Esse protocolo descreve um método de imunocoloração do estômago inteiro modificado a partir da técnica "Swiss roll" originalmente desenvolvida para o intestino murino.
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Esse protocolo descreve um método de imunocoloração do estômago inteiro modificado a partir da técnica "Swiss roll" originalmente desenvolvida para o intestino murino.
Tecnologias espaciais de "ômica" oferecem oportunidades sem precedentes para estudar a biologia e as interações das células individuais do aparelho neuromuscular gástrico em seu ambiente tecidual nativo. No entanto, a aplicação bem-sucedida dessas abordagens e a avaliação de diferenças estruturais e moleculares entre o fundo do olho, corpo e antro exigem amostragem consistente e orientação do tecido. Aqui, relatamos uma técnica modificada de "Swiss roll" adaptada ao estômago do camundongo, que permite que todas as principais regiões anatômicas sejam incorporadas e visualizadas em uma única criossecção. Essa abordagem enfatiza fixação plana e posicionamento cuidadoso para gerar seções com orientação e qualidade reprodutíveis. Este estudo também otimizou as condições de coloração por imunofluorescência para garantir visualização de alta qualidade dos marcadores celulares. Esse protocolo permite comparações abrangentes lado a lado das regiões gástricas, minimizando a perda de tecido e a variabilidade experimental. Ao aprimorar a preservação dos tecidos e a orientação espacial, esse método oferece uma ferramenta prática e escalável para pesquisadores que estudam biologia gástrica em contextos fisiológicos e patológicos.
O estômago é um órgão complexo em forma de J que conecta o esôfago aoduodeno 1. Ele é dividido em três principais regiões anatômicas: o fundo do olho, o corpo e oantro 1. Cada região da túnica muscular gástrica desempenha um papel fisiológico distinto, contribuindo para funções gástricas importantes como acomodação, complacência, trituração alimentar e esvaziamento 1,2. Estudar mudanças na fisiologia e patologia gástrica requer uma análise detalhada dessas regiões e de sua arquitetura celular.
Para visualizar grandes áreas de tecido, os pesquisadores frequentemente adaptam a técnica do "rolo suíço (Swiss roll), originalmente desenvolvida para o intestinomurino 3,4,5,6. Esse estudo modificou a técnica do Swiss roll para uso com o estômago murino para estabelecer um novo protocolo. O estômago é primeiro separado em suas regiões anatômicas e fixado em uma orientação plana. O tecido é então cuidadosamente enrolado e processado para criosseção. Um enrolamento inadequado pode danificar estruturas epiteliais frágeis, especialmente no intestino, levando a má qualidade dos tecidos para imunocoloração. Preservar tecidos bem fixos, devidamente orientados e com estruturas celulares intactas é essencial para imagens de alta resolução. Este trabalho apresenta um novo método para gerar rolos suíços que incluem todas as regiões gástricas dentro de um único criobloco. Além disso, é descrito um protocolo otimizado de coloração por imunofluorescência para a túnica muscular gástrica, permitindo uma avaliação detalhada da função gástrica. Esse protocolo fornece um guia abrangente para obtenção de imagens de imunofluorescência de alta qualidade por meio da preparação cuidadosa do tecido gástrico, processamento de rolos suíços e coloração. Ao preservar a morfologia intrincada da túnica muscular gástrica, esse método facilita uma compreensão mais profunda de sua estrutura e função tanto na saúde quanto na doença.
Experimentos com animais foram realizados seguindo as diretrizes descritos no Guia dos Institutos Nacionais de Saúde para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório. Os protocolos foram aprovados pelo Comitê de Cuidado e Uso Institucional de Animais da Mayo Clinic (A48315-15). Os programas e instalações de cuidado e uso animal da Mayo Clinic foram revisados e totalmente acreditados pela Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International (AAALAC). Os reagentes e os equipamentos utilizados estão listados na Tabela de Materiais.
1. Técnica do rolo suíço para criosseções gástricas fixadas com paraformaldeído (PFA)
2. Coloração imunofluorescente do tecido muscular gástrico
3. Imagem de imunofluorescência usando microscópio confocal
Usando o novo método, os rolos suíços gástricos murinos incluíam as três principais regiões do estômago: fundo, corpo e antro, junto com uma pequena porção do esôfago e do duodeno em uma única seção. Incluir todo o estômago em uma seção permite uma análise regional abrangente (Figura 1). A coloração por hematoxilina e eosina (H&E) em imagens inteiras dos rolos suíços do estômago demonstrou uma arquitetura gástrica bem preservada em todas as regiões, permitindo visualização clara das camadas mucosa, submucosa e muscular (Figura 3). A Figura 4 mostra a coloração imunofluorescente representativa das células intersticiais de Cajal (ICC; células pacemaker que geram ondas lentas rítmicas subjacentes à motilidade intestinal fásica; identificadas por KIT e ANO1), neurônios entéricos (neurônios do sistema nervoso entérico que coordenam a motilidade gastrointestinal; identificados por imunocoloração TUBB3) e núcleos (DAPI). Na mucosa gástrica, a KIT também é expressa nas células de Paneth e cálica, conforme járelatado 9,10,11. O ANO1 também é altamente expresso no epitélio gástrico, particularmente nas células epiteliais colunares do fundo de olho, consistente com seu papel no transporte de cloreto e secreçãomucosa 11. Além disso, TUBB3 é expresso em certas células endócrinas gástricas e células secretoras de muco, segundo dados do Atlas de ProteínasHumanas 12,13. A Figura 5 mostra a coloração imunofluorescente representativa de células musculares lisas marcadas por MYH11, células epiteliais da mucosa gástrica marcadas por E-cadherina e ICC marcadas por KIT. MYH11 também é expressa em miofibroblastos na mucosa gástrica, conforme relatadoanteriormente em 14. Juntos, esses resultados de imunofluorescência confirmam que nosso protocolo preserva a arquitetura tecidual.

Figura 1: Preparação do "rolo suízo" do estômago do camundongo para criossecção. (A) Todo o estômago é colocado em um prato de dissecação revestido de silicone preto, preenchido com soro fisiológico frio tamponado com fosfato (PBS) imediatamente após a remoção para preservar a integridade dos tecidos. (B) O estômago é aberto ao longo do ponto médio do duodeno. (C) O estômago é suavemente esticado e preso no prato para ficar plano sem aplicar tensão excessiva. Uma linha tracejada vermelha é contornada ao longo do papel para indicar onde deve ser aparado e facilitar o rolamento. (D) O estômago aberto e fixo é colocado sobre papel filtro umedecido com PBS em preparação para enrolar em uma configuração compacta. A seta vermelha mostra a direção do estômago girando. (E) Os pedaços de tecido são incorporados em composto de temperatura de corte ideal (O.C.T.) e congelados em gelo seco em preparação para criossecção. (F) Os blocos congelados são armazenados a −80 °C e criossecados com espessura de 5 μm para análise a jusante. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

Figura 2: Configuração da aquisição de ND e visualização de saturação durante a imagem Z-stack. (A) Configurações do laser e do detector configuradas no software de imagem confocal para imagem espectral multicanal. Quatro fluoróforos são utilizados: 4′,6-diamidino-2-fenilindol (DAPI), Alexa Fluor 488 (AF488), Alexa Fluor 555 (AF555) e Alexa Fluor 647 (AF647), cada um acoplado a lasers de excitação e detectores de emissão correspondentes. O gráfico espectral exibe curvas de excitação e emissão, permitindo ajustes para minimizar diafonia e otimizar a detecção de sinais. (B) As configurações de exposição são ajustadas individualmente para cada fluoróforo para evitar a saturação de pixels e preservar detalhes em regiões de alta intensidade. (C) Configuração grande de aquisição de imagem (por exemplo, 6 × 6 campos) permite visualizar todo o rolo gástrico de Swiss Roll; O tamanho do campo da imagem deve ser ajustado de acordo com o tamanho e a compacidade do tecido enrolado. (D) Janela de aquisição ND mostrando as configurações dos parâmetros da pilha Z. A faixa Z é definida selecionando as posições superior e inferior do músculo gástrico, com oito etapas configuradas para capturar a profundidade total do tecido para análise tridimensional (3D). Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

Figura 3: Imagem de um Swiss roll de camundongo manchado com hematoxilina e eosina. A varredura de azulejo demonstra a capacidade de visualizar todo o rolo suíço gástrico de uma camundonha C57BL/6J de 8 semanas. As principais regiões anatômicas são indicadas, incluindo o esôfago (linha pontilhada vermelha), esfíncter esofágico inferior (linha pontilhada roxa), fundo de olho (linha pontilhada preta), corpo (linha pontilhada azul), antro (linha pontilhada verde) e duodeno (linha pontilhada laranja). Barra de escala: 1000 μm. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: Imagens confocais de um rolo suíço de um estômago murino inteiro: ANO1, KIT, TUBB3. Painéis superiores: Imagens confocais representativas costuradas de um rolo suíço gástrico de uma fêmea de 8 semanas de camundongo C57BL/6J, mostrando imunocoloração para ANO1 (verde), KIT (ciano), TUBB3 (amarelo) e núcleos (azul). Todo o estômago enrolado, incluindo fundo, corpo e antrumo, é visualizado. Barras de escala: 1000 μm. Painéis inferiores: Vistas ampliadas da região delineada pela caixa branca tracejada nos painéis superiores, destacando detalhes celulares das células intersticiais de Cajal (ANO1+ e KIT+; setas amarelas) e neurônios entéricos (TUBB3⁺; setas vermelhas). Barras de escala: 100 μm. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5: Imagens confocais de um rolo suíço de um estômago murino inteiro: MYH11, KIT, E-cadherina. Painéis superiores: Imagens confocais representativas costuradas de um rolo suíço gástrico de uma camundonha C57BL/6J de 8 semanas, mostrando imunocoloração para MYH11 (verde), KIT (ciano), E-cadherin (amarelo) e núcleos (azul). Todo o estômago enrolado, incluindo fundo, corpo e antrumo, é visualizado. Barras de escala: 1000 μm. Painéis inferiores: Vistas ampliadas da região delineada pela caixa branca tracejada nos painéis superiores. Linhas pontilhadas brancas delimitam o epitélio mucoso (E-cadherina) e a camada muscular (MYH11). Setas brancas indicam células intersticiais KIT+ do Cajal (ICC). Barras de escala: 100 μm. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Usando o novo método otimizado do rolo suíço gástrico, os três segmentos do estômago (fundo, corpus e antro), juntamente com o esôfago e o duodeno, estão incluídos em uma única lâmina. Essa incorporação abrangente permite aos pesquisadores analisar mudanças estruturais e moleculares em todo o estômago e reduz o custo de seccionar e colorir reagentes (Figura 1).
Expor todas as regiões gástricas às mesmas soluções de coloração simultaneamente durante a imunocoloração garante consistência e melhora a precisão. A imunocoloração dos rolos Swiss gástricos revela claramente as camadas distintas da parede do estômago. Como mostrado nas Figuras 4 e 5, esse método permite visualizar diferenças morfológicas entre segmentos gástricos e possibilita a detecção de ICC (KIT e ANO1)10, neurônios (TUBB3)15, células musculares lisas (MYH11), células epiteliais mucosas (E-cadherina) e núcleos.
Pequenas modificações podem ser feitas dependendo da condição do tecido e do propósito da pesquisa. Por exemplo, remover gordura extra pode ajudar a manter a forma do rolo durante a fixação. Ajustar a espessura da seção também pode ajudar a preservar a estrutura do tecido ou melhorar a aderência ao lâmina. Outro possível refinamento envolve o uso de um molde metálico para cortes mais consistentes, como é feito com os rolos suíçosintestinais 16. Embora esse protocolo foque em criossecções, ele pode ser adaptado para tecidos embutidos em parafina. Enquanto a incorporação de parafina preserva a integridade estrutural dos tecidos, a criosseção permite um processamento mais rápido e melhor preservação de antígenos, tornando-a mais adequada para imunofluorescência.
Esse método tem limitações. Um estômago aumentado, fibrótico ou calcificado, comumente observado em condições como inflamação, obesidade, diabetes ou envelhecimento, pode ser mais difícil de enrolar e pode desafiar a coloraçãoideal 17,18,19,20. Apesar dessa limitação, essa técnica oferece grandes vantagens em relação à incorporação tradicional específica por região. Processar todas as regiões gástricas sob condições idênticas melhora a consistência, reduz a variabilidade e conserva tanto tempo quanto reagentes.
Essa abordagem é particularmente útil para estudos de mudanças específicas por região. Também suporta análise espacial de múltiplos tipos de células e pode ser combinado com quantificação baseada em imagem. No geral, este novo método otimizado do Swiss-roll gástrico oferece uma plataforma prática e escalável para análise abrangente do tecido gástrico em saúde e doença.
Os autores não têm nada a revelar.
Este trabalho foi parcialmente apoiado por bolsas do National Institutes of Health R01 DK057061 (T.O.), R01 DK121766 (Y.H.), R01 DK126827 (T.O.), R01 DK131455 (T.O.) e P30 DK084567 (Epigenomics and Spatial Biology Core, Centro de Sinalização Celular em Gastroenterologia da Mayo Clinic). As agências financiadoras não tinham papel no desenho dos estudos, análise de dados ou preparação de manuscritos. O conteúdo é exclusivamente da responsabilidade dos autores. Agradecemos ao Dr. Darren J. Baker e aos membros do Dr. Baker Laboratory (Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Mayo Clinic, Rochester, MN) por compartilharem recursos laboratoriais e suporte técnico para coloração H&E.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| #5SF Pinças | FERRAMENTAS CIENTÍFICAS FINAS | 11252-00 | |
| albumina sérica bovina & nbsp; | SIGMA-ALDRICH | A7906 | |
| Fonte de luz LED ColdVision MC-LS | SCHOTT | MC-LS | |
| Software Confocal | Nikon | Software de Imagem Nikon NIS-Elements | |
| Crioseal XYL | Epredida | 9312-4 | |
| DAPI (4',6-diamidino-2-fenilindol, dilactato) | Thermo Fisher Scientific | D3571 | |
| Pratos de Dissecação, Grandes | Sistemas Vivos Instrumentação | SKU: DD-90 | |
| Anti-bode Donkey AF647 pAb | Tecnologias de Vida | A21447 | Lote: 1739289 RRID:AB_2535864 |
| Anti-rato Donkey AF555 pAb | Tecnologias de Vida | A31570 | Lote: 1774719 RRID:AB_2536180 |
| Anti-coelho Donkey AF488 pAb | Tecnologias de Vida | A21206 | Lote: 2668665 RRID:AB_2535792 |
| E-cadharina (diluição 1:400) | BD em Biociências | 610181 | lote: 25510 RRID:AB_397580 |
| Eosina | ELITechGroup | $SS-071C | |
| Pinças Revestidas de Epóxi | FERRAMENTAS CIENTÍFICAS FINAS | 11210-10 | |
| Etanol | SIGMA-ALDRICH | 459828-4L | |
| TUBO FLEXÍVEL 1,5 mL | Eppendorf | 22364111 | |
| Esponjas de gaze | Fisherscientific | 22-362-178 | |
| Tesoura Fina Endurecida | FERRAMENTAS CIENTÍFICAS FINAS | 14090-09 | |
| Hematoxilina | Epredia | 7211 | |
| KIT (0.2 & micro; g/mL; diluição 1:1000) | R& Sistemas D | AF1356 | Lote: IEO0217101 RRID: AB_354750 |
| SPRAY SPRAY DE SOLUÇÃO DE LIMPEZA DE LENTES DE 1 OZ | Nikon | 77013066 | |
| Vidro de Cobertura de Microscópio | Fisher Scientific | 12541016 | |
| Lâminas de microscópio | CardinalHealth | M6133A | |
| Minutien Pins | FERRAMENTAS CIENTÍFICAS FINAS | 26002-20 | |
| MYH11 (diluição 1:400) | Tecnologias Biomédicas | BT-562 | RRID:AB_10013421 |
| Esmalte de unhas | CORES PECAMINOSAS | 7.33855E+11 | |
| Agulha 30 G x 1/2 pol. | BD em Biociências | 305106 | |
| Paraformaldeído | SIGMA-ALDRICH | 158127-500G | |
| Lâminas de Aresta Simples Personna | A Razor Blade Co. | 76247-652 | |
| Solução de Bloqueio IgG para Mouse-on-Mouse ReadyProbes (30x) | Thermo Fisher Scientific | R37621 | Lote: 3226230 |
| Montagem SlowFade Diamond Antifade (Mídia de montagem) | Thermo Fisher Scientific | S36972 | |
| Sistema de coloração StainTray com 10 slides | Simport Scientific | M918-2 | |
| Microscópio estereoscópico 0,8x-5x | Nikon | SMZ645 | |
| Sucrose | SIGMA-ALDRICH | S9378-1KG | |
| Surface-Amps X-100 (Triton X) | Thermo Fisher Scientific | 28314 | |
| TMEM16A (ANO1: diluição 1:400) | Abcam | ab53212 | Lote: GP3295656-1 RRID: AB_883075 |
| Pipeta de transferência | Falcon | 357575 | |
| TUBB3 (diluição 1:400) | Tecnologia de sinalização celular | 4466 | Lote: 5 RRID: AB_1904176 |
| Xilenes | Fisher Scientific | X3P-1GAL | MUITO 206238 |
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