$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Biz sinir terminallerinde sinaptik vezikül uzamsal dağılımı derinlemesine morfometrik analizi için yüksek kaliteli elektron MİKROGRAFİ elde etmek için yenidoğan sıçan beyin dokusu hazırlanması için yöntemleri tarif1,2. Bu yöntemlerden sonra numuneler işlenerek elde edilebilir yüksek karşıtlık MİKROGRAFİ Ayrıca hücresel bileşenlerin bir dizi ayrıntılı Morfoloji ve boyutsal yapısal ilişkileri incelemek için kullanılabilir3,4.
İletim elektron mikroskobu (TEM) kantitatif organelleri ve diğer hücresel yapıların morfolojisi incelemek için güçlü bir araçtır. Bu on yıl itibariyle, yüksek basınçlı donma ile cryofixation hariç, immüno-etiketleme olmadan lipid membranlarının ve organelleri aynı ölçüde çözünürlük sağlayabilir başka soruşturma yöntemleri vardır. Ancak, dondurma ikame teknikleri yaygın olarak kullanılmaz ve normalde pahalı ekipman ve uzun hazırlık süreleri gerektirir.
TEM 'in yüksek çözme gücünün avantajlarından yararlanmak için en uygun numune hazırlama işlemleri çok önemlidir. Numune preparatın ana hedefleri, yaşam durumundan minimum değişiklik ile doku yapısını korumak, numune kontrastı geliştirmek ve elektron işleme ve maruz kalma sırasında hücresel bileşenlerin çıkarılması karşı doku stabilize etmektir ışın. TEM doku hazırlığı için çok sayıda protokol, yıllarca çeşitli laboratuvarlar tarafından tanıtıldı ve mükemmelleştirilmiştir. Çoğu sinaptik veziküller5,6,7,8,9,10,11optimum görselleştirme için yöntemler üzerinde duruldu. Şu anda kullanılmakta olan bir dizi köklü, altın standart yöntem arasında, en iyi doku yapısını korumaya yönelik kimyasal fikmerasyon, sonrası fikmerasyon, özel blok boyama, sıralı dehidrasyon, reçine gömme ve sonrası boyama prosedürleri seçtik. mükemmel görüntü kontrastı elde edin. Dikkat, ince ultrastranın korunması özellikle yenidoğan sıçan beyin dokusu ile çalışırken zor olabilir. Aslında, çok genç hayvanların merkezi sinir sistemi yetişkin beyin daha yüksek bir su içeriği ile karakterize edilir, hücre dışı alanların daha belirgin genişlemesi, ve hücreler arasında daha gevşek bağlantılar12. Bu, yenidoğan sıçan beyin dokusunu Osmolarite değişikliklerine derinden hassas hale getirir ve farklı tonallık12' nin sıralı çözeltileri ile işlenen artifaktüel daralma ve/veya şişlik için zarif bir şekilde eğilimli olur. Bu nedenle, yöntemlerimiz, sıçan yenidoğan beynin mümkün olduğunca yakın Osmolarite olan numune işleme için çözümler istihdam. Amacımız, sinir terminallerinde sinaptik vezikül mekansal dağılımının nicel değerlendirilmesi için yüksek kalitede, yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobu görüntüleri elde etmektir. Özellikle, biz sinir terminali içinde veziküllerin sayısını ölçmek için, ön sinaptik plazma membrandan sinaptik veziküllerin uzaklığı, ön sinaptik membranda yerleştirilmiş veziküllerin sayısı, sinaptik veziküller büyüklüğü ve inter-vezikül mesafeler1.
Tatmin edici kimyasal fiktasyon sinaptik vezikül Morfoloji ve mekansal organizasyon incelemek için gerekli morfolojik ayrıntı sağlayabilir yüksek kaliteli elektron MİKROGRAFİ elde etmek için bir ön koşuldur. Çeşitli fikrasyon modları olmasına rağmen, vasküler perfüzyon ile beyin dokusunun fikreme yöntemi diğer yöntemlere göre çok daha üstün. Vasküler perfüzyon yoluyla fiksasyon, sistemik dolaşımın tutuklandıktan hemen sonra başladığı için, beyin dokusunun deoxygenasyonu ile proteinleri fiksasyonlarla çapraz bağlama arasındaki aralığı kısaltır ve hücrelimde asgari değişiklikler sonuçlanır Yapısı. Ayrıca, vasküler yataktan ekstraküler ve hücresel bölmeler12,13,14' e kadar olan fiktatif akışından dolayı hızlı ve Tekdüzen penetrasyon gerçekleştirir. , Osmiyum tetroksit ile ikincil fiktasyon (sonrası fikterasyon) ve ardından glutaraldehit ile primer fikfasyon, ince yapının mükemmel korunması sağlar15,16,17. Glutaraldehit ve paraformaldehit karışımı, dokuya daha hızlı nüfuz etmek için ek bir avantaj sunuyor12.
Biyolojik dokularda bir reçine matrisinin desteği olmadan ince bölümlere kesilecek kadar sert olmadığından, ince kesmeden önce bir ortama gömülmelidir. Su-immiscible Epoksi Reçineler genellikle TEM 'de gömme orta olarak kullanılır. Bu tür matris kullanıldığında, tüm numunenin serbest su reçine infiltrasyon önce organik bir çözücü ile değiştirilmesi gerekir. Su, numuneyi artan etanol ve/veya aseton12konsantrasyonlarının bir dizi çözeltisiyle geçirerek kaldırılır. Bu protokolde, numuneler ilk olarak esnek aclar çarşafları arasında gömülür ve sonra bir kapsülde gömülmüştür. Nihai sonuç, Mikrotom bölümleme sırasında kaynaklanan titreşimlerden en az etkilenecek ideal geometriye sahip silindirik reçine bloğunun ucunda yer alan dokudur.
Endojen doku kontrastı geliştirmek için ağır metaller ile boyama numune hazırlama başka önemli bir yönüdür. TEM 'de görüntü kontrastı, dokuda atomlar tarafından elektron saçılmadan kaynaklanmaktadır. Ancak, biyolojik malzemeler büyük ölçüde düşük Atomik ağırlık molekülleri (yani, karbon, hidrojen, oksijen ve azot) oluşur. Bu nedenle, yeterli saçılma kontrast nesil doku hücresel bileşenlerine yüksek Atomik ağırlık atomların eklenmesi gerektirir. Bu, ağır metaller12,18,19ile numunenin boyama yoluyla elde edilir. Lipid için güçlü bir bağ olan Osmium tetroksit, uranyum ve kurşun, elektron lekeleri olarak kullanılan en yaygın ağır metaller.
Osmium (Atom numarası 76) varoluşun en yoğun metallerden biridir. TEM 'deki birincil rolü güvenilir bir fikreatif12olmakla birlikte, hem bir fikilatif hem de bir lekedir. Kullanımda olan çeşitli fiktasyon protokolleri arasında, numunenin hazırlanması sırasında hücre bileşenlerinin ekstraksiyonu azaltmada en etkili olan glutaraldehit ile çift fikreme yöntemi. Bu iki fiksatifler moleküllerin, özellikle protein ve lipidler farklı türde maksimum sayısını stabilize etmek için kullanılır, ve doku ultrastrture üstün korunması sonucu12,14,15, 16 , 17 yaşında.
Uranyl asetat şeklinde en yaygın elektron lekesi olarak kullanılan büyük metal (Atom numarası 92). Benzer şekilde Osmium 'a göre, bir leke ve fikilatif olarak davranır, ancak Tem 'deki birincil rolü bir leke olarak20,21. Nüklenli asit içeren ve membranöz yapılar aldehit-sabit dokularda uranyl tuzları ile şiddetle ve tercihen lekelenmiştir22,23. Osmikasyon sonrası uranyl asetat ile dokuların tedavisi ve dehidratasyon önce membranöz ve nüklik asit içeren yapıların stabilizasyonu, yanı sıra gelişmiş kontrast, ve izin vermez bazı yapısal detaylar tanımlaması tek başına osmiyum ile lekelenmiş numunelerde kolayca tespit edilebilir12,24,25. Uranyl asetat, osmikasyon sırasında lipid membranlarına yatırılmış olan azaltılmış osmiyum ile birleştirerek ince yapıyı stabilize edebilir düşünülmüştür24. En yüksek kontrast, uranyl asetat yerleştirilmeden önce ve ince bölümlerde12' de bir sonrası leke olarak uygulandığında elde edilir.
Lead (Atom numarası 82), TEM için kullanılan en sık görülen lekedir ve özellikle ince bölümlerin sonrası boyama için kullanılmaktadır. Kurşun tuzları yüksek elektron opaklığı ve membranlar, nükleer ve sitoplazmik proteinler, nükleik asitler ve glikojen dahil olmak üzere geniş bir hücre yapıları yelpazesi için benzeşimi göstermek26,27. Çift boyama yöntemi kullanıldığında (yani, uranyl asetat ile boyama kurşun ile tedavi takip edilir), ikinci bir uranyl asetat boyama geliştiricisi olarak davranır. Örneğin, glutaraldehit ile sabit kromatin kurşun sonrası boya üç28,29,30,31,32bir faktör tarafından uranyl asetat alımı artar. Lead de Osmium gibi diğer metaller tarafından öğretilir boyama geliştirir. Bu kurşun tuzları azalmış osmiyum33varlığında fosfatidler kutup grubuna iliştirerek osmiyum-sabit dokuların membranlarının leke düşünülmektedir. Hem uranyl asetat ve kurşun ile boyama potansiyel bir dezavantajı, özellikle uzun süreli süreleri için, birçok farklı yapısal elemanlar eşit ve non-özellikle lekelenmiş olduğunu ve böylece kolayca diğerine ayırt edilmeyebilir12 .
Optik süper çözünürlüklü fotoğraf aktive yerelleştirme mikroskobu gibi alternatif ışık kaynaklarının son giriş, önemli ölçüde ışık mikroskobu çözünürlüğü34geliştirdi. Ancak, ışık mikroskopisi tek etiketli proteinlerin veya enzimlerin görselleştirilmesi için histokimyasal ve bağışıklık-sitokimyasal yöntemlerle bağlı olduğundan, TEM 'in tüm yapısal elemanları bir kerede görüntülemeleri, derinlemesine çalışma için benzersiz kalır doku yapılarının Morfoloji ve boyutsal ilişkileri. Özellikle, başka hiçbir tekniği önceden sinaptik sinir Boutons sinaptik vezikül dağılımı morfometrik analizi gerçekleştirmek için gerekli morfolojik ayrıntı sağlayabilir. Yine de, elektronik mikrografinin organizma öldükten sonra dokusunun yapısını yakalamasını ve bu nedenle ön sinaptik vezikül kaçakçılığı ve exocytosis dinamiklerine ilişkin bilgi veremiyor olması önemlidir. Bu nedenle, FM boya-canlı görüntüleme ve yama-kelepçe elektrofizyolojisi gibi diğer araçlar, ana amaç sinaptik vezikül kaçakçılığı ve exocytosis dinamik ve/veya işlevsel yönlerini incelemek için olduğunda dikkate alınmalıdır.