Summary

마우스 등쪽 뿌리 신경절 냉동 절제술을 위한 절차

Published: June 09, 2023
doi:

Summary

여기에 제시된 것은 고품질의 등뿌리 신경절 냉동 유지 장치 절편을 지속적으로 획득하기 위한 개발입니다.

Abstract

고품질 마우스 배근 신경절(DRG) 냉동 유지 장치 절편은 염증성 및 신경병증성 통증, 가려움증 및 기타 말초 신경학적 상태 연구에서 적절한 면역화학 염색 및 RNAscope 연구에 매우 중요합니다. 그러나 DRG 조직의 샘플 크기가 작기 때문에 유리 슬라이드에서 고품질의 온전하고 평평한 저온 유지 장치 절편을 일관되게 얻는 것은 여전히 어려운 과제입니다. 지금까지 DRG 동결 절제술을 위한 최적의 프로토콜을 설명하는 논문은 없습니다. 이 프로토콜은 DRG 동결 절제술과 관련하여 자주 발생하는 어려움을 해결하기 위한 단계별 방법을 제시합니다. 제시된 기사에서는 DRG 조직 샘플에서 주변 액체를 제거하고, DRG 섹션을 동일한 방향을 향하도록 슬라이드에 배치하고, 유리 슬라이드의 섹션을 구부리지 않고 평평하게 만드는 방법을 설명합니다. 이 프로토콜은 DRG 샘플의 냉동 절편을 위해 개발되었지만, 샘플 크기가 작은 다른 많은 조직의 냉동 절제에 적용할 수 있습니다.

Introduction

등뿌리신경절(dorsal root ganglion, DRG)은 일차 감각 뉴런, 조직 대식세포, 일차 감각 뉴런 1,2,3,4를 둘러싸고 있는 위성 세포를 포함합니다. 무해하고 유해한 신호를 처리하는 데 중요한 해부학적 구조이며 통증, 가려움증 및 다양한 말초 신경 장애 5,6,7,8,9,10,11,12,13에 중요한 역할을 합니다. 마우스 척수(14,15,16)로부터 DRG 조직을 해부하기 위한 몇 가지 방법이 개발되었지만, DRG 조직이 매우 작고, DRG 샘플의 냉동 유지 장치 절편이 롤로 구부러지는 경향이 있어 냉동 유지 장치 절편을 유리 슬라이드 상으로 적절하게 이송하는 것이 어렵기 때문에 DRG 조직의 동결 절제술은 여전히 어려운 과제로 남아 있다. 그러나 DRG 조직의 적절한 동결 절제는 면역조직화학 연구와 DRG 감각 뉴런 17,18,19,20,21,22,23의 구조에 매우 중요합니다. 더욱이, 단세포 RNA 염기서열분석 결과가 인간(24)과 마우스(25) 모두에서 DRG 감각 뉴런의 현저한 이질성을 밝혀냈기 때문에, DRG 조직의 적절한 동결절제는 다양한 생리학적 및 병리학적 조건에서 상이한 DRG 세포의 기능적 역할을 조사하는 데 중요하다.

DRG 동결 절제술의 대체 기술로서 DRG26 의 3D 재구성을 조사하기 위해 조직 투명화 기술이 적용되었지만, 조직 투명화 기술은 시간과 노동력이 많이 소요됩니다. 이에 비해 DRG의 동결 절제술은 빠르고 비교적 쉽게 수행할 수 있으므로 DRG 및 중추 신경계의 다른 영역에 대한 면역조직화학 및 구조 연구의 핵심 기술로 남아 있습니다. 그러나 DRG 및 특정 뇌 영역과 같은 조직의 샘플 크기가 작기 때문에 유리 슬라이드에 고품질의 온전하고 평평한 냉동 유지 장치 절편을 얻는 것은 신경 과학 연구에서 여전히 어려운 과제로 남아 있으며, 현재 마우스 DRG와 같은 작은 조직 샘플을 동결 절제하기 위한 최적의 프로토콜을 설명하는 논문은 없습니다.

이 프로토콜은 마우스 DRG의 저온 유지 장치 절편을 위한 쉽고 단계적인 기술을 제공하여 후속 DRG 연구를 위해 슬라이드에서 고품질 DRG 절편을 최대한 많이 안정적으로 얻을 수 있습니다. DRG 시료를 동결 절제하기 위해 특별히 고안된 이 기법은 시료 크기가 작은 다양한 다른 조직을 동결 절제하는 데 잠재적으로 사용될 수 있습니다.

Protocol

본 연구의 경우 동물 실험은 UCSF Institutional Animal Care and Use Committee의 승인을 받았으며 NIH Guide for the Care and Use of Laboratory Animals에 따라 수행되었습니다. 성체, 8-12주 된 C57BL/6 수컷 및 암컷 마우스(자체 사육)를 여기에 사용하였다. 1. DRG 시료 전처리 2.5% 아베르틴으로 마우스를 마취합니다(재료 표 참조). 고통스러운 자극에 대한 반응 부족으로 적?…

Representative Results

이번 연구에서는 마우스 L4 DRG 한 마리에서 약 16개의 연속적인 고품질 DRG 절편을 수집했습니다. 얻어진 부분은 왜곡이 없었습니다. 그림 1 은 동결 절제술을 위한 단계별 절차를 보여줍니다. 조직 절편에서 여분의 액체를 제거하는 방법은 그림 2에 나와 있습니다. 조직의 OCT 포매 과정은 그림 3에 강조되어 있습니다. <strong class="xfig…

Discussion

이 프로토콜은 마우스 DRG의 저온 유지 장치 절편을 위한 쉬운 단계별 절차를 제공하여 슬라이드에서 고품질 DRG 절편을 안정적으로 얻을 수 있습니다. 이 프로토콜에는 네 가지 중요한 단계가 있습니다. 먼저, DRG 샘플을 기본 OCT에 넣기 전에 DRG 샘플과 핀셋을 건조시켜야 합니다. DRG 샘플을 둘러싼 모든 액체는 그 주위에 얼음 껍질을 형성하여 DRG 섹션이 OCT에서 분리되고 위로 구부러집니다. 둘째, ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

없음.

Materials

Avertin Sigma-Aldrich T48402-25G Anesthetize animal
Epredia Cryotome Cryostat Cryocassettes, 25 mm dia. Crosshatched Fisherbrand 1910 Hold the OCT section at the bottom 
Ergo Tweezers Fisherbrand S95310 Using the end of a tweezer to gently touch the bottom (6 o’clock) of the section so that it sticks to the platform surface to prevent the section from curving back in a roll 
Fisherbrand Superfrost Plus Microscope Slides Fisherbrand 1255015 To collect the DRG section 
Marking pens Fisherbrand 133794  Mark the orientation of base OCT
Scigen Tissue-Plus O.C.T. Compound Fisherbrand  23730571 Embedding medium for frozen tissue specimens to ensure optimal cutting temperature (O.C.T.).

References

  1. Guan, Z., et al. Injured sensory neuron-derived CSF1 induces microglial proliferation and DAP12-dependent pain. Nature Neuroscience. 19 (1), 94-101 (2016).
  2. Yu, X., et al. Dorsal root ganglion macrophages contribute to both the initiation and persistence of neuropathic pain. Nature Communications. 11 (1), 264 (2020).
  3. Costa, F. A. L., Moreira Neto, F. L. Satellite glial cells in sensory ganglia: its role in pain. Brazilian Journal of Anesthesiology. 65 (1), 73-81 (2015).
  4. Noguri, T., Hatakeyama, D., Kitahashi, T., Oka, K., Ito, E. Profile of dorsal root ganglion neurons: study of oxytocin expression. Molecular Brain. 15 (1), 44 (2022).
  5. Su, P. P., Zhang, L., He, L., Zhao, N., Guan, Z. The role of neuro-immune interactions in chronic pain: implications for clinical practice. Journal of Pain Research. 15, 2223-2248 (2022).
  6. Esposito, M. F., Malayil, R., Hanes, M., Deer, T. Unique characteristics of the dorsal root ganglion as a target for neuromodulation. Pain Medicine. 20, S23-S30 (2019).
  7. Chen, X. J., Sun, Y. G. Central circuit mechanisms of itch. Nature Communications. 11 (1), 3052 (2020).
  8. Guan, Z., Hellman, J., Schumacher, M. Contemporary views on inflammatory pain mechanisms: TRPing over innate and microglial pathways. F1000Research. , (2016).
  9. Boadas-Vaello, P., et al. Neuroplasticity of ascending and descending pathways after somatosensory system injury: reviewing knowledge to identify neuropathic pain therapeutic targets. Spinal Cord. 54 (5), 330-340 (2016).
  10. Guha, D., Shamji, M. F. The dorsal root ganglion in the pathogenesis of chronic neuropathic pain. Neurosurgery. 63, 118-126 (2016).
  11. Shorrock, H. K., et al. UBA1/GARS-dependent pathways drive sensory-motor connectivity defects in spinal muscular atrophy. Brain. 141 (10), 2878-2894 (2018).
  12. Sleigh, J. N., et al. Trk receptor signaling and sensory neuron fate are perturbed in human neuropathy caused by Gars mutations. Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (16), E3324-E3333 (2017).
  13. Rubio, M. A., Herrando-Grabulosa, M., Gaja-Capdevila, N., Vilches, J. J., Navarro, X. Characterization of somatosensory neuron involvement in the SOD1(G93A) mouse model. Scientific Reports. 12 (1), 7600 (2022).
  14. Sleigh, J. N., West, S. J., Schiavo, G. A video protocol for rapid dissection of mouse dorsal root ganglia from defined spinal levels. BMC Research Notes. 13 (1), 302 (2020).
  15. Sleigh, J. N., Weir, G. A., Schiavo, G. A simple, step-by-step dissection protocol for the rapid isolation of mouse dorsal root ganglia. BMC Research Notes. 9, 82 (2016).
  16. Perner, C., Sokol, C. L. Protocol for dissection and culture of murine dorsal root ganglia neurons to study neuropeptide release. STAR Protocols. 2 (1), 100333 (2021).
  17. Haberberger, R. V., Barry, C., Matusica, D. Immortalized dorsal root ganglion neuron cell lines. Frontiers in Cellular Neuroscience. 14, 184 (2020).
  18. Pokhilko, A., Nash, A., Cader, M. Z. Common transcriptional signatures of neuropathic pain. Pain. 161 (7), 1542-1554 (2020).
  19. Martin, S. L., Reid, A. J., Verkhratsky, A., Magnaghi, V., Faroni, A. Gene expression changes in dorsal root ganglia following peripheral nerve injury: roles in inflammation, cell death and nociception. Neural Regeneration Research. 14 (6), 939-947 (2019).
  20. Miller, R. J., Jung, H., Bhangoo, S. K., White, F. A. Cytokine and chemokine regulation of sensory neuron function. Handbook of Experimental Pharmacology. (194), 417-449 (2009).
  21. Neto, E., et al. Axonal outgrowth, neuropeptides expression and receptors tyrosine kinase phosphorylation in 3D organotypic cultures of adult dorsal root ganglia. PLoS One. 12 (7), e0181612 (2017).
  22. Nascimento, A. I., Mar, F. M., Sousa, M. M. The intriguing nature of dorsal root ganglion neurons: Linking structure with polarity and function. Progress in Neurobiolology. 168, 86-103 (2018).
  23. Middleton, S. J., Perez-Sanchez, J., Dawes, J. M. The structure of sensory afferent compartments in health and disease. Journal of Anatomy. 241 (5), 1186-1210 (2022).
  24. Nguyen, M. Q., von Buchholtz, L. J., Reker, A. N., Ryba, N. J., Davidson, S. Single-nucleus transcriptomic analysis of human dorsal root ganglion neurons. eLife. 10, e71752 (2021).
  25. Usoskin, D., et al. Unbiased classification of sensory neuron types by large-scale single-cell RNA sequencing. Nature Neuroscience. 18 (1), 145-153 (2015).
  26. Hunt, M. A., et al. DRGquant: A new modular AI-based pipeline for 3D analysis of the DRG. Journal of Neuroscience Methods. 371, 109497 (2022).
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He, L., Zhao, W., Zhang, L., Ilango, M., Zhao, N., Yang, L., Guan, Z. A Procedure for Mouse Dorsal Root Ganglion Cryosectioning. J. Vis. Exp. (196), e65232, doi:10.3791/65232 (2023).

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