O objetivo deste protocolo é isolar microvasos de várias regiões do sistema nervoso central de vertebrados lissencefálicos e girofálicos.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
* These authors contributed equally
O objetivo deste protocolo é isolar microvasos de várias regiões do sistema nervoso central de vertebrados lissencefálicos e girofálicos.
O isolamento de microvasos do sistema nervoso central (SNC) é comumente realizado apartir da combinação de tecido cortical de múltiplos animais, na maioria das vezes roedores. Esta abordagem limita o interrogatório de propriedades de barreira sangue-cérebro (BBB) ao córtex e não permite a comparação individual. Este projeto se concentra no desenvolvimento de um método de isolamento que permite a comparação da unidade neurovascular (NVU) de várias regiões do SNC: córtex, cerebelo, lobo óptico, hipotálamo, pituitário, tronco cerebral e medula espinhal. Além disso, este protocolo, originalmente desenvolvido para amostras de urina, foi adaptado com sucesso para uso em tecidos do SNC de pequenas e grandes espécies de vertebrados das quais também somos capazes de isolar microvasos da matéria branca do hemisfério cerebral. Este método, quando emparelhado com imunorotulagem, permite a quantidade de expressão proteica e comparação estatística entre indivíduos, tipo de tecido ou tratamento. Provamos essa aplicabilidade avaliando mudanças na expressão de proteínas durante encefalomielite autoimune experimental (EAE), um modelo de urina de uma doença neuroinflamatória, esclerose múltipla. Além disso, micronavios isolados por este método poderiam ser usados para aplicações a jusante como qPCR, RNA-seq e mancha ocidental, entre outros. Mesmo que esta não seja a primeira tentativa de isolar micronavios do SNC sem o uso de ultracentrifugação ou dissociação enzimática, é único em sua adeptness para a comparação de indivíduos solteiros e múltiplas regiões do SNC. Portanto, permite a investigação de uma série de diferenças que, de outra forma, podem permanecer obscuras: porções do SNC (córtex, cerebelo, lobo óptico, tronco cerebral, hipotálamo, hipófise e medula espinhal), tipo de tecido cns (matéria cinzenta ou branca), indivíduos, grupos de tratamento experimental e espécies.
Nosso cérebro é o órgão mais importante do nosso corpo. Por esta razão, manter a homeostase cerebral, apesar de fatores externos que podem desencadear um desvio da normalidade é uma prioridade. De acordo com alguns estudiosos, cerca de 400-500 milhões de anos atrás1, animais vertebrados desenvolveram o que hoje conhecemos como a barreira hemato-hematograse (BBB)2,3. Esta "cerca" protetora exerce a maior influência sobre a homeostase e as funções do sistema nervoso central (SNC), regulando firmemente o transporte de íons, moléculas e células entre sangue e snc. parenchyma. Quando o BBB é interrompido, o cérebro torna-se suscetível à exposição tóxica, infecção e inflamação. Portanto, a disfunção BBB está associada a muitos distúrbios neurológicos e neurodesenvolvimentais4,5,6.
A função sofisticada do BBB é atribuída à microvasculatura cns única conformada pela unidade neurovascular (NVU)2,3. Células endotélias altamente especializadas, pericitos e pés finais ascícticos são os componentes celulares do NVU2,3. A matriz extracelular gerada por essas células também é essencial para a fisiologia NVU e BBB2,3. Embora componentes celulares e moleculares essenciais do NVU sejam conservados entre vertebrados, a heterogeneidade é relatada entre ordens eespécies 7,8. No entanto, limitações técnicas impedem nossa capacidade de considerar plenamente essas diferenças em pesquisa sonoridade, biomédica ou translacional.
Devido a isso, expandimos um método de isolamento de micronavios específico da região do SNC para torná-lo aplicável a inúmeras espécies de todos os cinco grupos vertebrados: peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. O protocolo é descrito para uso em vertebrados pequenos lissencefálicos e de grande girofálico, incluindo espécies com relevância translacional9. Além disso, incluímos outras regiões do SNC não investigadas antes neste contexto, mas relevantes para a neurofisiologia e com tremendas implicações clínicas: hipotálamo, hipófise e matéria branca. Por fim, testamos a capacidade deste método de isolamento como uma ferramenta confiável paraidentificar mudanças na expressão de proteínas ao longo da NVU e/ou BBB9,10,11. Como prova de conceito, mostramos como determinar as mudanças na expressão VCAM-1 e JAM-B durante o EAE usando o método de isolamento seguido de imunofluorescência.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Todos os procedimentos do presente estudo estão de acordo com as diretrizes estabelecidas pela Universidade da Califórnia (UC), Davis Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). O cuidado animal em UC Davis é regulado por diversos recursos independentes e foi acreditado inteiramente pela associação para a avaliação e o accreditation do animal do laboratório internacional (AAALAC) desde 1966. Tecidos sincie foram obtidos do Departamento de Ciências Animais da UCD, Laboratório de Ciências da Carne. Tecidos do SNC de macacos rhesus foram obtidos do Departamento Nacional de Patologia do Centro de Pesquisa de Primatas da Califórnia (NIH P51OD011107). Nenhuma anestesia, eutanásia ou necropsia foi realizada por funcionários de laboratório em porcos e macacos. Portanto, não existem recomendações particulares sobre essas questões.
NOTA: Este método foi validado para várias espécies, mas o protocolo fornecido corresponde mais diretamente aos tecidos de camundongos e suínos. Detalhes relativos ao lobo óptico não se aplicam ao usar espécimes de mamíferos. Todos os materiais bioperigosos devem ser tratados em uma instalação adequada de nível de biossegurança (BSL). Todos os materiais agudamente tóxicos devem ser manipulados debaixo de um capô de fumaça. Todos os resíduos médicos bioperigosos e resíduos agudamente tóxicos devem ser eliminados adequadamente.
1. Preparação
2. Dissecção de tecido cns de pequeno espécime de vertebrados lissencefálicos
NOTA: O artigo demonstra a aplicação do protocolo em um C57BL6/J, 10 semanas de idade, ~ 25 g, rato macho.
3. Dissecção de tecido cns de um grande espécime de vertebrados gyrencefálicos
NOTA: Este protocolo utiliza tecidos snc sinéci obtidos a partir de um matadouro. Portanto, nenhuma anestesia, eutanásia ou necropsia é descrita ou mostrada aqui.
4. Homogeneização do tecido do SNC
NOTA: É mais eficiente quando dois investigadores se envolvem no processo de homogeneização: um dissecando as meninges o estereoscópio e o outro homogeneizando os tecidos picados. Desta forma, os tecidos são rapidamente devolvidos ao balde de gelo e mantidos frios.
5. Purificação de micronavios
6. Elução e Filtração de Micronavios
7. Imunomanchas
NOTA: A coloração hematoxilina e eosina (H&E) foi realizada em espécimes de répteis, anfíbios e peixes como prova de conceito da viabilidade do protocolo. Portanto, não há recomendação para imunorotulagem para esses espécimes.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Microvasos isolados do CNS de urina mostraram todos os componentes celulares intrínsecos da unidade neurovascular2,3. Usando molécula de adesão de plaquetas endotelial-1 (PECAM, também conhecida como CD31) ou isolectinA IB4 (uma glicoproteína que liga o glycocalyx endotelilista) para células endotélias, plaquetas derivaram fator de crescimento-β (PDGFRβ) ou antígeno neuronal-glial 2 (NG2) para pericitos e aquaporina-4 (AQP4) para ...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
O BBB inclui as propriedades únicas das células endotélias de microvasculatura cerebral juntamente com uma arquitetura sofisticada de junções apertadas, aderentes, "peg-soquete" e placas de adesão críticas para a homeostasedoSNC2,3,19. As propriedades das células endotélias são induzidas e mantidas pelos pericitos e pelos processos circundantes astroglia end-foot2,3,
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Os autores não têm nada a divulgar.
Dr. Cruz-Orengo foi apoiado pela Universidade da Califórnia, Davis, Escola de Medicina Veterinária Start Up Funds.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 10X PBS | ThermoFisher | BP39920 | Usado para bloqueio e diluente de anticorpos. |
| 20% PFA | Microscopia Eletrônica Sciences | 15713-S | Usado como fixador (4% PFA) |
| 70.000 MW Dextran | Millipore Sigma | 9004-54-0 | Usado para solução MV-2 |
| Adson Forceps | Fine Science Tools (FST) | 11006-12 | Usado para remoção de músculo e pele |
| Adson Forceps, qualidade do aluno | FST | 91106-12 | Mesmo que acima, mas soro bovino mais barato |
| albumina (BSA) | Millipore Sigma | A7906-100G | Usado para solução MV-3, bloqueio e diluente de anticorpos |
| Corning 100 μ m Filtro de células | Millipore Sigma | CLS431752-50EA | |
| Corning 70 μ m Filtro de célula | Millipore Sigma | CLS431751-50EA | |
| Corning Deskwork pontas de baixa ligação | Millipore Sigma | CLS4151 | O mesmo que abaixo, mas mais barato. |
| Cultrex Poli-D-Lisina | R& D | 3439-100-01 | Usado para revestimento de slides |
| Burro anti-cabra IgG-ALEXA 555 | Thermo | A21432 | Usado como anticorpo secundário. Diluição recomendada de 1:200. |
| Burro anti-rato IgG-ALEXA 488 | Thermo | A21202 | Usado como anticorpo secundário. Diluição recomendada de 1:200. |
| Burro anti-coelho IgG-ALEXA 488 | Thermo | A21206 | Usado como anticorpo secundário. Diluição recomendada de 1:200. |
| Burro anti-coelho IgG-ALEXA 647 | Thermo | A31573 | Usado como anticorpo secundário. Diluição recomendada de 1:200. |
| Burro anti-rato IgG-DyLight 650 | Thermo | SA5-10029 | Usado como anticorpo secundário. Diluição recomendada de 1:200. |
| Picareta de tecido de duas pontas | FST | 18067-11 | Usado para remoção de meninges e plexo coróide |
| Fórceps Dumont #3c | FST | 11231-20 | Usado para manuseio de tecidos do SNC mais delicados e/ou pequenos (como hipófise) |
| Dumont #7 Fórceps | FST | 11274-20 | Usado para dissecção e manuseio do SNC |
| Dumont #7, estudante | FST | 91197-00 | O mesmo que acima, mas mais barato |
| ep Dualfilter T.I.P.S. LoRetention Dicas | Eppendorf | 22493008 | Melhor qualidade do que as dicas acima (mais caras). |
| Pinça Graefe Extra Fina, serrilhada | FST | 11151-10 | Usada para remoção |
| Tesoura Fina, afiada | FST | 14060-09 | Usada para remoção de saco dural de porco e macaco |
| Pilão de Vidro 1.5 mL Microcentrifuge Tubo Moedor de Tecidos Homogeneizador, Pacote de 10 | Chang Bioscience Inc. (eBay) | GP1.5_10 | Usado para pequenos hipotátalos e hipófise vetebrados. |
| Cabra anti-CXCL12, biotinilada | PeproTech | 500-P87BGBT | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Diluição recomendada: 1:20. |
| Cabra anti-JAM-B | R& D | AF1074 | Usado como anticorpo primário para avaliar a neuroinflamação. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Cabra anti-rato IgG-ALEXA 488 | Thermo | A11001 | Usado como anticorpo secundário. Diluição recomendada de 1:200. |
| Cabra anti-rato IgG-ALEXA 555 | Thermo | A21424 | Usado como anticorpo secundário. Diluição recomendada de 1:200. |
| Cabra anti-PDGFRβ | R& D | AF1042 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Cabra anti-coelho IgG-ALEXA 555 | Thermo | A21249 | Usado como anticorpo secundário. Diluição recomendada de 1:200. |
| Cabra anti-coelho IgG-DyLight 488 | Thermo | 35552 | Usado como anticorpo secundário. Diluição recomendada de 1:200. |
| Cabra anti-rato IgG-DyLight 650 | Thermo | SA5-10021 | Usado como anticorpo secundário. Diluição recomendada de 1:200. |
| Pinça Graefe, ponta curva, dentes 1X2 | FST | 11054-10 | Uso para retenção e agitação da rede de filtro de nylon |
| HBSS, 1X tampão com cálcio e magnésio | Corning | 21-022-CM | Usado para solução MV-1 |
| HEPES, 1M tampão líquido | Corning | 25-060-CI | Usado para solução MV-1 |
| Isolectina GS-IB4-Biotina-XX | ThermoFisher Scientific (Thermo) | I21414 | Glicoproteína isolada da leguminosa Griffonia simplicifolia que se liga a resíduos de D-galactosil de glicocalysx de células endoteliais. Usado para microvasos do SNC aviários e suínos. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Tesoura LaGrange, serrilhada | FST | 14173-12 | Usado para dissecção do crânio e laminectomia (exceto porco e macaco) |
| Millicell EZ slide Unidade de 8 poços | Millipore Sigma | PEZGS0816 | |
| Mouse anti-CLDN5 | Thermo | 35-2500 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todos os espécimes. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Camundongo anti-GGT1 | Abcam | ab55138 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Rato anti-humano CD31 | R& D | BBA7 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de primatas. Concentração recomendada: 16,5 μ g/mL. |
| Camundongo anti-NFM | Thermo | RMO-270 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Camundongo anti-&alfa; SMA | Thermo | MA5-11547 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Diluição recomendada de 1:200. |
| Rede de filtro de nylon, rolo | Millipore Sigma | NY6000010 | Corte a laser em discos de rede de filtro de 13 mm de diâmetro. Usado para hipotátalo e hipófise vetebrados pequenos. |
| Redes de filtro de nylon, 25 mm | Millipore Sigma | NY2002500 | Usado na maioria dos tecidos do SNC de pequenos vertebrados, exceto hipotálamo e hipófise. Usado para hipotálamo e hipófise de macacos e porcos. |
| Redes de filtro de nylon, 47 mm | Millipore Sigma | NY2004700 | Usado para tecidos do SNC de macacos e porcos, exceto hipotálamo e hipófise. |
| Reagente antidesbotamento ProLong Gold com DAPI | ThermoFisher | P36935 | Usado para lâminas de lamínula. |
| Coelho anti-AQP4 | Millipore Sigma | A5971 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Diluição recomendada de 1:200. |
| Coelho anti-LSR | Millipore Sigma | SAB2107967 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Coelho anti-NG2 | Millipore Sigma | AB5320 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Diluição recomendada de 1:200. |
| Coelho anti-OSP | Abcam | ab53041 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Concentração recomendada: 1 μ g/mL. |
| Coelho anti-VE-Caderina | Abcam | ab33168 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Coelho anti-ZO-1 | Thermo | 61-7300 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Rato anti-CD31 | Becton Dickinson | BD 550274 | Usado como anticorpo primário para microvasos murinos do SNC. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Rato anti-GFAP | Thermo | 13-0300 | Usado como anticorpo primário em microvasos do SNC de todas as amostras. Diluição recomendada de 1:200. |
| Rato anti-VCAM-1 | Becton Dickinson | BD 553329 | Usado como anticorpo primário para avaliar a neuroinflamação. Concentração recomendada: 5 μ g/mL. |
| Solução estéril de Ringer, Frog | Aldon Corporation | IS5066 | Usado para anestesia amfibiana |
| Streptavidin-ALEXA 555 | Thermo | S32355 | Usado como anticorpo secundário para marcar anticorpos primários biotinilados. Diluição recomendada de 1:500. |
| Streptavidin-ALEXA 647 | Thermo | S32357 | Usado como anticorpo secundário para marcar anticorpos primários biotinilados. Diluição recomendada de 1:500. |
| Tesoura cirúrgica, afiada | FST | 14002-12 | Usada para remoção de músculo e pele |
| Tesoura cirúrgica, afiada-romba | FST | 14001-16 | Usada para decapitação (exceto porco e macaco) |
| Suporte de filtro Swinnex, 13 mm | Millipore Sigma | SX0001300 | Modificado por corte a laser. Usado para hipotátalo e hipófise vetebrados pequenos. |
| Suporte de filtro Swinnex, 25 mm | Millipore Sigma | SX0002500 | Modificado por corte a laser. Usado na maioria dos tecidos do SNC de pequenos vertebrados, exceto hipotálamo e hipófise. Usado para hipotálamo e hipófise de macacos e porcos. |
| Suporte de filtro Swinnex, 47 mm | Millipore Sigma | SX0004700 | Modificado por corte a laser. Usado para tecidos do SNC de macacos e porcos, exceto hipotálamo e hipófise. |
| Triton X-100 | ThermoFisher | 50-165-7277 | Usado para bloqueio e diluente de anticorpos. |
| Agitador Suspenso Wheaton 120 Vac | VWR (Fornecedor DWK Life Sciences) | 62400-904 (DWK #903475) | Usado para tecidos do SNC de macacos e porcos com triturador de tecidos de 55 mL, exceto hipotálamo e hipófise. |
| Moedor de tecidos Wheaton Potter-Elvehjem com pilão de PTFE, 10 mL | VWR (Fornecedor DWK Life Sciences) | 14231-384 (DWK #357979) | Usado na maioria dos tecidos do SNC de pequenos vertebrados, exceto hipotálamo e hipófise. Usado para hipotálamo e hipófise de macacos e porcos. |
| Moedor de tecidos Wheaton Potter-Elvehjem com pilão de PTFE, 55 mL | VWR (Fornecedor DWK Life Sciences) | 14231-372 (DWK #357994) | Usado para tecidos do SNC de macacos e porcos, exceto hipotálamo e hipófise. |
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.