Fare Enterik Sinir Sistemi Geliştirme gözünüzde canlandırın için immün
Summary
The enteric nervous system is formed by neural crest cells that proliferate, migrate and colonize the gut. Neural crest cells differentiate into neurons with markers specific for their neurotransmitter phenotype. This protocol describes a technique for dissecting, fixing and immunostaining of the murine embryonic gastrointestinal tract to visualize enteric nervous system neurotransmitter expression.
Abstract
The enteric nervous system is formed by neural crest cells that proliferate, migrate and colonize the gut. Following colonization, neural crest cells must then differentiate into neurons with markers specific for their neurotransmitter phenotype. Cholinergic neurons, a major neurotransmitter phenotype in the enteric nervous system, are identified by staining for choline acetyltransferase (ChAT), the synthesizing enzyme for acetylcholine. Historical efforts to visualize cholinergic neurons have been hampered by antibodies with differing specificities to central nervous system versus peripheral nervous system ChAT. We and others have overcome this limitation by using an antibody against placental ChAT, which recognizes both central and peripheral ChAT, to successfully visualize embryonic enteric cholinergic neurons. Additionally, we have compared this antibody to genetic reporters for ChAT and shown that the antibody is more reliable during embryogenesis. This protocol describes a technique for dissecting, fixing and immunostaining of the murine embryonic gastrointestinal tract to visualize enteric nervous system neurotransmitter expression.
Introduction
Motilite, besin emilimini ve lokal kan akımını kontrol eden işleyen Enterik Sinir Sistemi (ENS), hayat 1 esastır. ENS, göç ve gangliyon içeren nöron ve glial hücreleri ayırt gut, kolonize çoğaltacak nöral tepe hücreleri (NCC) oluşturulmaktadır. Hirschsprung Hastalığı (Man HSCR Online Mendel Kalıtım), 1 4,000 canlı doğumda bir insidans ile multigeneic konjenital bozukluk, kesintiye ENS oluşumunu incelemek için prototipik hastalık olarak kabul edilebilir. HSCR yılında KKK göç ve distal hindgut 2 değişken uzunlukta kolonize başarısız. Ayrıca, diğer ortak gastrointestinal sistem (GİS) gibi anorektal malformasyon, bağırsak atreziler ve motilite bozuklukları gibi pediatrik popülasyonda gelişimsel bozukluklar, temel ENS fonksiyonları bozuklukları ile ilişkilidir ve muhtemelen ince, underappreciated, anatomik değişiklikler ve fonksiyonel değişiklikler ile ilişkilidirENS 3-6. Bu nedenle, bize ENS formasyonunun gelişimsel belirleyicilerini anlamak için izin teknikleri patogenez ve pediatrik GI bozukluklarının olası tedavisi ışık tutabilir.
Göç ve kolonizasyon sonrasında, KKK kendi nörotransmitter fenotip için özel işaretleri ile nöronların içine ayırır. Kolinerjik nöronlar, enterik nöronların 7, yaklaşık% 60 ihtiva eder ve kolin asetiltransferaz (ChAT), uyarıcı nörotransmiter asetilkolin için sentezleme enzimi için lekeleme ile tespit edilebilir. Tarihsel olarak, kolinerjik sinir hücreleri merkezi sinir sistemi karşı yönelik antikorların antijen özelliği farklı karmakarışık edildi görselleştirmek için çalışır (CNS) 8-10 ChAT periferal sinir sisteminin (PNS) karşı ChAT. Bununla birlikte, plasental ChAT'nin karşı yönlendirilen antikorlar, hem merkezi hem periferik ChAT 11-13 tanır, ve Visua izin en son tarif edilen teknikler varYüksek hassasiyetle ENS kolinerjik nöronların katmanlara ayrılmasına önceki gelişim ChAT raportör hatları 14 ile elde edilmiş daha.
Burada, biz, diseksiyon nöronlarda ENS nörotransmitter ifadesini görselleştirmek için fare embriyonik gastrointestinal sabitleme ve immün için bir teknik sunuyoruz. Üretmek için tdTomato hayvanlar ChAT-Cre; R26R: floxSTOP: Bu çalışmalar için, R26R ile birleşir ChAT Cre fareler kullanmışlardır floxSTOP (yazının içinde ChAT Cre tdTomato olarak tanımlanır) tdTomato fareler. Bu hayvanlar daha sonra ChAT ifadesini 14 tespit floresan gazetecilere hem ifade fareler elde etmek için, homozigot ChAT-GFP muhabiri fareler ile evlendirilen bulundu. Bu iki raportör hayvanlar, bir C57BL / 6J background ve ticari olarak (Jackson Laboratuarları, Bar Harbor, ME) mevcuttur.
Protocol
Representative Results
Discussion
Laboratuvarımız ve diğerleri HSCR bağırsak kusurlar bile ganglionated ince bağırsağın 5,15,16 içine aganglionik kolon sınırlı ama proksimale genişletilmiş olmadığını göstermiştir. Bu değişiklikler ENS nöronal yoğunluğu ve nörotransmiter fenotip değişiklikleri içerir ve HSCR hastalarda gözlenmiştir dismotilite sorumlu olabilir. Biz ENS formasyonu belirleyicilerini anlamak için çabalarımızı yukarıdaki teknikleri kullanmış olurlar. Spesifik olarak, bu teknikler, nöronal n…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Amerikan Pediatrik Cerrahi Birliği Vakfı Ödülü (AG) ve Sağlık K08DK098271 Ulusal Sağlık Enstitüleri (AG) bythe desteklenmiştir.
Materials
| Phosphate Buffered Saline | Oxoid | BR0014G | |
| Sucrose | Fisher | S2 | |
| Sodium Azide | Fisher | BP9221 | |
| Bovine Serum Albumin | Fisher | BP1605 | |
| Triton X-100 | Sigma | X100 | |
| Paraformaldehyde | Sigma | 158127 | |
| 60 mm Petri dishes | Fisher | FB0875713A | |
| Fluorescence scope | Nikon | SMZ-18 stereoscope | |
| Dissection microscope | Nikon | SMZ-18 stereoscope | |
| Fine forceps | Fine science tools | 11252-20 | |
| 1.5 mL Eppendorf tubes | VWR | 20170-038 | |
| Fluoromount-G | SouthernBiotech, Birmingham, AL | 0100-01 | |
| Glass slides | Fisher | 12-550-15 | |
| Cover glass | VWR | 16004-330 | |
| Confocal microscope | Nikon | Nikon A1 | |
| Nikon Elements | Nikon |
References
- Gershon, M. D. Developmental determinants of the independence and complexity of the enteric nervous system. Trends Neurosci. 33 (10), 446-456 (2010).
- Amiel, J., Sproat-Emison, E., et al. Hirschsprung disease, associated syndromes and genetics: a review. J Med Genet. 45 (1), 1-14 (2008).
- Erickson, C. S., Barlow, A. J., et al. Colonic enteric nervous system analysis during parenteral nutrition. J Surg Res. 184 (1), 132-137 (2013).
- Erickson, C. S., Zaitoun, I., Haberman, K. M., Gosain, A., Druckenbrod, N. R., Epstein, M. L. Sacral neural crest-derived cells enter the aganglionic colon of Ednrb(-/-) mice along extrinsic nerve fibers. J Comp Neurol. 20 (3), 620-632 (2011).
- Zaitoun, I., Erickson, C. S., et al. Altered neuronal density and neurotransmitter expression in the ganglionated region of Ednrb null mice: implications for Hirschsprung’s disease. Neurogastroenterol Motil. , (2013).
- Margolis, K. G., Stevanovic, K., et al. Enteric neuronal density contributes to the severity of intestinal inflammation. Gastroenterology. 141 (2), 588-598 (2011).
- Qu, Z. -. D., Thacker, M., Castelucci, P., Bagyánszki, M., Epstein, M. L., Furness, J. B. Immunohistochemical analysis of neuron types in the mouse small intestine. Cell Tissue Res. 334 (2), 147-161 (2008).
- Bian, X. -. C., Bornstein, J. C., Bertrand, P. P. Nicotinic transmission at functionally distinct synapses in descending reflex pathways of the rat colon. Neurogastroenterol Motil. 15 (2), 161-171 (2003).
- Johnson, C. D., Epstein, M. L. Monoclonal antibodies and polyvalent antiserum to chicken choline acetyltransferase. J Neurochem. 46 (3), 968-976 (1986).
- Tooyama, I., Kimura, H. A protein encoded by an alternative splice variant of choline acetyltransferase mRNA is localized preferentially in peripheral nerve cells and fibers. J Chem Neuroanat. 17 (4), 217-226 (2000).
- Koga, T., Bellier, J. -. P., Kimura, H., Tooyama, I. Immunoreactivity for Choline Acetyltransferase of Peripheral-Type (pChAT) in the Trigeminal Ganglion Neurons of the Non-Human Primate Macaca fascicularis. Acta histochemica et cytochemica. 46 (2), 59-64 (2013).
- Sang, Q., Young, H. M. The identification and chemical coding of cholinergic neurons in the small and large intestine of the mouse. Anat Rec. 251 (2), 185-199 (1998).
- Lei, J., Howard, M. J. Targeted deletion of Hand2 in enteric neural precursor cells affects its functions in neurogenesis, neurotransmitter specification and gangliogenesis, causing functional aganglionosis. Development (Cambridge, England). 138 (21), 4789-4800 (2011).
- Erickson, C. S., Lee, S. J., Barlow-Anacker, A. J., Druckenbrod, N. R., Epstein, M. L., Gosain, A. Appearance of cholinergic myenteric neurons during enteric nervous system development: comparison of different ChAT fluorescent mouse reporter lines. Neurogastroenterol Motil. 26 (6), 874-884 (2014).
- Teitelbaum, D. H., Caniano, D. A., Qualman, S. J. The pathophysiology of Hirschsprung’s-associated enterocolitis: importance of histologic correlates. J Pediatr Surg. 24 (12), 1271-1277 (1989).
- Aslam, A., Spicer, R. D., Corfield, A. P. Children with Hirschsprung’s disease have an abnormal colonic mucus defensive barrier independent of the bowel innervation status. J Pediatr Surg. 32 (8), 1206-1210 (1997).
- Puig, I., Champeval, D., De Santa Barbara, P., Jaubert, F., Lyonnet, S., Larue, L. Deletion of Pten in the mouse enteric nervous system induces ganglioneuromatosis and mimics intestinal pseudoobstruction. J Clin Invest. 119 (12), 3586-3596 (2009).
