Odczynniki RNAscope Target Retrieval | ACD | 322000 | Zawarte w ACD RNAscope Fluorescent Multiplex Fluorescent Reagent Kit V4 |
| RNAscope Wash Buffer | ACD | PN 310091 | Zawarte w ACD RNAscope Fluorescencyjny Multiplex Zestaw odczynników fluorescencyjnych V5 |
| RNAscope Rozcieńczalnik | sondy ACD | 300041 | |
| Uchwyt do szkiełek | StatLab | 4465A | |
| Naczynie barwiące z pokrywką | StatLab | LWS20WH | |
| Superfrost Plus Szkiełka mikroskopowe | Fisher | 1255015 | poddane obróbce, naładowane szkiełka |
| Tris-HCl | |||
| Ksylen | Sigma-Aldrich | 534056-4L |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten artykuł został opublikowany
Film wkrótce dostępny