В протоколе описаны методы изучения микроморфологических изменений в нейронах и перехода митохондриального цитохрома с методом иммунотрансмиссионной электронной микроскопии.
Методическая статья
* These authors contributed equally
В протоколе описаны методы изучения микроморфологических изменений в нейронах и перехода митохондриального цитохрома с методом иммунотрансмиссионной электронной микроскопии.
Изменения расположения белков в микроструктуре часто представляют собой точный механизм регуляции на уровне патологических органелл. То, как точно зафиксировать место переноса этого белка органеллы, имеет положительное значение и ценность для диагностики и лечения заболеваний. Митохондрии играют центральную роль в некрозе и внутреннем пути апоптоза. В нормальных условиях цитохром с (Cyt c) существует только между внутренней и внешней мембранами митохондрий и в ядре. Когда клетки подвергаются апоптозу, проницаемость внутренней мембраны митохондрий изменяется, и Cyt c высвобождается из митохондрий в цитоплазму. В данном исследовании была создана модель ишемия-реперфузионного повреждения головного мозга на крысах, а микроморфологические изменения нейронов, подвергающихся апоптозу, были показаны с помощью иммунотрансмиссионной электронной микроскопии. Кроме того, в нем более точно показано видение переноса Cyt c мечения иммунозолотом из митохондриального матрикса в цитоплазму после ишемия-реперфузионного повреждения головного мозга. Метод иммунотрансмиссионной электронной микроскопии, представленный в этом протоколе, подходит для демонстрации любых переходов положения белка на микроскопическом уровне.
Согласно исследованию «Глобальное бремя болезней» за 2021 год, инсульт был3-й по значимости причиной смерти и4-й по значимости причиной жизни с поправкой на инвалидность. Было зарегистрировано 11,9 млн новых случаев инсульта, из которых ишемический инсульт составил 65,3% (7,8 млн)1. Гибель нейронов происходит после ишемии головного мозга, включая некроз и апоптоз. Наиболее сильно пораженная ткань мозга впоследствии подвергается некротической гибели клеток. Нейроны в зоне ишемической полутени или периинфаркта могут подвергаться апоптозу через несколько часов или дней2. В дополнение к биоэнергетическим и метаболическим функциям, митохондрии также играют центральную роль во внутреннем пути апоптоза 3,4,5,6.
Cyt C — белок, кодируемый ядерными генами. В нормальных условиях Cyt C существует только между внутренней и внешней мембранами митохондрий и в ядре. Апоптотический путь, опосредованный его высвобождением, связан с регуляторным контролем членов семейства Bcl-2. После стимуляции апоптозом олигомеры Bax/Bak образуются и встраиваются в пору митохондриальной наружной мембраны, что приводит к изменению митохондриального осмотического давления и потере трансмембранного потенциала. Цит С высвобождается из митохондрий в цитоплазму, где он связывается с активатором апоптоза 1, образуя апоптотический комплекс и активируя про-каспазу-9. В свою очередь, активируются каспазы-3 и каспаза-7, которые инициируют каскад каспаз и индуцируют апоптозклеток7.
С помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) можно четко наблюдать изменения в структуре клеток на разных стадиях апоптоза. Морфологическое наблюдение с помощью электронной микроскопии является надежным методом определения апоптоза8. Однако он не может наблюдать изменения Cyt C в ультраструктуре. Существует несколько методов детектирования специфических белков в ультраструктуре: проточная цитометрия, иммуноферментный анализ, иммуноферментный анализ, спектрофотометрия и вестерн-блоттинг. Тем не менее, они не могут точно зафиксировать изменения расположения белка в микроструктуре. Коллоидное золото имеет частицы разного размера, а электронная плотность коллоидного золота высокая. Технология Immunogold особенно подходит для исследований локализации с одной или несколькими метками в иммуноэлектронной микроскопии. Благодаря присущей ему окраске от светлого до темно-красного цвета, коллоидное золото также поддается наблюдению при световой микроскопии. Когда специфические белки мечутся Immunogold, изменения местоположения могут быть визуализированы с помощью ПЭМ с субклеточным разрешением9.
В этом протоколе описывается выделение перехода митохондриального Cyt C с помощью иммунотрансмиссионной электронной микроскопии (ИЭМ). Общая цель этого метода заключается в визуализации субклеточной транслокации Cyt C во время ишемий-индуцированного апоптоза с помощью IEM. Обоснование ИЭМ заключается в том, чтобы пометить Cyt C коллоидным золотом и визуализировать изменения его локализации при субклеточном разрешении с помощью TEM9. ИЭМ может наблюдать динамические изменения белков на пространственном уровне, обеспечивая мощное средство для объяснения физиологической и патологическойактивности.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Программа для животных была одобрена Этическим комитетом SLAS (выпуск IACUC No: SYST-2024-018). Здесь 6 безпатогенных самцов крыс SD (200-220 г) были выращены в независимых клетках с поддержанием лабораторных условий при температуре 22-25 °C и относительной влажности 45%-65%. Все крысы проходили адаптивное кормление в течение 1 недели со свободной водой и рационом в течение периода.
1. Установление модели окклюзии средней мозговой артерии (MCAO)
2. Восстановление кровотока в средней мозговой артерии
3. Оценка нейроскоринга
4. Забор тканей мозга
5. Фиктивная операция
6. Подготовка ультратонких срезов и визуализация
7. Маркировка Immunogold
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Оценка нейрооценки подтверждает успешность MCAO, согласно шкале Longa Score Scale, крысы в группе MCAO были представлены по крайней мере кружащимися влево (нейрооценка 2). У крыс из группы фиктивной операции явной неврологической дисфункции не наблюдалось (нейрооценка 0). Смертельного исхода в течение операционного дня не наблюдалось. Нейрооценка животных приведена в таблице 1.
Анализ ИЭМ группы MCAO выявил нейроны с усохшими ядрами и повышенной цитоплазматической электронной ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Основной целью реперфузионной терапии при остром ишемическом инсульте является восстановление перфузии крови в ишемизированной области. Теперь мы можем достичь этой цели с помощью внутривенного тромболизиса, эндоваскулярного лечения и антитромботической терапии. Однако восстановление перфузии крови приводит к ишемско-реперфузионному повреждению, усугубляет некроз нейронов и апоптоз, приводит к неврологическим нарушениям. Во время ишемии-реперфузии аномальная утечка электронов из митохонд...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Специальным научно-исследовательским проектом по традиционной китайской медицине Управления традиционной китайской медицины провинции Сычуань (2021MS414).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,9% нормального физиологического раствора | Sichuan Kelun Pharmaceutical Co., Ltd. | ||
| 200 меш медные сетки с формварным покрытием | Zhongjingkeyi Technology Co., Ltd. | BZ10262a | |
| 220-230г Мононити MCAO | Cinontech Co., Ltd. | A4-243250 | |
| Абсолютный этанол | Chengdu Келонг Химическая промышленность | ||
| ацетон | Chengdu Келонг Химическая промышленность | ||
| Система анестезии для животных | Rayward Life Technology Co., Ltd. | R500 | |
| Устройство для поддержания температуры животных | Rayward Life Technology Co., Ltd. | 69020 | |
| Стол для выпечки | Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd. | CT-946 | |
| Ножницы для кости | Fine Science Tools | 16102-11 | |
| капсульные формы для встраивания | Zhongjingkeyi Technology Co., Ltd. | GP130-B | |
| Центрифуга | SCILOGEX | D3024R | |
| Обычная светлопольная оптическая микроскопия | Zeiss (Германия) | Изогнутые | |
| (10 см) | Shanghai Medical Equipment Co., Ltd. | ||
| Алмазный нож | Diatome (Швейцария) | DU4530 | |
| Щипцы для рассечения | Rayward Life Technology Co., Ltd. | F12018-10 | |
| Щипцы для рассечения | Rayward Life Technology Co., Ltd. | F12010-10 | |
| Электрическая печь шоковой сушки | Shanghai YiHENG Scientific Instrument Co., Ltd. | DHG-9030A | |
| Электробритва | Yiwu Kemei Electric Appliances Co., Ltd. | KM-PG5002 | |
| Фиксирующая жидкость | Sichuan Scientist Biotechnology CO., Ltd. | SC0001 | |
| стеклянная горка | Nantong Mevid Life Science Co., Ltd. | ||
| Золотисто-конъюгированный козий антикроличий lgG | Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. | ||
| Кровоостанавливающие щипцы (12,5 см) | Anqisheng Biotechnological Co., Ltd. | PL068 | |
| Гемостатические щипцы (14 см) | Anqisheng Biotechnological Co., Ltd. | PL002 | |
| Изофлуран | Rayward Life Technology Co., Ltd. | ||
| L. R. White Resin | Tianjin Tainuo Science and Technology Co., Ltd. | ||
| Цитрат свинца | SPI (США) | GA10701 | |
| Иглодержатель | Jiachi Medical Technology Co., Ltd. | ||
| Тетраоксид осмия | TED PELLA (US) | 4008-220501 | |
| PBS | Servicebio | G4202 | |
| Кроличье поликлональное антитело к цитохрому c | Affinity Biosciences, Ltd. | AF0146 | |
| Крысы | Пекин Хуафуканг Биотехнология Ко., Лтд. | ||
| Набор смолы для встраивания SPI-Pon 812 | SPI (US) | GS02660 | |
| Стереомикроскоп | Sunny Optical Technology Co., Ltd. | Soptop SZMN | |
| Ножницы с прямой головкой (10 см) | Anqisheng Biotechnological Co., Ltd. | PL063 | |
| Прямой офтальмологический щипцы (10 см) | Shanghai Medical Equipment Co., Ltd. | ||
| Хирургические ножницы | Rayward Life Technology Co., Ltd. | S14001-10 | |
| Просвечивающая электронная микроскопия | Hitachi (Япония), Ltd. | HT7800 | |
| ультрамикротом | Leica (Германия) | UC7 | |
| Ацетат урана | SPI (США | GS02624 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение