Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

裏打ちクリア: 組織の脂肪組織の三次元イメージング法をクリア

doi: 10.3791/58271 Published: July 28, 2018

Summary

高脂質含量のため従来の組織学的方法を使用して視覚化する脂肪組織にチャレンジしております。裏打ちクリアは、堅牢なラベリングと脂肪組織の高分解能体積蛍光イメージングができるテクニックをクリア組織です。ここでは、試料調製、前処理、染色、クリア、およびイメージング用取付方法をについて説明します。

Abstract

脂肪組織は、エネルギー代謝と体温調節に中心的な役割を果たしています。それは脂肪細胞と同様、脂肪細胞の前駆物質、免疫細胞、線維芽細胞、血管、神経投射の種類で構成されます。その分布と建築の可視化によるこれらの居住者の脂肪細胞のより包括的な理解を実現できますが、特定の細胞の分子制御とこれらの細胞の相互関係をますます線引きされている,全体全体の組織。脂肪組織を分析する既存の免疫組織染色と蛍光抗体法のアプローチは、薄いパラフィン埋め込まれたセクションに依存します。ただし、薄片組織の小さな部分のみをキャプチャします。その結果、結論は組織のどの部分を分析によってバイアスすることができます。したがって全体の脂肪組織における分子・細胞パターンの包括的三次元視覚化を許可する技術、裏打ちクリアをクリア脂肪組織を開発しました。裏打ちクリア iDISCO から適応された/iDISCO + は、特定の変更に対するネイティブの組織形態を維持しながら、組織に格納されている脂質を完全に削除します。光シート蛍光顕微鏡と組み合わせて、ここで全体の脂肪組織の高分解能の 3次元濃淡画像の取得に裏打ちクリア メソッドを使用を示します。

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

最近まで、脂肪組織は、脂肪細胞の非晶質のコレクションとしての考案されました。過去数十年間は、我々 の理解は脂肪の脂肪細胞と脂肪細胞の前駆物質の種類、免疫細胞、線維芽細胞、血管、および神経投射を含む複雑な器官であると認め今より洗練されたきました。これらの居住者の脂肪細胞間の相互作用は、脂肪組織と個体の生理学と病態生理学1に及ぼす影響を発音しています。新興の研究は、特定の相互作用の基礎となる重要な分子メカニズムを解明している、信頼性の高い構造プロファイリング 3 次元 (3 D) で全体の組織のより包括的な理解が必要です。

脂肪組織の形態の私達の現在の知識は薄いセクション (5 μ m) を比較的高倍率 (10 倍以上) の組織学的分析に基づいて2,3。ただし、この方法には、いくつかの重要な制限があります。交感神経や血管、脂肪関数4,5,6,7で重要な役割を再生する知られているなどまず、複雑な糸状構造が評価することは困難薄いセクションで。第二に、その一見アモルファス形状とに集中する代表的な構造の単位の不足、セクション染色のみに基づいて脂肪組織構造を理解することは困難です。第三に、脂肪組織が 3 D 解剖学的再建、従来の全脳形態8を研究するために使用に適した一貫性のある連続切片を得ることに課題を作成する、非常に高い脂質含量です。これらの要因を考えると、携帯電話の解像度を実現しながら全体の脂肪デポの 3次元可視化を提供することができますマウント全体アプローチのための大きい必要性があります。

臓器全体の体積の 3 D イメージングによる光の拡散効果のあいまいに挑戦しています。生体内光散乱の主な原因は、脂質水溶液の界面から来ています。脂質を除去することによって散乱を除去するために努力は、世紀以上にわたっての継続されていますが、最近の技術革新の9の数が多いがありました。そのような新しく開発された組織のクリア メソッドは溶媒消去臓器の反応が有効な 3 D イメージング (iDISCO/iDISCO +)10,11。ただし、脂肪組織が脂質の高レベルを与えられた特定の課題を提示し、したがって、iDISCO に修正を加える/iDISCO + プロトコルは完全に崩壊から組織を保護しながら脂質を抽出するために必要な。裏打ち-クリアと呼ばれる、開発した修正されたプロトコルでは、高分解能体積画像12に適した最適な透明度を達成するために脂肪の脱脂をメタノール/ジクロロ メタン ベースを採用しています。脱脂は、GFP や RFP など主として内生表現渇き蛍光タンパク質ステップので、そのようなタンパク質の可視化は、反応によって達成されなければなりません。全体的にみて、このシンプルで堅牢なプロトコルは居住者の脂肪細胞の組織レベルの組織を研究に適用できる脂肪細胞の前駆細胞と脂肪の形態の開発中にトレースする血統。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

動物の世話や実験は動物介護の施設およびロックフェラー大学の使用委員会によって承認された手続きに従って行われました。

1. ティッシュの準備

  1. 血液が組織から完全に削除されるまでは、4 ° C でリン酸緩衝生理食塩水 (PBS) x 1 〜 20 ml 標準心内血流を実行します。
  2. 首と尾が大幅補強まで固定液 (1 × PBS で 4% パラホルムアルデヒド (PFA)) 4 ° c の ~ 20 mL に、出納を切り替えます。
    注意: PFA は有毒です。皮膚、目、粘膜との接触を避けます。ヒューム フード内ソリューションで行われる必要があります。
  3. 慎重にそれを損なうことがなく全体の脂肪パッドを削除する興味の脂肪パッドを解剖します。摘心や組織の圧迫を避けるために鈍終了鉗子を使用します。任意の毛皮と切り裂かれたティッシュが汚れない。
  4. 後 4% PFA 1x PBS では 4 ° C で一晩で組織を修正します。それぞれの脂肪パッド 〜 10 ml の 15 mL の円錐管に固定の解決の修正後。
  5. 常温 (RT) 組織 1 × PBS に 3 回 (1 h) を洗います。
  6. 4 ° C で 1 × PBS で短期 (2 週間まで) の組織を保存し、光から保護されています。長期的なストレージ (例えば1-2 年)、(防腐剤) として 0.05% アジ化ナトリウムと 1x PBS にバッファーを切り替えます。
    注意: アジ化ナトリウムは経口摂取したり、皮膚から吸収されると非常に有毒です。アジ化ナトリウム (5% 以上) のソリューションは、ヒューム フードの下処理必要がありますに集中しました。

2. 脱脂・透過

タイミング: 1-2 日

  1. 20%、40%、60%、80% メタノール グラデーション B1n バッファー (表 1) (v/v)、例えば20% メタノール/B1n のバッファーを用意し、メタノール 20 mL、80 mL の B1n バッファーをミックスします。4 ° C ですべてのバッファーを保存します。グリシン結晶を飽和のための 60% と 80% のメタノール/B1n バッファーから沈殿させます。結晶; を削除しないように次の洗浄溶液を使用します。
    注意: メタノールは揮発性、刺激性、可燃性です。皮膚や眼との接触を避けます。
  2. 優しく解剖顕微鏡の下でサンプルから髪を削除します。毛や糸くず、破片のサンプルに添付画像の中に影を引き起こすが。新しい管に洗浄のサンプルを転送します。
  3. 特に明記しない限り、次のすべての手順を氷の上または 4 ° C で実行します。(例えば、若い無駄のないマウスから後部の perigonadal/皮下脂肪パッド) の小さいサンプル ソリューションの 1.6 ml 2 mL 遠心管を使用します。大規模なサンプルや高脂質のコンテンツ (例えば、肥満マウスの脂肪パッド) とサンプル溶液 4 mL と 5 mL の管を使用します。
    1. 設定軌道シェーカーに水平にサンプルを含むチューブを配置 ~ 100 rpm。チューブ内のサンプルが自由に移動できることを確認します。
  4. 指定された時間 (表 2) の 20%、40%、60%、80%、100% のメタノール/B1n バッファーの傾斜シリーズのサンプルを脱水します。キャリー オーバー ソリューションを最小限に抑えます。
  5. Delipidate 100% ジクロロ メタン (DCM) でサンプル (3 回)、インキュベーション時間をそれぞれ表 2に示されています。サンプルは、2 番目と 3 番目の DCM 洗浄の端に管の底に沈む必要があります。そうでない場合は完全脱脂を確実にインキュベーション時間を延長 (例えば1-2 h を 30 分延長)。
    注意: DCM は、ヒューム フード内部処理必要があります。ガラス容器を使用して、ストレージと遠心チューブの孵化用ポリプロピレンから作られています。マイクロ遠心チューブ用は、DCM の長期保管に使用しないでください。ペトリ皿とポリスチレンから作られた血清ピペットは DCM と互換性がありません。DCM は、揮発性の高い。乾燥を防ぐために迅速に新鮮なソリューションには、サンプルを転送します。
  6. 指定された時間 (表 2) の 100% メタノールで二回洗います。
  7. オプション: サンプルをよく灌流できない場合は、残りの赤血球からヘモグロビンの色可能性があります蛍光が強い。4 ° C で一晩メタノール (メタノールの 5 冊を 30% H2O2の 1 巻) で 5% H2O2でブリーチします。
  8. 逆メタノール/B1n バッファー シリーズのサンプルを水分補給: 80%、60%、40%、20% メタノール/B1n、100 %b1n バッファー (2 回) に示されている (表 2)。
  9. 室温 2 時間 PTxwH バッファー (表 1) とサンプルを洗う
  10. 4 ° c (最大 1 年間) PTxwH バッファーに脱脂サンプルを格納またはすぐに染色手順に進みます。

3. 全体のマウント免疫染色

タイミング: 8-10 日

注: 次の手順のすべて行なう RT で揺れ光からの保護と明記しない限り。小さいサンプル 1.6 mL の溶液を 2 mL 遠心管を使用します。大規模なサンプル溶液 4 mL と 5 mL の管を使用します。組織またはメタノール処理ティッシュ セクションの小さな断片の抗体は、まず検証することをお勧めします。

  1. PTxwH バッファー推奨濃度に一次抗体を希釈します。導入の抗体の沈着物や集計を防ぐために 10 分間 ~ 20,000 × g で希釈した抗体溶液を遠心します。
  2. 第一抗体溶解液で脱脂サンプルを指定の時刻 (表 2) にインキュベートします。
  3. 一連のインキュベーション手順 PTxwH バッファーのサンプルを洗う: 5 分、10 分、15 分、20 分、1 h、2 h、4 h、一晩。
  4. 推奨濃度 PTxwH バッファー内の二次抗体を希釈します。導入の抗体の沈着物や集計を防ぐために 10 分間 ~ 20,000 × gで希釈した抗体溶液を遠心します。
    注: 組織の自家蛍光による高いバック グラウンドを避けるためには、赤、赤外領域の光を発する fluorophores が付いている二次抗体が推奨されます。レーザー顕微鏡の利用可能な回線数に応じて 3-4 マーカーまでを 1 つのサンプルで同時にイメージすることができます。
  5. 二次抗体溶液とサンプルを指定の時刻 (表 2) にインキュベートします。
  6. インキュベーション手順のシリーズに PTxwH を洗ってサンプル: 5 分、10 分、15 分、20 分、1 h、2 h、4 h、一晩。
  7. オプション: 壊れやすい、組織タイプの 4% PFA 1x PBS で一晩組織形態を保持するために 4 ° c でのステンド グラスの組織を固定します。
    注: この手順では、画像の背景が増加します。脂肪組織に対してこの手順を実行する必要はありません。
  8. 一連のインキュベーション手順 1 × PBS でサンプルを洗う: 5 分、10 分、30 分。
  9. 解剖顕微鏡の下でサンプルから糸くずを注意深く取り外します。

4. 組織クリア

タイミング: 1-2 日

  1. オプション: 光シート顕微鏡のサンプル実装を容易にするために agarose のサンプルを埋め込みます。
    注意: この手順がイメージング中にその形状を安定させるために脂肪組織を強く推奨します。
    1. 1x PBS (w/v) の 1% の agarose が付いて埋め込みソリューションを準備します。埋め込みソリューションのクールな 〜 過度の熱にサンプルを公開することを避けるために 40 ° C。
    2. (例えばペトリ皿、ボートの重量を量る) 金型に洗浄のサンプルを置き、目的の位置に配置します。任意の液体の持ち越しを避けてください。埋め込みソリューションをサンプルにそっと注ぐ。空気の泡を避けるため。
    3. サンプルを含むブロックを右カットで完全に固めるアガロースをしましょう。
      注: すべて夜通し孵化を含む次の手順する必要があります実施常温では、揺れと光からの保護。小さいサンプル 1.6 mL の溶液を 2 mL 遠心管を使用します。大規模なサンプル溶液 4 mL と 5 mL の管を使用します。
  2. 指定された時間 (表 2) H2o: 25%、50%、75%、100% (3 回) とメタノール グラデーションのサンプルを脱水します。
    注: サンプルは、100% メタノールのステップで一晩左することができます。
  3. 振動 (3 回) で 1 時間 100 %dcm でサンプルをインキュベートします。サンプルは、各 DCM の洗浄の最後に管の底に沈む必要があります。されていない場合は、メタノールの完全除去を確保するインキュベーション時間を延長します。サンプルは 100 %dcm ステップで一晩します。
  4. 屈折率整合を達成するために穏やかな揺れで一晩ジベンジル エーテル (DBE) にサンプルをインキュベートします。
    注: サンプルは透明可視光になります。
    注意: DBE は危険です。皮膚との接触を避けてください。二重の手袋で発煙のフードの中それを処理します。それが DBE で汚染されているとすぐに手袋を破棄します。・遠心チューブ (ポリプロピレン) の孵化のためのガラス容器を使用します。マイクロ遠心チューブ用は DBE の長期保管に使用しないでください。ペトリ皿とポリスチレンから作られた血清ピペットは DBE と互換性がありません。100% エタノールと任意の流出をクリーンアップします。
  5. 軽度の揺れ 2 h. ストアの暗闇の中で常温サンプル新鮮な DBE でサンプルをインキュベートか画像に直接進みます。
    注: サンプルは、一ヶ月内でイメージを作成する推奨されます。特定 fluorophores が付いている他のものより安定して、この段階でサンプルの長期保存はお勧めできません。

5. 顕微鏡

  1. DBE と互換性のある光シート顕微鏡とイメージング。
    注: 有機溶剤ベースのイメージングのために承認され、DBE の屈折と一致する唯一の目的は、イメージングの DBE 浸漬の目的を浸漬として使用できます。
    1. イメージ投射の間の動きを防ぐことができますホルダーに agarose 埋め込まれたサンプルをマウントします。DBE で満たされた室に試料を浸します。
    2. Z スタックの (例えば1-2 X 倍率) 全体組織分布/構造の興味のマーカーを取得するサンプル全体をカバーを収集します。
    3. (例えば4-12 倍の倍率) 詳細な構造を画像に関心の領域を拡大する高倍率で客観的に切り替えます。
      注: コラーゲンはすべて脂肪細胞13を囲む脂肪組織の細胞外マトリックスへの主要コントリビューターであります。コラーゲンは約 400 に至るまで典型的な発光スペクトル 550 nm14nm。イメージング (緑) 488 レーザー ラインでサンプルとコラーゲン (例えば、525 550 nm) の発光スペクトルの中にある波長範囲で発光を収集は以前に示された組織の自家蛍光信号を提供します。脂肪細胞の輪郭と全体的な組織アーキテクチャ12を描きます。
  2. 逆に共焦点イメージングまたは 2 光子顕微鏡。
    1. すべてのプラスチック部品 (またはシールすることができます他の DBE 互換イメージング室) に触れることがなくガラス底のチェンバー スライドに agarose 埋め込まれたサンプルを配置します。DBE が漏れないことを確認します。
    2. 長距離より深い浸透を達成するために作業の目的を選択します。
      注: 画像はチェンバー スライドのガラス底を通って倒立共焦点または 2 光子顕微鏡とされるべきであります。サンプルと DBE ベースのイメージングのための提案は、目標を浸漬との直接接触を避けます。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

裏打ちクリア準備全体の脂肪パッドの細く、肥満の州の組織形態や細胞間相互作用の影響を分析する 3 D でイメージを作成することができます。このメソッドは、緑のチャネルで組織の自家蛍光信号を集めることによって脂肪の一般的な構造を分析する簡単に適用できます。我々 は以前に、自発蛍光染色、成熟脂肪細胞12をアウトラインに一般的に使用されるマーカー perilipin 好意的脂肪オーバーレイの信号。たとえば、後部皮下脂肪パッド (psWAT) 光シート顕微鏡を用いた低倍率 (1.3 倍) をスキャン (図 1 aB) は脂肪細胞の乳腺組織を示しています。脂肪細胞のサイズなどの詳細な情報は、(図 1D) 高倍率 (4 X) で関心の領域を拡大して明らかにすることができます。

裏打ちクリア神経投射やキャプチャまたは薄片のトレースに挑戦して、血管などの糸状構造を可視化する場合に特に便利です。共鳴した神経系 (SNS) は、脂肪分解と脂肪組織4,5ふるえ熱産生を制御する重要な役割を果たしています。チロシンヒドロキシラーゼ (TH) で染色 psWAT パッドをイメージング、SNS のためのマーカーはのような組織の実質 (図 2 a-H) で密度の高いターミナル楔形と同様、大きい神経束、血管の神経支配の構造を明らかにします。また、TH + 実質予測硬度部分 (図 2 e-H; 基準より高い密度を有する鼠径部分と psWAT、内の地域変異を表示します。附則ムービー 1)。我々 の以前の仕事は、SNS ターミナル楔形が計算的にたどることができるし、神経支配12の密度を評価する Imaris ソフトウェアの FilamentTracer ツールを使用して再構築を実証しています。

脂肪は血管が大きく知られています。脂肪の代謝要求の変化は、その血管67のダイナミックなリモデリングに関連付けられています。堅牢かつ迅速なプロファイリング全体組織血管の血管リモデリングの追加の公平な分析を提供できます。ラベル血管マーカーとして血小板内皮細胞接着分子 (PECAM 1、CD31 とも呼ばれます) を使用して、すべての脂肪細胞が全体の組織 (図 3 aH; 全体の毛細血管と接触していることを見ました補足映画 2) サポートする効率的な栄養素および酸素の需要が高い脂肪の交換します。

免疫細胞は、脂肪組織のもう一つの重要なコンポーネントです。肥満の状態で死んだ脂肪細胞15,16を取り巻く「クラウンのような」構造を形成する炎症性マクロファージの浸潤を伴う脂肪組織は炎症になった。肥満動物からの脂肪パッドはオフにその大きいサイズと脂質含量のために特に困難です。ただし、裏打ちクリア (大規模な組織や高脂肪の内容と組織の表 2で説明) の拡張版は、全体高脂肪多く含んだ組織の一貫性のあるクリアを達成できます。たとえば、うんざりして 16 週間高脂肪食のマウスの副睾丸脂肪は密な「クラウンのような構造」CD68、によってカルビンディン抗体に (図 4 aおよびB) 全体の組織全体を示しています。重要なは、組織の全体の深さを様々 な位置から引き継いだ光学セクション (4 ~ 5 mm) (図 4-F) 組織の完全な清算を示す画像は均等にシャープします。

Figure 1
図 1: 蛍光信号を用いた脂肪組織形態の解析。すべてのパネルが収容した c57bl/6 j 男性 8 週齢のマウスから分離した裏打ちクリア準備 psWAT パッドの光シート蛍光顕微鏡 (LSFM) 画像蛍光信号は、緑のチャネルでクリアのサンプルをスキャンすることによって収集されます。硬度領域(A) 、鼠径部(B) 1.3 X 目的によって撮影の光学セクション (サンプルの中からクロス セクション)。(CD)高倍率 (4 X) AおよびBからボックス化された領域の光学セクション。リンパ節は、アスタリスクで示されます。スケール バーは、各パネルに表示されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 2
図 2: 脂肪組織の交感神経支配のイメージング 3 D.すべてのパネルは、チロシンヒドロキシラーゼ (TH) (図 1のように同じサンプル) の付いた psWAT の LSFM 画像です。再建された硬度領域(A) 、鼠径部(B) 1.3 X 目的によって撮影の最大の予測。(CD)ABの中央から光のセクション。(E, F)CDからボックス化された領域の高倍率 (4 X) 光学セクション。(G, H)TH (緑) と蛍光 (マゼンタ) オーバーレイの高倍率光学セクション。矢印は、交感神経支配の明瞭なパターンを示す: (1) 神経束;(2) 血管の神経支配。(3) 実質楔形。リンパ節は、アスタリスクで示されます。スケール バーは、各パネルに表示されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 3
図 3: 脂肪組織の血管のイメージング 3 D.すべてのパネルは、psWAT (図 1のように同じサンプル) というラベルの付いた CD31 の LSFM 画像です。(A B)再建された硬度領域(A) 、鼠径部(B) 1.3 X 目的によって撮影の最大の予測。(C, D)ABの中央から光のセクション。(E, F)CDからボックス化された領域の高倍率 (4 X) 光学セクション。(G, H)CD31 (赤) と蛍光 (シアン) オーバーレイの高倍率光学セクション。リンパ節は、アスタリスクで示されます。スケール バーは、各パネルに表示されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 4
図 4: 脂肪質ティッシュの「王冠のような構造」の 3 D イメージングします。すべてのパネルは、16 週間の高脂肪食飼育雄マウスから分離した裏打ちクリア準備 eWAT パッドの LSFM 画像です。サンプルは、CD31 と CD68 カルビンディン抗体でした。(A B)再建されたサンプルの最大投影 4 mm (A) X Y 表示より多くの深さの合計と。(B) Y Z ビュー。(C)Bで示された深さから光学セクション。スケール バーは、各パネルに表示されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

バッファー 化学 最終濃度
B1n バッファー
グリシン 0.3 M
トリトン X-100 0.1% (v/v)
H2O 溶剤
アジ化ナトリウム (防腐剤、オプション) 0.01% (w/v)
7 NaOH で pH を調整します。
PTxwH バッファー
10 x PBS 1 x
トリトン X-100 0.1% (v/v)
トゥイーン 20 0.05% (v/v)
ヘパリン 2 μ g/ml
H2O 溶剤
アジ化ナトリウム (防腐剤、オプション) 0.01% (w/v)

表 1: バッファーおよび解決の一覧。このテーブルには、裏打ちクリアで使用されるバッファーのためのレシピが含まれています。バッファーの長期保管は、防腐剤としてアジ化ナトリウムを追加することをお勧めします。

バッファー 小さな組織 大規模な組織 (または高脂肪の内容) 温度
20% メタノール/B1n バッファー 30 分 1 h 4 ° C
40% メタノール/B1n バッファー 30 分 1 h 4 ° C
60% メタノール/B1n バッファー 30 分 1 h 4 ° C
80% メタノール/B1n バッファー 30 分 1 h 4 ° C
100% メタノール 30 分 1 h 4 ° C
DCM 30 分 1 h 4 ° C
DCM 1 h 2-3 h、または一晩 4 ° C
DCM 30 分 2 h 4 ° C
100% メタノール 30 分 1 h 4 ° C
100% メタノール 30 分 1 h 4 ° C
省略可能: 5% H2O2/methanol 一晩 一晩 4 ° C
80% メタノール/B1n バッファー 30 分 1 h 4 ° C
60% メタノール/B1n バッファー 30 分 1 h 4 ° C
40% メタノール/B1n バッファー 30 分 1 h 4 ° C
20% メタノール/B1n バッファー 30 分 1 h 4 ° C
B1n バッファー 30 分 1 h RT
B1n バッファー 一晩 一晩 RT
PTxwH バッファー 2 h 2 h RT
PTxwH バッファー ストレージ ストレージ 4 ° C
一次抗体の孵化 3 日間 4-5 日 RT
二次抗体の孵化 3 日間 4-5 日 RT

表 2: インキュベーション時間は脱脂と免疫染色。このテーブルには、脱脂・免疫染色の手順については、プロトコルのインキュベーション時間が含まれています。小さい組織のおおよその重量は、< 300 mg です。

補足映画 1: 脂肪組織の交感神経支配のイメージング 3 D.(図 2と同じ) psWAT サンプルのチロシン水酸化酵素 (TH) 染色。光学セクション (4 X、硬度から) のフライスルーと鼠径部 psWAT、映画を示しています 〜 2 mm. の深さの合計と TH は緑色で表示します。マゼンタに蛍光を示します。硬度部分から地域 SNS に低い密度を持って表示されます。このファイルをダウンロードするここをクリックしてください

補足映画 2: 脂肪組織の血管イメージング 3 D.(図 3と同じ) psWAT サンプルの CD31 免疫染色。光学セクション (4 X、硬度から) のフライスルーと鼠径部 psWAT、映画を示しています 〜 2 mm. の深さの合計で CD31 は赤で表示されます。蛍光は、水色で表示されます。すべての脂肪細胞は、毛細血管に密接に囲まれて表示されます。このファイルをダウンロードするここをクリックしてください

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

裏打ちクリアは正規のラボ環境のセットアップで簡単に行うことができる脂肪をクリアするための簡単かつ堅牢なメソッド。IDISCO など他の溶剤ベースの清算方法と比較して/iDISCO +1011,12、裏打ちクリア、特に脂肪組織と他の組織と高脂肪の内容をクリアに最適化されています。脱脂ステップ脂肪から脂質を完全に削除したがって全体の組織全体で反応を促進し、主としてエンド ツー エンド XY 解像度を損なうことがなく画像をできるように、光の拡散を最小限に抑えられます。に加えて光シート蛍光顕微鏡、共焦点、大規模な組織の急速なスキャンを提供し、二光子励起顕微鏡も使用できますより高い解像度と詳細を取得します。

メタノール/DCM ベース脱脂は、重要なステップです。特に組織のコアに向かって、画像のぼやけは、不十分な脱脂を可能性があります。DCM で沈没脂肪のサンプルを観察することによって脂質の完全に削除をすることが重要です。組織の種類 (例えば、添付精巣と精巣上体の副睾丸脂肪) の混合物を含むサンプルは、拡張 DCM 孵化しても完全に沈まない可能性があります。ただし、これらのサンプル DCM で一晩インキュベート完全な脱脂を達成すべき。これらの有機溶媒中での蛋白質の変性による特定の抗体は脱脂ステップと互換性がない可能性があります。したがって、適切な抗体の選択このプロトコルの別の重要なステップになります。メタノール処理ティッシュ セクションまたは組織によって裏打ちクリア処理の小さな断片の抗体は、まず検証することをお勧めします。同様に、メタノール/DCM/DBE と化学染料との互換性は、アプリケーションの前にもテストする必要があります。

プロトコルの制限の 1 つは、内生に表現された蛍光タンパク質の焼入れです。有機溶剤脱脂・ クリアリングの手順は、そのような蛋白質を変化主。内因性の蛍光タンパク質を視覚化するには、抗体の分類を採用する必要があります。適切な抗体の組み合わせの可用性は、イメージングの高多重を実行する能力を制限します。現在利用可能なライト シート顕微鏡のみ最大 4 チャンネルのイメージに私たちを許可します。

裏打ちクリアは糸状の構造や脂肪組織の比較的低密度を持つ細胞集団を可視化する場合に特に便利です。しかし、高密度信号のイメージングになりますこのアプローチと限られています。抗体を高密度信号のラベルに使用する場合、サンプルでは、組織の内部へのアクセスをブロックの表面に位置するエピトープで閉じ込めることができます。したがって、小さな化学プローブは、密な構造を染色する推奨されます。同じ問題のための裏打ちクリアの褐色脂肪組織への応用は限られています。褐色脂肪細胞は、密な構造を持つ脂肪デポです。密な血管や神経に加え小型脂肪細胞ミトコンドリア17の大規模な番号を含むともしっかりと満載です。CD31 と TH を適用するときに、同じ染色、褐色脂肪、試料の表面のみに前述の手順は (データは示されていない) を標識しました。また、褐色脂肪細胞は、強力な組織 autofluoresence、イメージング中に低信号対雑音比にリードを生成します。褐色脂肪細胞を小さな断片に切断し、可能であれば化学プローブを使用することをお勧めします。

全体的にみて、裏打ちクリア可能と興味の複数の構造の同時プロファイリング全体の脂肪質ティッシュの高解像度。このアプローチを使用すると、1 つは全脂肪質のパッドを通して神経投射、血管、免疫細胞、脂肪細胞などの構造がどのように相互作用を分析できます。断面または関心領域を選択することを回避することによって公平な画像データを提供します。裏打ちクリアは、リネージュ トレース研究における脂肪細胞前駆細胞および前駆体細胞の分布と同様、形成の初期の間にイベントなど脂肪の開発研究にも適用できます。脂肪、に加えてその裏打ちクリアはまた高い脂質含量または脂肪、乳腺と脂肪のリンパ節などに囲まれている他の組織の 3 D 全体マウント解析を促進するかもしれない。このメソッドには、生理学的、病理学的条件で人体の脂肪の組織学を勉強する機会も提供しています。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

著者が明らかに何もありません。

Acknowledgments

クリスティーナ ピルガキ、タオ トンとアリソン北支援のロックフェラー大学のバイオ リソース センターから感謝し、サポートします。我々 はまた、動画編集のため Xiphias Ge 朱を感謝します。この作品は、人間フロンティア科学プログラム組織 (PC) によってサポートされていました。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1x phosphate buffered saline Corning 21-040-CV
Paraformaldehyde Sigma Aldrich P6148-1KG
Methanol Fisher Scientific A412SK-4
Triton X-100 Sigma Aldrich X100-500ML
Tween 20 Sigma Aldrich P2287-500ML
Heparin Sigma Aldrich H3393-100KU
Dichloromethane Sigma Aldrich 270991
Hydrogen peroxide 30% Fisher Scientific 325-100
Benzyl ether Sigma Aldrich 108014
Agarose Invitrogen 16500500
Sodium azide Sigma Aldrich 71289-5G
Glycine Fisher Scientific BP381-1
Rabbit polyclonal anti-Tyrosine Hydroxylase Millipore AB152 1:200 dilution
Goat polyclonal anti-CD31/PECAM-1 R&D Systems AF3628 Final concentration of 2 µg/mL
Rat monoclonal anti-CD68, Clone FA-11 Bio-Rad MCA1957 Final concentration of 2 µg/mL
Donkey anti-rabbit IgG (H+L) Alexa Fluor 647 Jackson ImmunoResearch 711-605-152 Final concentration of 5-10 µg/mL
Donkey anti-goat IgG (H+L) Alexa Fluor 568 Invitrogen A11077 Final concentration of 5-10 µg/mL
Donkey anti-rat IgG (H+L) Alexa Fluor 647 Jackson ImmunoResearch 712-605-153 Final concentration of 5-10 µg/mL
Imaging chamber ibidi 80287
Light sheet microscope LaVision BioTec Ultramicroscope II
Imaging software LaVision BioTec Imspector software
Microscopy visualization software Bitplane Imaris

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Rosen, E. D., Spiegelman, B. M. What We Talk About When We Talk About Fat. Cell. 156, (1-2), 20-44 (2014).
  2. Barbatelli, G., et al. The emergence of cold-induced brown adipocytes in mouse white fat depots is determined predominantly by white to brown adipocyte transdifferentiation. American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism. 298, (6), E1244-E1253 (2010).
  3. Wang, Q. A., Tao, C., Gupta, R. K., Scherer, P. E. Tracking adipogenesis during white adipose tissue development, expansion and regeneration. Nature Medicine. 19, (10), 1338-1344 (2013).
  4. Bartness, T. J., Liu, Y., Shrestha, Y. B., Ryu, V. Neural innervation of white adipose tissue and the control of lipolysis. Frontiers in Neuroendocrinology. 35, (4), 473-493 (2014).
  5. Morrison, S. F., Madden, C. J., Tupone, D. Central Neural Regulation of Brown Adipose Tissue Thermogenesis and Energy Expenditure. Cell Metabolism. 19, (5), 741-756 (2014).
  6. Xue, Y., et al. Hypoxia-Independent Angiogenesis in Adipose Tissues during Cold Acclimation. Cell Metabolism. 9, (1), 99-109 (2009).
  7. Shimizu, I., et al. Vascular rarefaction mediates whitening of brown fat in obesity. The Journal of Clinical Investigation. 124, (5), 2099-2112 (2014).
  8. Abe, H., et al. 3D reconstruction of brain section images for creating axonal projection maps in marmosets. Journal of Neuroscience Methods. 286, 102-113 (2017).
  9. Richardson, D. S., Lichtman, J. W. Clarifying Tissue Clearing. Cell. 162, (2), 246-257 (2015).
  10. Renier, N., Wu, Z., Simon, D. J., Yang, J., Ariel, P., Tessier-Lavigne, M. iDISCO: A Simple, Rapid Method to Immunolabel Large Tissue Samples for Volume Imaging. Cell. 159, (4), 896-910 (2014).
  11. Renier, N., et al. Mapping of Brain Activity by Automated Volume Analysis of Immediate Early Genes. Cell. 165, (7), 1789-1802 (2016).
  12. Chi, J., et al. Three-Dimensional Adipose Tissue Imaging Reveals Regional Variation in Beige Fat Biogenesis and PRDM16-Dependent Sympathetic Neurite Density. Cell Metabolism. 27, (1), 226-236 (2018).
  13. Khan, T., et al. Metabolic Dysregulation and Adipose Tissue Fibrosis: Role of Collagen VI. Molecular and Cellular Biology. 29, (6), 1575-1591 (2009).
  14. Croce, A. C., Bottiroli, G. Autofluorescence Spectroscopy and Imaging: A Tool for Biomedical Research and Diagnosis. European Journal of Histochemistry EJH. 58, (4), (2014).
  15. Oh, D. Y., Morinaga, H., Talukdar, S., Bae, E. J., Olefsky, J. M. Increased Macrophage Migration Into Adipose Tissue in Obese Mice. Diabetes. 61, (2), 346-354 (2012).
  16. Cinti, S., et al. Adipocyte death defines macrophage localization and function in adipose tissue of obese mice and humans. Journal of Lipid Research. 46, (11), 2347-2355 (2005).
  17. Wang, W., Seale, P. Control of brown and beige fat development. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 17, (11), 691-702 (2016).
裏打ちクリア: 組織の脂肪組織の三次元イメージング法をクリア
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chi, J., Crane, A., Wu, Z., Cohen, P. Adipo-Clear: A Tissue Clearing Method for Three-Dimensional Imaging of Adipose Tissue. J. Vis. Exp. (137), e58271, doi:10.3791/58271 (2018).More

Chi, J., Crane, A., Wu, Z., Cohen, P. Adipo-Clear: A Tissue Clearing Method for Three-Dimensional Imaging of Adipose Tissue. J. Vis. Exp. (137), e58271, doi:10.3791/58271 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter