Preparação do Tecido Cerebral de Rato imunomicroscopia

Resumo

Nós descrevemos um protocolo para perfusão intracardíaca de ratos, remoção e corte do cérebro, bem como coloração por imunoperoxidase, a incorporação de resina, seccionamento e ultrafina das seções do cérebro. Após a conclusão desses procedimentos, o material imunocoradas está pronto para exame em microscopia eletrônica de transmissão.

Resumo

Microscopia eletrônica de transmissão (TEM) é extremamente útil para visualizar microglial, oligodendrocytic, astrocíticos e neuronal compartimentos subcelulares (dendrito, espinha dendrítica, axônio, axônio terminal, pericário), bem como suas organelas e do citoesqueleto intracelular no sistema nervoso central em alta resolução espacial. Combinado com o TEM, pré-incorporação imunocitoquímica permite a discriminação de elementos celulares com poucas características e critérios de identificação (por exemplo, microglial perikarya e processos, quando se utiliza um anticorpo contra o marcador microglia específicos Iba1 (cálcio ionizado molécula adaptador de ligação 1; como apresentado aqui)), identificando o conteúdo do neurotransmissor dos elementos celulares (por exemplo, serotoninérgicos) e sua localização ultra-estrutural de proteínas solúveis ou ligada à membrana (por exemplo, 5 HT1A e EphA4 receptores). Aqui, nós descrevemos um protocolo para perfusão intracardíaca de camundongos com acroleína fixador, remoção e corte do cérebro, bem como imunoperoxidase diaminobenzidina-coloração (DAB), a incorporação de resina, seccionamento e ultrafina das seções do cérebro. Após a conclusão desses procedimentos, o material imunocoradas está pronto para exame com TEM. Quando rigorosamente realizada, esta técnica fornece um excelente compromisso entre a preservação ultraestrutural e detecção imunocitoquímica ideal.

Protocolo

1. Perfusão animais

1. No dia antes da perfusão, prepare:
   - 2 L de tampão fosfato (PB; 100 mM, pH 7,4) e 1 L de sódio tampão fosfato (PBS, 0,9% NaCl em 50 mM PB, pH 7,4) em água destilada duas vezes. Armazenar o PBS e 1L de PB a 4 ° C. Estes serão usados ​​para a perfusão e incorporação de pré-imunocitoquímica.
   - Solução de 1L de paraformaldeído 4,0% (PFA, pH 7,4) fixador, o que permitirá a perfusão de 6 camundongos. Para o efeito, aquecer 1 L de PB sob uma coifa. Pesar 40 g de paraformaldeído granular (PFA) e despeje na solução PB quando atinge 60 ° C. Quando a solução é clara, com o PFA completamente dissolvido, arrefecer à temperatura ambiente (RT) e armazenar a 4 ° C.
2. No dia da perfusão, preparar 500 mL de solução de acroleína 3,5% em PB sob uma coifa. Então, filtrar a acroleína 3,5% e 4,0% PFA soluções utilizando papel de filtro.
3. Para anestesia mouse, injetar pentobarbital sódico (80 mg / kg) para o peritônio com uma calibre 27 ½ "agulha.
4. Durante a perfusão, 50 mL de PBS, 75 ml de acroleína, e 150 mL de PFA serão seqüencialmente passam para a circulação mouse. Para configurar a bomba peristáltica, encha o tubo com PBS e fixar um calibre 23 ¾ "agulha borboleta em uma extremidade. Mergulhe a outra extremidade do tubo na solução de perfusão (PBS, acroleína ou PFA). Definir a velocidade da peristáltica bomba para 20-25 mL / min para os ratos jovens e adultos. Durante a perfusão, evitar cuidadosamente as bolhas de ar que formam na tubulação.
5. Espere até que o rato anestesiado não responde mais a estímulos dolorosos, como uma pitada de cauda, ​​antes de prosseguir. Coloque o animal em uma bandeja de dissecação e corrigir as patas com fita. Com uma pinça e tesouras, abrir a pele e cavidade torácica para expor o coração. Para minimizar a isquemia cerebral, a perfusão deve ser iniciada rapidamente. Corte aberto o átrio direito com uma tesoura pequena e iniciar a bomba peristáltica. Enquanto mantém o coração com uma pinça, insira a agulha borboleta no ápice do ventrículo esquerdo.
6. Ao mudar solução, parar a bomba peristáltica, a transferência da tubulação de uma solução para outra, e reiniciar a bomba imediatamente.
7. Quando 150 mL de PFA passou, parar a bomba peristáltica. Com uma tesoura pequena, corte a cabeça, abrir a pele e quebrar o crânio entre os olhos. Usando uma pinça pequena, com cuidado pegue pequenos pedaços de crânio até o cérebro pode ser facilmente removido. Pós-fix o cérebro por 2 horas a 4 ° C em PFA. Lavar 3 vezes 10 minutos em PBS.
8. Imediatamente cortar o cérebro em transversal (50 seções mm de espessura) em ice-cooled PBS usando um vibratome. Com um pincel fino, a transferência de seções selecionadas para imunocitoquímica em um frasco de vidro contendo PBS. Armazenar os restantes secções a -20 ° C em crioprotetor (30% de etileno glicol e glicerol 30% em PBS) por até vários anos.

2. Pré-incorporação imunocitoquímica

1. Para imunocitoquímica, as seções são processados ​​livremente flutuando em frascos de vidro. Durante todo o processo, é preciso evitar cuidadosamente deixando seções secar.
2. Primeiro, remova a PBS usando uma pipeta de transferência e substituir imediatamente com uma nova solução de borohidreto de sódio a 0,1% em PBS por 30 minutos em temperatura ambiente.
3. Enxágüe seções com PBS três vezes 10 minutos, retirando todas as bolhas, e incubar por 2 horas em temperatura ambiente em uma solução de bloqueio de PBS contendo 0,5% de gelatina e 5% de soro normal do animal em que o anticorpo secundário foi gerado (soro de cabra normal em presente exemplo da imunocoloração por Iba1).
4. Incubar durante 48 horas com o anticorpo primário em solução de bloqueio. Para Iba1 imunomarcação, utilize o anticorpo de coelho anti-Iba1 (1:1000).
5. Enxágüe seções com PBS três vezes 10 minutos e incubar em anticorpo secundário conjugado com biotina (1:1000) em solução de bloqueio por 2 horas em temperatura ambiente.
   Para Iba1 imunocoloração, use cabra anti-coelho IgGs.
6. Enxágüe seções com PBS três vezes 10 minutos e incubar em estreptavidina-peroxidase (1:1000) em solução de bloqueio por 1 hora em temperatura ambiente.
7. Enxágüe seções com PBS 10 minutos e com Tris / HCl-buffered saline (TBS, 50 mM, pH 7,4) duas vezes 10 minutos. Para revelar a rotulagem, incubar seções com DAB 0,05% e peróxido de hidrogênio 0,01% em TBS (solução recentemente preparada). Quando a coloração é marrom-escuro (veja o exemplo na Figura 1), parar a reação por lavagem em TBS. Em qualquer caso, a reação final após um máximo de 5 minutos. Enxágüe seções com TBS 10 minutos e com PB 2 vezes de 10 minutos.

3. Processamento para microscopia eletrônica

1. Transferência de seções em PB em uma placa de cultura com vários poços usando um pincel fino. Prepare a solução de tetróxido de ósmio 1% em PB sob um capuz fumegante. Remover PB dos poços da placa de cultura e difundir as seções planas com um pincel fino. Seções mergulhadas imediatamente em ósmio 1% por 30 minutos em temperatura ambiente.
2. Transferir as seções em frascos de vidro, lave com PB 3 vezes 10 minutos, e desidratar até 2 minutos para imersões ascendente concentrações de etanol: 2 vezes 35%, 1 vez cada um dos 50%, 70%, 80%, 90%, e 95 %, 3 vezes 100%, seguido por três vezes óxido de propileno.
3. Para preparar a resina Durcupan, combine 20 g do componente A, 20 g do componente B, 0,6 g do componente C e 0,4 g do componente D em um copo descartável, misture bem até que a cor se torna uniforme, e despeje em uma lata de alumínio pesam prato. Se necessário, blocos de resina podem ser preparados por vazamento de resina em moldes de incorporação e cura em um forno de 55 ° C durante 48-72 horas.
4. Usando um pincel fino lavado com óxido de propileno, remova as seções do óxido de propileno e mergulhe na resina Durcupan para impregnação durante a noite a RT.
5. No dia seguinte, coloque o prato de alumínio pesam em um forno de 55 ° C por 10 minutos para amolecer a resina. Usando uma escova lavados com óxido de propileno, um filme de revestimento incorporando Aclar com uma fina camada de resina, estabelecer as seções, cubra com outro filme de incorporação, e distribuir pesos leves (cerca de 2 g, por exemplo as tampas de plástico de frascos de vidro) em cima para ajudar a espalhar a resina. Para polimerização da resina, incubar no forno por 48-72 horas (a 55 ° C).
6. Após a polimerização, remover os pesos leves e incorporação de filme no topo das seções. Sob um microscópio binocular, selecionar áreas de interesse quadrados (cerca de milímetro 2x2) e com cuidado especial sobre o consumo-los do filme usando uma lâmina de barbear.
7. Cole as áreas de interesse na ponta de blocos de resina usando Superglue e cura no forno 55 ° C por 1 hora.
8. Em preparação para corte, cortar o bloco de resina com a forma de um trapézio isósceles com uma lâmina de barbear.
9. Utilizando um ultramicrótomo e uma faca de vidro, remover a cola e resina na superfície do tecido. Preencha o barco da faca de vidro com água bidestilada e cortar alguns semi-finos (0,5-1 mm de espessura).
10. Transferir as seções para um slide SuperFrost com um laço perfeito. Seca das seções, colocando o slide em uma placa de aquecimento a 80 ° C por 1 minuto. Cubra com algumas gotas de 0,1% mancha azul de toluidina (2 g de borato de sódio e 0,2 g azul de toluidina em 200 mL de água bidestilada) por 1 minuto. Lavar o excesso de corante com água destilada duas vezes. Exame das seções com um microscópio de luz permitirá distinguir o tecido manchado a partir da resina (Figura 2).
11. Retomar o corte até a fronteira entre o tecido e resina alcança o meio das seções. Note que o procedimento a seguir exige treinamento. Substituir a faca de vidro com uma faca de diamante e preencha o barco com água destilada duas vezes. Prata para cortar seções prata-ouro ultrafinos (60-80 nm de espessura) e cuidadosamente coletá-los em grades de cobre de malha fina usando uma pinça invertida. Seca das grades em um papel de filtro.
12. Para melhorar o contraste, as seções ultrafinas podem ser marcadas com citrato de chumbo (0,03 g citrato de chumbo e 0,1 mL de hidróxido de sódio 10N em 10 mL de água bidestilada ^1). Usando uma pinça fina invertida, a transferência de uma grade para uma gota de citrato de chumbo por 2 minutos. Retire a grelha e delicadamente enxágüe em três banhos sucessivos de água destilada duas vezes. Por fim, seque as grades de um filtro de papel e guarde-os em uma caixa de grade, até o exame microscópico de elétrons (Figuras 3-6).

4. Resultados representante

Figura 1. Iba1 manchada de secção no nível de luz microscópica. A distribuição celular de Iba1 é restrito a microglia, que mostra a especificidade da imunomarcação. Barra de escala = 100 mm.

Figura 2. Toluidina azul manchado de seção semi-fina no nível de luz microscópica. Nota da fronteira entre o tecido e resina onde a imunomarcação aparecerá mais intensa no microscópio eletrônico.

Figura 3. Ultrafinos seção mostrando Iba1-imunopositivas pericário microglial e processos ao nível da microscopia eletrônica. Iba1 positivo elementos estruturais são reconhecidos por sua imunoperoxidase-DAB precipitar elétron-denso. Barra de escala = 2 m.

Figura 4. Ultrafinos seção exibindo Iba1-imunopositivas processos microglial de tamanhos e formas diferentes ao nível da microscopia eletrônica. Barra de escala = 2 m.

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Figura 5. Ultrafinos secção que mostra a maior ampliação de um processo Iba1 positivo microglial na Figura 4, permitindo a identificação de suas organelas intracelulares. Barra de escala = 1 mícron.

Figura 6. Secção ultrafinos revelando a maior ampliação das relações entre um processo ultra-Iba1 positivo microglial e elementos próximos de neuropil incluindo sinapses. Barra de escala = 1 Hm.

Discussão

Aqui nós descrevemos um protocolo para a preparação do tecido cerebral do rato para imunomicroscopia que oferece um excelente compromisso entre a preservação ultraestrutural e detecção imunocitoquímica ideal, quando os procedimentos são rigorosamente executado.

Combinado com o TEM, este método permite distinguir elementos celulares com poucas características e critérios de identificação. Em particular, a coloração de imunoperoxidase DAB-de Iba1 permite identificar perikarya microglial e proc...

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