Den indirekte immunofluorescens protokollen beskrevet i denne artikel giver mulighed for påvisning og lokalisering af proteiner i musen brystkirtel. En komplet fremgangsmåde er givet til at fremstille brystkirtel prøver, til at udføre immunohistokemi til afbildning af vævssnit ved hjælp af fluorescensmikroskopi, og at rekonstruere billederne.
Indirekte immunofluorescens bruges til at detektere og lokalisere proteiner af interesse i et væv. Protokollen præsenteres her beskriver en fuldstændig og enkel fremgangsmåde til immunpåvisning af proteiner, idet musen diegivende brystkirtel taget som et eksempel. En protokol til fremstilling af vævsprøverne, især med hensyn til dissektion af musen brystkirtel, vævsfiksering og frosne væv sektionering, er detaljerede. En standardprotokol til at udføre indirekte immunfluorescens med et valgfrit antigen hentning trin, præsenteres også. Observationen af de mærkede vævssnit samt billedoptagelse og post-behandlinger er også angivet. Denne procedure giver en fuld oversigt, fra indsamling af dyrevæv til cellulære lokalisering af et protein. Selv om denne generelle fremgangsmåde kan anvendes på andre vævsprøver, skal den tilpasses hvert væv / primært antistof par undersøgt.
Mælkekirtlen er en atypisk pattedyr exokrin orgel, hvis vigtigste funktion er at producere mælk til foder nyfødte. Udviklingen af brystvæv forekommer hovedsageligt efter fødslen og er kendetegnet ved en unik fremgangsmåde, hvor epitel invaderer omgivende stroma. Dette væv undergår mange ændringer (vækst, differentiering og regression), især i løbet af voksenlivet, samtidig med variationer i reproduktiv status (figur 1). Ud over den samlede morfologi af vævet, andelene af forskellige celletyper samt deres arrangement inden mælkekirtlen dramatisk ændre under udviklingen 1-5.
Under fosterstadiet, brystepiteliet stammer fra brystkirtler mælkeledninger, der defineres ved en svag fortykkelse og lagdeling af ektoderm, mellem for- og bagben på hver side af midterlinjen omkring embryonale dag 10.5 (E10.5) (figur 1A ).På E11.5, mælkeledningen bryder op i individuelle placodes, som er symmetrisk placeret langs bryst-mælkeledning på reproducerbare steder, og den omgivende mesenkym begynder at kondensere. De placodes begynder at synke dybere ind i dermis og brystkirtler mesenchyme organiserer i koncentriske lag omkring mamma opløbet (E12.5-E14.5). Pr E15.5, brystepiteliet, begynder at proliferere og langstrakte for at danne den primære spire, der skubber gennem mamma mesenkym mod fedtpuden. Den primære spire udvikler et hult lumen med en åbning til huden, kendetegnet ved dannelsen af brystvorten kappe. På E18.5, har forlængede kanal vokset til fedtpuden og har forgrenet i en lille arborized gangsystemet omfattet i fedtpuden. Udvikling er hovedsagelig anholdt og den rudimentære brystkirtel forbliver morphogenetically hvile indtil puberteten. I den mandlige foster, aktiveringen af androgen receptorer fører til degeneration af knopper, der forsvinderved E15.5. Pr E18, mammary udvikling ophører indtil puberteten 6-9.
Ved fødslen, brystkirtlen huser en rudimentær gangsystemet, der forlænger og grene langsomt (isometrisk vækst). Ved starten af puberteten, sfæriske strukturer placeret ved spidserne af kanalerne kaldes afslutningsenden knopper (TEBS), er dannet af et ydre lag af cap celler og et flerlaget indre kerne af celler (kropsceller). Disse strukturer er meget proliferativ og infiltrere det omgivende stromavæv som reaktion på hormonale signaler. Spredning i TEBS resulterer i duktalt forlængelse, kombineret med forgrening morfogenese. Denne proces fører til etablering af en grundlæggende epitelial arborized netværk stammer fra brystvorten (figur 1B, pubertet). På ~ 10-12 uger efter fødslen, når epitel har invaderet hele fedtpude, dens ekspansion stopper og TEBS forsvinde. Ductal udvikling gennemgår derefter dynamiske ændringer, dvs. successive spredning og regression af epitelceller ifølge Østralperioder 10 (figur 1B, voksne).
Fra starten af svangerskabet, brystvævet undergår vigtige vækst og morfologiske ændringer for at forberede amning. Brystepiteliet udførligt formering og differentiering, hvilket fører til en stærkt forgrenet tubulo-alveolær netværk. Samtidig hermed mammaepitelceller (MEC'er) bliver polariseret og i stand til at syntetisere og udskille mejeriprodukter. MEC'er organiserer i talrige alveolære strukturer (acini), der er omgivet af kontraktile myoepitelcellerne og indarbejdet i et stroma består af bindevæv og fedtvæv, blodkar og nerveender (figur 1B, graviditet). Desuden den basale side af MEC'er er i tæt kontakt med basalmembranen (ekstracellulær matrix), og samspillet mellem disse to enheder streng regulering både morfogenese og sekretorisk funktion af mammary epitel 11-13.
Alle disse processer er afhængige af virkningen af forskellige miljømæssige tidskoder, hvoraf er de vigtigste hormones14, parakrine faktorer og den ekstracellulære matrix. For eksempel progesteron fremkalder omfattende side-forgrening 15 og alveologenesis, at der i kombination med prolactin (PRL) 16,17, fremmer og opretholder differentieringen af alveolerne. Ud over steroider og PRL18, cytokiner og signalveje i forbindelse med udvikling (Wnt og Notch signalveje) er også involveret i brystkirtler slægt engagement og udvikling 19-21. Ved slutningen af graviditeten, begynder de luminale MEC'er til frembringelse af et protein-rige mælk kendt som colostrum i lumen af alveolerne. Desuden progesteron virker på epitel permeabilitet og da tight junctions stadig er åbne, er colostrum også fundet i moderens blod stream.
Efter fødslen, det Mammary epitel optager næsten alle mælkekirtlen volumen og er stærkt organiseret (figur 2, brystepiteliet). Mælkeproducerende enheder, nemlig alveolerne (Figur 2, alveoler), er dannet af et monolag af polariserede brystepitelceller sekretoriske celler (MESCs), med deres apikale plasmamembran afgrænser hulrummet. Alveoler arrangere sig i lobules der er inddelt i lapper tilsluttet kanaler, der dræner mælken til ydersiden miljø (figur 2, lap). Amning opstår, dvs.., MESCs begynder at udskille rigelige mængder mælk, primært udløst af faldet i placenta hormoner (hovedsagelig progesteron) (figur 1B, amning). Milk-gener aktiveres i en defineret tidsmæssig tidsforløb i området fra graviditet til amning 9,22,23, hovedsageligt som svar på hypofyse PRL frigives på tidspunktet for diegivning. Samtidigt, kontakter mellem MESCs og den ekstracellulære matrix både stimulere mælkeprotein Synthesis gennem signaler, der medieres via samspillet mellem cellulære integriner og laminin 24,25, og undertrykker apoptose i MESCs 26,27. Disse signalveje resulterer i aktiveringen af mælkeprotein genpromotorer 28 gennem aktivering af specifikke transkriptionsfaktorer 29. Celle-celle kontakter er også vigtigt for nogle aspekter af differentiering, herunder etablering af apikale polaritet og vektorielle sekretion af mejeriprodukter. Tætte forbindelser hurtigt tæt efter begyndelsen af laktationen og MESCs fint orkestrere optagelsen af molekyler fra blodet samt syntese, transport og udskillelse af mælkebestanddele, som svar på de ernæringsmæssige krav hos nyfødte. På tidspunktet for diende, sammentrækning af myoepitelcellerne omgiver alveolerne sker som reaktion på oxytocin og fører til mælkenedlægningen gennem kanalerne og ind i brystvorten. Mælk er en kompleks væske, der indeholder proteiner (for det mestekaseiner), sukkerarter (hovedsagelig lactose), lipider og mineraler, samt bioaktive molekyler, såsom immunoglobuliner A (IgA), vækstfaktorer og hormoner. Kaseiner syntetiseres, samles i supramolekylære strukturer, nemlig caseinmiceller, transporteres langs den sekretoriske pathway, og derefter frigives ved exocytose, dvs. sammensmeltning af kasein-holdige sekretoriske vesikler (SV'er) med den apikale plasmamembran Mesc (figur 2).
Intracellulær trafik afhængig af materielle udvekslinger mellem hindeagtige rum og involverer Opløselige N-ethylmaleimid-Sensitive Fusion (NSF) Attachment Protein (SNAP) receptor (SNARE) 30,31. Snare proteiner familie er opdelt i vesikuløse Snares (v-Snares), der er til stede i vesikelmembranen og target snarer (t-Snares), lokaliseret på målet membraner. Ved zipping gennem deres dobbeltsnoet domæner, V- og T-snarer samles for at danne en meget stabil fire-helix bundt kompleks, benævnt the SNARE kompleks. Dette kompleks fremmer fusion af to modstående lipiddobbeltlag ved gradvist at bringe dem i tæt nærhed 30,32. Bagefter er SNARE komplekser dissocieret af NSF adenosintriphosphatase og dens adapter protein SNAP og SNARE proteiner recirkuleres tilbage til deres rum oprindelsesland 33. Interessant, hver SNARE protein overvejende er bosat i forskellige cellulære rum og SNARE parring kan bidrage til specificiteten af intracellulære fusion begivenheder 34. Tidligere undersøgelser tyder på, at mindst Synaptosomal-associeret protein 23 (SNAP23) og vesikelassocieret membranprotein 8 (VAMP8), og syntaxins (Stx) -7 og -12 spille en rolle i casein exocytose 35,36. Disse proteiner er også blevet fundet i forbindelse med lipidfraktion mælk, dvs. mælk fedtkugler (MFGs) 37. Den nuværende fremherskende model postulerer, at cytoplasmatiske lipiddråber (CLDs) dannes ved akkumulering af neutrale lipids (hovedsagelig triglycerider og sterolestere) og cholesterol afledt af moderens kost mellem de to foldere af det endoplasmatiske reticulum (ER) membran 38-41. Dannes store CLDs, i det mindste delvist, ved fusion af mindre CLDs medens de transporteres til den apikale side af MESCs hvor de er udgivet som MFGs (1-10 um i diameter) ved knopskydning, idet enwrapped af Mesc apikale plasmamembran 40-42. Amning ophører efter hvalpe er vænnet og MESCs gradvist dø ved apoptose, hvilket fører til regression af brystvævet tilbage til en pubertetsudvikling tilstand (figur 1B, involution).
Immunofluorescens (IF) er en fælles analyselaboratorium metode, der anvendes i næsten alle aspekter af biologi, både i forskning og i klinisk diagnostik. HVIS teknikker kan udføres på vævssnit (immunhistokemi, IHC) eller celle (immuncytokemi ICC) prøver. Denne kraftfulde tilgang er baseret på anvendelsen af fluorescent-mærkede antistoffer, der specifikt binder (direkte eller indirekte) til antigenet af interesse, hvilket tillader visualisering af dens vævsfordeling ved fluorescensmikroskopi. Fluorescenssignaler meste afhænger af kvaliteten og koncentration af antistofferne og korrekt håndtering af prøven. En simpel indirekte immunofluorescens (IIF) protokol præsenteres til påvisning af mejeriprodukter (kaseiner og MFGs) og proteiner involveret i mejeriprodukt sekretion (butyrophilin (BTN1), snare proteiner) på frosne snit af muse brystvæv (figur 3). Mens denne protokol giver et komplet IHC oversigt, der spænder fra væv samling til billedet efter behandling, kritisk og valgfrie trin samt nogle tekniske anbefalinger er også præsenteret og diskuteret.
IHC er en relativt enkel og ligetil metode til eksperimentel lokalisere antigen i vævssnit, som først og fremmest på specifikke epitop-antistof-interaktioner. Selvom der anvendes et stort antal protokoller til at lokalisere en protein ved IIF, kernen i disse procedurer er næsten altid den samme. Men der er nogle kritiske aspekter, der kan stærkt påvirke resultatet og skal derfor optimeret til hver enkelt IHC undersøgelse. Den mest udfordrende aspekt af denne fremgangsmåde er at bestemme den bedste eksperimentell…
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne er taknemmelige for INRA MIMA2 imaging core facilitet (INRA, UMR1198, Jouy-en-Josas), og til de ansatte i IERP enhed (UE 0907, INRA, Jouy-en-Josas) til pasning af dyr og faciliteter. Vi vil også gerne takke IH Mather, MC Neville og S. Tooze for at give os meget nyttige antibodie.
Dissection | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Pins | |||
Ethanol | |||
Scissors | |||
Scalpel and adapted blades | |||
Ice | |||
Towel paper | |||
Tissue sample preparation | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Phosphate Buffered Saline (pH7.4) | Sigma | P-3813 | |
Paraformaldehyde (PFA, 32% EM grade, 100 ml) | Electron Microscopy Sciences | 15714-S | personnal protection equipment required WARNING: this product will expose you to Formaldehyde Gas, a chemical known to cause cancer |
OCT compound/Tissue Tek | Sakura | 4583 | |
Sucrose (D-saccharose) | VWR | 27480.294 | |
Plastic molds | Dominique Dutscher | 39910 | |
Liquid nitrogen | |||
Cryostat/sample support | Leica | CM3050S | |
Razor blades (SEC35) | Thermo Scientific | 152200 | |
Slide box | |||
Glass slides Superfrost/Superfrost Ultra Plus | Thermo Scientific | 10143560W90/1014356190 | |
Brushes | |||
IHC | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Super Pap Pen | Sigma | Z377821-1EA | |
Permanent marker (black) | |||
50 mM NH4Cl in PBS | Sigma | A-0171 | |
0.1 M glycine in PBS | VWR | 24403.367 | |
Antigen Retrieval solution: Tris 100 mM 5% urea pH9.6 | |||
Heater (up to 100°C) | |||
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma | A7906-100G | |
Vectashield (anti-fading mounting medium) without DAPI/with DAPI | Vector Laboratories | H-1000/H-1200 | |
Glass coverslips 22x50mm (microscopy grade) | VWR | CORN2980-225 | |
Nail polish | |||
Primary antibodies | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Rabbit anti-mouse caseins (#7781; 1:50 dilution) | generously gifted by M.C. Neville (University of Colorado Health Sciences Center, USA) |
||
Mouse anti-cytokeratin 8 (CK8, clone 1E8, 1:50 dilution) | Biolegend (Covance) | MMS-162P | |
Mouse anti-cytokeratin 14 (CK14, cloneLL002, 1:50 dilution) | Thermo Scientific | MS-115-P0/P1 | |
Rabbit anti-butyrophilin (1:300 dilution) | generously gifted by I.H. Mather (Department of Animal and Avian Sciences University of Maryland College Park, USA) | ||
Rabbit anti-Stx6 (1:50 dilution) | generously gifted S. Tooze (Cancer Research UK, London Research Institute, London, UK) |
||
Rabbit anti-VAMP4 (1:50 dilution) | Abcam | ab3348 | |
Secondary antibodies | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Rhodamine-conjugated goat anti-rabbit IgG (H + L) (1:300 dilution) | Jackson ImmunoResearch Laboratories | 111-025-003 | |
Counterstains | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Bodipy 493/503 | Life Technologies (Molecular Probes) | D-3922 | |
DAPI (4-6-diamidino-2-phenylindole) | Life Technologies (Molecular Probes) | D-1306 | |
Observation/Image capture | Company | Catalog Number | Comments/Description |
conventional fluorescence microscope | Leica Leitz DMRB microscope |
Standard filters for FITC, Rhodamine and DAPI emissions, ×63 oil-immersion objective (NA 1.3), DP50 imaging camera (Olympus), CellˆF software (Olympus) |
|
Laser Scanning Microscope (confocal microscopy) | Zeiss LSM 510 microscope |
Plan-Apochromat ×63 oil-immersion objective (NA 1.4), CLSM 510 software, Confocal facilities, MIMA2 Platform, INRA Jouy-en-Josas, France, http://mima2.jouy.inra.fr/mima2) | |
Image treatment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
ImageJ 1.49k software | Free software |