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Biology

遺伝子発現解析のためのマウスの目から非常に純粋な小柱網のキャプチャ マイクロダイゼクション

Published: June 03, 2018
doi:
10.3791/57576
, , , , , , ,
1Immunity, Inflammation, and Disease Laboratory, Division of Intramural Research,National Institute of Environmental Health Sciences, NIH, 2Cellular and Molecular Pathology Branch, Division of the National Toxicology Program,National Institute of Environmental Health Sciences, NIH, 3Integrated Laboratory Systems Inc., 4Experimental Pathology Laboratories Inc.

Summary

ここでは、下流の RNA 解析のための小柱網 (TM) を隔離するため再現性のあるレーザー キャプチャ レーザーマイクロダイ セクション (LCM) のためのプロトコルについて述べる.TM での遺伝子発現の変化を分析する能力は、TM 関連の眼疾患の分子メカニズムを理解することに役立つでしょう。

Abstract

レーザー キャプチャ レーザーマイクロダイ セクション (LCM) は単一細胞の遺伝子発現解析、組織切片の細胞集団を濃縮します。LCM は、細胞分化と開発と緑内障を含むさまざまな病気の進行の基礎となる分子メカニズムの研究のための素晴らしいツールです。緑内障は、進行性視神経症の家族で構成されは、不可逆的失明の最も一般的な原因です。構造変化と小柱網 (TM) 内の損傷は、緑内障の開発のための主要な危険因子である増加の眼内圧 (眼圧) で起因できます。ただし、関与する正確な分子メカニズムはまだよくわかっていません。遺伝子発現解析を実行する能力は、さらにこれらの細胞と眼圧と緑内障の開発の規則に於いての役割の機能に洞察力を得ることに重要になります。これを達成するため、高度を隔離するための再現可能な方法と濃縮マウスの目と下流の遺伝子発現解析法の凍結切片から TM で、Rt-qpcr と RNA シーケンスが必要なよう。記載方法は、下流のデジタル PCR およびマイクロ アレイの分析のためマウスの目から非常に純粋な TM を分離するため開発されています。さらに、この手法は、他の高濃縮眼細胞とマウスの目から隔離することは困難されている細胞区画の隔離のために容易に適応することができます。LCM および RNA 解析の組み合わせは、緑内障の基礎となる細胞のイベントのより包括的な理解に貢献できます。

Introduction

緑内障は、視神経ニューロパチーと最終的に永続的な失明1,2につながる網膜症によって特徴づけられる疾患群です。2020 以上で全世界 7000 万人が病3,4,5,6、7のいくつかのフォームに生活すると推定されます。主な開放隅角緑内障 (POAG)、最も一般的なタイプの緑内障では、房 (AH) 流出増加眼圧 (IOP)8,9,10につながるの減少によって特徴付けられる 11,12,13,143,15,16,17,18。左の未処理、慢性的な高眼圧は、網膜と視神経乳頭径の色覚異常1,2,19を原因とする進行性で不可逆的な損傷に します。毛様体による AH の生産の率の減少またはそれの流出1,8,9,を高めることによって眼圧を低減に着目した緑内障の進行を遅らせるためのすべての現在の方法10,11,12,13,14. 小柱網 (TM) は、積極的に主要な AH 流出経路の調節に重要な役割を果たしているし、その関数の不適切な高血圧性緑内障1,2,19の原因因子であります。ただし、TM 機能不全と AH 排水を調節する方法に関連する分子メカニズムはまだ完全には理解されていないと緑内障研究1,2,19、の主要な焦点は、現在20しますいくつかのゲノムワイド関連研究 (GWAS) 持っている遺伝子の数がリンクしている緑内障と TM で AH 流出施設に抵抗の増加、病気につながるではない正確な分子メカニズムまだ完全に理解21 。,22,23,24,25。

動物モデルを大幅に拡充 (3,15,16,26,27,28、見直し広く緑内障進行の私達の現在の知識 29,30,31,32,33)。TM34,35,36を研究するいくつかの先駆的な方法が開発されているし、これらのメソッドは、正常と病気の組織の私たちの現在の理解を進めるため広く使用されています。広く探索されていない 1 つの領域は、遺伝子組み換えマウス TM 障害の分子機構を研究するモデルの使用です。遺伝子ノックインとミオシリン (Myoc)37,38とCyp1b139などの関連付けられている TM 遺伝子のノックアウト マウスの研究は、TM の分子機構を研究するための主要なツールをされています。関数。当然のことながら、マウス TM の小さなサイズは、この組織の研究を開始するために克服しなければならない深刻なハードルを表します。マウス モデルは、LCM の技術の進歩は、TM を含む最小かつ最も繊細な組織の研究に力を与えるに必要なツールを提供しながら、遺伝学と疾患の分子機構を研究するための強力なツールを表します。

このレポートでは、後続の RNA の隔離と下流の発現解析の増幅とともにマウスの目から高濃縮 TM の LCM を堅牢で再現性のある方法を紹介します。マウスで正常に同様のメソッドを使用されて目組織40,41,42,43,44の他の種類を分離するが、その他に報告した方法論を適用できます。RNA、マイクロ Rna、DNA およびタンパク質を研究する目の離散的組織。重要なは、この手法により、緑内障の眼疾患3,15,16,17 TM 障害発症の分子機構を理解するための遺伝子組み換えマウスの使用 ,18,26,31,45,46。LCM によってマウスの目の TM を分離する機能をさらにいくつかの眼疾患の分子メカニズムに洞察力を得ることに有用な手法となります。

Protocol

環境健康科学の国立研究所 (NIEHS) 動物のケアおよび使用委員会 (ACUC)、NIEHS 動物研究提案 IIDL 05 46 下本研究のすべての方法論を承認しました。 1. 最適な組織コレクション レーザー顕微解剖用 2 歳 3 か月のマウスを取得男性または女性 C57BL/6。最低 1 分のまたは呼吸が停止している CO2と安楽死させます。動物をケージから取り外し、頚部転位, 茎頂切除や開?…

Representative Results

LCM は、TM から RNA を収集し、4 の別のマウスから毛様体が遺伝子発現を分析し、全体の目、強膜、虹彩、網膜、角膜、3 つの独立したマウスから隔離されたレンズでその式を比較できるために分離されました。TM は遺伝子発現、 MYOC48 , ACTA249を分離 TM サンプルが TM で濃縮した確かに高いことを確認するためのすべての?…

Discussion

TM は積極的に中の恒常性の維持に重要な役割を果たしているし、機能障害は高血圧性緑内障1,2,19の主な原因となる要因として広く受け入れられています。GWAS 解析によって識別されるいくつかの遺伝子の一塩基多型の数は、増加の緑内障の危険と TM; で AH 流出施設に抵抗の増加にリンクされています。しかし、この病気を?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Materials

ACTA2 ddPCR Primers (dMmuCPE5117282) BioRad 10031252 FAM
Agilent 2100 Bioanalyzer Agilent Technologies G2946-90004
Agilent RNA 6000 Pico kit Agilent Technologies 5067-1513
BioRad QX200 Droplet Digital PCR System BioRad
Small Paint Brush
Charged Glass Microscope Slide Thermo scientific 4951PLUS-001
Cresyl Violet Acetate Sigma Aldrich C5042
Curved Scissors
Eosin Y dye Thermo scientific 71204
Ethanol
Forceps Curved and Serrated tip (preferred tip size: 0.5 x 0.4 mm)
HemaCen American MasterTech STHEM30
High-Capacity cDNA Reverse Transcription Kit Applied Biosystems 4368814
Hsp90a ddPCR Primers(dMmuCPE5097465) BioRad 10031255 VEX
Leica CM1850 Cryostat Leica
Millex-GS filter unit EMD Millipore SLGS033SB 0.22 µm
MMI CellCut UV Cutting Model Molecular Machines & Industries LCM intrument
MMI CellTools Software Molecular Machines & Industries 50202 LCM software
Sample Tube for Laser Capture Microdisssection ASEE Products ST-LMD-M-500 Isolation Cap Tube/Manufactured by Microdissect GmBH in Germany and distrubted by ASEE Products
Sample Tube for Laser Capture Microdisssection (Alternative) Molecular Machines & Industries
modified Harris Hematoxylin Thermo scientific 7211 FAM
MYOC ddPCR Primers (dMmuCPE5095712) BioRad 10031252
PBS
Memebrane Slides, RNase Free ASEE Products FS-LMD-M-50r Polyethylene terephthalate (PET) membrane/Manufactured by Microdissect GmBH in Germany and distrubted by ASEE Products
Memebrane Slides, RNase Free (Alternative) Molecular Machines & Industries 50102
Rapid Fix Thermo scientific 6764212 H&E staining
RLT Buffer Qiagen 79216 lysis bufffer used for LCM samples
RNAseZap Sigma R2020 RNase decontamination solution
Protect RNA RNAse Inhibitor Sigma Aldrich R7397
RNeasy Micro Kit Qiagen 74004 RNA isolation kit
SMART-Seq v4 Ultra Low Input RNA Kit Takara Clontech 634888 low input RNA to cDNA kit for LCM samples
SuperMix (no dUTP) BioRad 1863023 digital PCR master mix
Tissue-Tek Cryomold (25mm x 20mm x5mm) Sakura 4557
Tissue-Tek O.C.T. Compound Sakura 4583
Stratalinker UV Crosslinker Stratagene 400075
Xylene Macron 8668
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Sutherland, C., Wang, Y., Brown, R. V., Foley, J., Mahler, B., Janardhan, K. S., Kovi, R. C., Jetten, A. M. Laser Capture Microdissection of Highly Pure Trabecular Meshwork from Mouse Eyes for Gene Expression Analysis. J. Vis. Exp. (136), e57576, doi:10.3791/57576 (2018).
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