Методическая статья

Сшивание белков нейронной поверхности в мозге мыши с помощью химического анализа сшивки

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: Сумитомо, А., et al. BS3 Химический анализ сшивания: оценка влияния хронического стресса на презентацию рецептора ГАМК на клеточной поверхности в мозге грызунов. J. Vis. Exp. (2023)

В этом видео демонстрируется сшивка белков нейронной поверхности с помощью бис-сульфосукцинимидилсуберата или BS3. Изолированный и охлажденный мозг мыши разрезан коронально. Нужный регион извлекается из срезов, измельчается и обрабатывается BS3. BS3 сшивает поверхностные белки, такие как рецепторы ГАМК, оставляя внутренние белки неизменными. Реакцию гасят глицином перед обработкой образцов для дальнейшего анализа.

Протокол

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все процедуры, связанные с образцами животных, были рассмотрены и одобрены соответствующим комитетом по этической экспертизе животных.

1. Приготовление рабочих растворов и буферов

ПРИМЕЧАНИЕ: Утром в день проведения анализа приготовьте следующие растворы. Этот расчет основан на необходимых решениях для обработки двух областей мозга (т.е. префронтальной коры [PFC] и гиппокампа [HPC]) у 12 мышей.

  1. Приготовьте искусственную спинномозговую жидкость (aCSF, pH = 7,4), как указано в таблице Таблица 1. Налейте 750 μL aCSF в каждую пробирку для отбора проб и поместите их в металлический температурный блок на льду для предварительного охлаждения буфера.
  2. Подготовьте буфер для лизиса, как указано в таблице Таблица 2. Хранить на льду (400 μл на образец).
  3. Приготовьте 52 мМ Бис(сульфосукцинимидил)суберата или стоковый раствор BS3 (26x) в 5 мМ буфере цитрата натрия (pH = 5,0).
    1. Сначала приготовьте 100 мМ лимонной кислоты (запас А) и 100 мМ цитрата натрия (запас В).
    2. Разбавьте бульон А и бульон Б в соотношении 1:20 с деионизированной водой. Добавьте по 100 мкл к 1,9 мл воды для приготовления 5 мМ лимонной кислоты (запас С) и 5 мМ цитрата натрия (запас D) соответственно.
    3. Смешайте 410 мкл запаса C и 590 μл запаса D для получения буфера цитрата натрия массой 5 мМ (pH = 5,0) (раствор E, 1 мл).
    4. Подтвердите pH раствора Е с помощью индикаторной полоски.
    5. Растворите 24 мг BS3 в 806,4 мкл раствора Е путем вортексирования в течение 30 с для приготовления исходного раствора BS3 (26x).
    6. Приготовьте еще 1 мл раствора Е для использования в качестве транспортного средства для несшивающихся образцов.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Приготовьте исходный раствор BS3, когда все остальное будет готово, и эксперимент вот-вот начнется. BS3 следует хранить в высушенном виде при температуре 4 °C до использования. После восстановления BS3 остается активным только в течение примерно ≤3 ч. Поскольку сообщается, что pH буфера цитрата натрия 5 мМ (раствор Е) со временем повышается, вызывая ускоренный гидролиз BS3, рекомендуется готовить раствор Е в свежем виде из исходных растворов А и В. Из-за ограниченной растворимости BS3 при низких температурах восстановленный BS3 следует хранить при RT. Используйте восстановленный BS3 в течение 3 ч, и не замораживайте/размораживая и не используйте повторно восстановленный BS3.

2. Вскрытие тканей мозга

ПРИМЕЧАНИЕ: Начиная с этого шага, по крайней мере два человека должны работать вместе скоординированным образом. В то время как один человек сосредотачивается на вскрытии животного, другой человек должен работать в качестве хронометриста и помогать координировать анализ.

  1. Первое животное для вскрытия приведите из зоны содержания в помещение для вскрытия.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку острые стрессоры (например, новая среда, запах крови) могут влиять на динамику белков мозга, животных следует содержать в их домашних клетках, расположенных вдали от зоны вскрытия, а затем их следует доставлять по отдельности в комнату для вскрытия для немедленного обезглавливания.
  2. Усыпите мышь путем вывиха шейки матки с последующим обезглавливанием. Быстро извлеките мозг из черепа и погрузите его в ледяную PBS в чашку Петри на 10-15 секунд (Рисунок 1).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Животных не анестезируют в экспериментах с BS3, так как любой анестетик потенциально может повлиять на уровень поверхностного представления рецепторов нейротрансмиттеров.
  3. Поместите охлажденный мозг в матрикс мозга на льду вентральной стороной мозга вверх (Рисунок 2).
  4. Вставьте первое лезвие бритвы через границу между обонятельной луковицей и обонятельным стеблем, чтобы разрезать мозг коронально (Рисунок 3). С помощью трех-четырех дополнительных бритвенных лезвий последовательно надрежьте переднюю часть головного мозга венально с интервалом в 1 мм.
  5. Снимите корональные срезы с матрицы мозга, удерживая все вставленные бритвенные лезвия вместе, оставляя заднюю часть мозга позади матрицы мозга. С помощью щипцов отделите лезвия бритвы друг от друга и положите их на плоскую охлажденную поверхность срезом мозга вверх (Рисунок 4).
  6. Определите срезы, содержащие интересующую область. Для отбора проб ПФК выберите второй и третий срезы позади первого среза, содержащего обонятельный стебель.
  7. Удалите интересующую область с помощью прокола для ткани, отложите ее в сторону на охлажденное лезвие бритвы и равномерно разделите ткань на две части (например, ткани из левого и правого полушарий, причем одна половина будет использоваться для реакции сшивки BS3, а другая половина — для контроля без сшивки, если целевой белок, представляющий интерес, одинаково экспрессируется в обоих полушариях).
  8. Измельчите каждую салфетку на кусочки на лезвии бритвы с помощью тонкого кончика щипцов с многократными вертикальными движениями против лезвия вместо того, чтобы разминать или измельчать салфетки. Это позволит максимально увеличить площадь поверхности, доступную для BS3, без серьезного нарушения целостности мембраны клеток. Сразу после измельчения переложите измельченные салфетки в соответствующие пробирки (см. пункт 3.3).

3. Реакция сшивки

  1. Приведите следующее животное для вскрытия из зоны содержания в помещение для вскрытия, когда вскрытие мозга предыдущей мыши подходит к концу (шаг 2.10).
  2. Наполните предварительно охлажденную на льду пробирку 30 мкл раствора BS3 (26x) или раствора носителя E непосредственно перед тем, как измельченные салфетки будут готовы к переносу в соответствующие пробирки. Замените наконечники пипеток между пробирками, чтобы убедиться в отсутствии загрязнения BS3 в контрольных трубках, не вызывающих сшивку.
  3. Переложите измельченные салфетки (из шага 2.8) в соответствующие пробирки, а затем приступайте к препарированию следующего животного (шаг 2.2).
  4. Переверните и перемешайте пробирку, чтобы разбить куски ткани на более мелкие кусочки, и начните инкубацию образцов на ротаторе пробирки в холодильной камере от 30 минут до 2 часов. Запишите время начала инкубации BS3 для каждой пробирки. Смотрите раздел обсуждения для оптимального времени инкубации.
  5. Погасите реакцию, добавив в пробирку 78 мкл 1 М глицина, и далее инкубируйте образец в течение 10 мин при 4 °C при постоянном вращении. Запишите время начала и окончания тушения для каждой трубы. Продолжайте помогать человеку, сосредоточившись на вскрытии животного, приводя следующее животное (шаг 3.1) и помогая с сшиванием (шаг 3.2).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Обрабатывайте каждый образец в одно и то же время для всех образцов. Если помещение для вскрытия находится далеко от холодильного помещения, настоятельно рекомендуется нанять третьего человека для участия в инкубации и закалке образцов в холодильной камере.

Таблица 1: Состав искусственной спинномозговой жидкости.

Рабочая конс.Стоковый растворКоличество исходного раствора для выдачи
1,2 мМ CaCl2480 мМ (400x)*100 μL
20 мМ HEPES1 м (50x)800 μL
147 мМ NaCl5 м (34 раза)1176.5 μL
2,7 мМ KCl1,08 м (400x)100 μL
1 мМ MgCl2400 мМ (400x)100 μL
10 мМ глюкозы 2,5 м (250x)160 μL
Деионизированная вода37,563 мл
Итого40 мл
* Бульон CaCl2 должен быть свежеприготовленным в день эксперимента.

Таблица 2: Состав буфера для лизиса

Рабочая конс.Стоковое решениеКоличество исходного раствора для выдачи
25 мМ HEPES1 м (40x)500 μL
500 мМ NaCl5 м (10x)2 мл
2 мМ ЭДТА0,5 м (250x)80 μL
1 мМ DTT1 м (1000x)20 μL
0,1% NP-4010% (100x)200 μL
Коктейль ингибиторов протеазы100x200 μL
Деионизированная вода17 мл
Итого20 мл

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
Рисунок 1: Весь мозг мыши препарирован из черепа и помещен в ледяную PBS. Сразу после того, как весь мозг был извлечен из черепа, его погрузили в ледяную PBS на 10-15 с в чашку Петри на льду. Это замедляет метаболизм мозга и сводит к минимуму транспортировку и деградацию белка, а также помогает ткани стать более твердыми, что облегчает последующее срез мозга.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
0,5 м ЭДТА, pH 8,0Invitrogen15575020
1 М ХЕПЕСГибко15630080
10x TBSБио-Рад1706435
2,5 М (45%, в/об.) глюкозыСигмаG8769
2-меркаптоэтанолСигмаМ3148
4x буфер образцов SDS (Laemmli)Био-рад1610747
Бис(сульфосукцинимидил)суберат (BS3)ПирсА39266Формат без взвешивания; 10 x 2 мг
Матрица мозгаТед Пелла15003Для мыши, 30 г взрослой, корональной, 1 мм
Хлорид кальция (CaCl2)СигмаC4901
Изогнутый щупИнструменты изобразительной науки10088-15Зонд общей анатомии; угловой 45
Деионизированная водаmilli-QЭквалайзер 7000Сверхчистая вода [удельное сопротивление 18,2 МОм·см @ 25 °C; общий органический углерод (ООУ) ≤ 5 ppb]
Дитиотрейтол (DTT)Сигма10197777001
Фильтровальная бумага (3 мм)Ватман3030-917
Щипцы (большие)Инструменты изобразительной науки11152-10Очень тонкие щипцы Graefe
Щипцы (маленькие)Инструменты изобразительной науки11251-10Щипцы Dumont #5
ГлицинСигмаW328707
Хлорид магния СигмаМ2670
Nonidet-P40, заменитель (NP-40)СантаКруз68412-54-4
Хлорид калия (KCl)СигмаП9541
Ножницы (большие)Инструменты изобразительной науки14007-14Хирургические ножницы - зубчатые
Ножницы (маленькие)Инструменты изобразительной науки14060-09Тонкие ножницы - Острые
Хлорид натрия (NaCl)СигмаС9888
Тканевый перфоратор (внутренний диаметр 1 мм)Тед Пелла15110-10Miltex Biopsy Punch с поршнем, внутренний диаметр 1,0 мм, внешний диаметр 1,27 мм
Вращатель трубок (LabRoller)LabnetH5000

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

BS3Brain Matrix

Похожие статьи