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Immunfluoreszenz-Nachweis von zwei Thymidinanaloga (CldU und IDU) in primärem Gewebe

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Biology
 

Summary

Wir haben eine Strategie zur sequentiellen Aufnahme von Thymidin-Analoga (CldU und IDU) in das Gewebe erwachsener Mäuse zu erkennen an zwei aufeinander folgenden Runden der Zellteilung zu quantifizieren abgeleitet. Diese Strategie ist sinnvoll, die Zellerneuerung an langlebigen Geweben, onkogenen Transformation oder die Durchreise verstärkenden Zellen zu erkennen.

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Tuttle, A. H., Rankin, M. M., Teta, M., Sartori, D. J., Stein, G. M., Kim, G. J., Virgilio, C., Granger, A., Zhou, D., Long, S. H., Schiffman, A. B., Kushner, J. A. Immunofluorescent Detection of Two Thymidine Analogues (CldU and IdU) in Primary Tissue. J. Vis. Exp. (46), e2166, doi:10.3791/2166 (2010).

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Abstract

Genaue Messung der Zellteilung ist eine grundlegende Herausforderung in der experimentellen Biologie, die immer komplexer, wenn sich langsam teilenden Zellen analysiert werden wird. Etablierte Methoden zur Zellteilung zu erkennen sind direkte Visualisierung durch kontinuierliche Mikroskopie in Zellkultur, Verdünnung von entscheidender Farbstoffe wie Carboxyfluorescein di-aetate Succinimidylester (CFSE), Immuno-Detektion von mitogenen Antigene wie Ki67 oder PCNA und Thymidin-Analoga. Thymidin-Analoga kann durch eine Vielzahl von Methoden, einschließlich Radio-Erkennung für Tritium-Thymidin, Immun-Erkennung für Brom-desoxyuridin (BrdU), Chlor-deoxyuridin (CldU) und Iod-desoxyuridin (IDU) und der chemischen Erkennung für Ethinyl-desoxyuridin erkannt werden (EDU). Wir haben eine Strategie zur sequentiellen Aufnahme von verschiedenen Thymidin-Analoga (CldU und IDU) in das Gewebe erwachsener Mäuse zu erkennen abgeleitet. Unsere Methode erlaubt es Forschern, um genau zu quantifizieren zwei aufeinander folgenden Runden der Zellteilung. Durch die Optimierung der Immunfärbung Protokolle unser Ansatz erkennt sehr niedrige Dosis Thymidinanaloga über das Trinkwasser, sichere Verabreichung an Mäuse für längere Zeit zu verabreichen. Folglich kann unsere Technik verwendet, um die Zellerneuerung in sehr langlebigen Geweben zu detektieren. Optimal immunofluoresent Färbung Ergebnisse können in mehreren Gewebearten, darunter Bauchspeicheldrüse, Haut, Darm, Leber, Nebennieren, Hoden-, Eierstock-, Schilddrüsen-, Lymphknoten und Gehirn erreicht werden. Wir haben auch diese Technik angewendet, um onkogenen Transformation im Gewebe zu identifizieren. Wir haben weiter diese Technik, um festzustellen, ob Transit-Verstärkung Zellen zum Wachstum oder Erneuerung von Gewebe beitragen angewendet. In diesem Sinne stellt sequenzielle Verabreichung von Thymidin-Analoga einen neuartigen Ansatz zur Untersuchung der Ursprünge und Überleben von Zellen im Gewebe eine Rolle spielt.

Protocol

1. Labeling Gewebe mit CldU und IdU

  1. Lösen Sie Thymidin-Analoga (CldU oder IDU) in Wasser. Wiegen Sie 1 mg / mL des jeweiligen chemischen und fügen Sie Glasflaschen von destilliertem Wasser zu trennen. Wir bereiten in der Regel 1 Liter je zu einem Zeitpunkt.
  2. Lösen Sie die Chemikalien auf einer Rührplatte oder eine andere Form der Agitator. CldU wird in 10 min zu lösen. Rühren bei Raumtemperatur. IdU erfordert mehr als eine Stunde Rühren bei 37 ° C in einem Shaker. Wasserquellen, die beeinflussen können IdU Löslichkeit. Wenn IdU bleibt ungefederten nach über Nacht geschüttelt, versuchen Sie eine saubere Wasserquelle. Die Lösungen sind bei 4 ° C im Dunkeln gelagert.
  3. Verwalten der ersten Thymidin enthaltenden Lösung (entweder CldU oder IDU), um die Mäuse für den gewünschten Zeitraum Kennzeichnung. Nicht in Mäusen den Zugang zu unmarkiertem Wasser während der Zeit der Label haben. Wenn die benannten Kennzeichnung Zeitraum abgeschlossen ist, beginnt eine Auswaschung mit unmarkierten Wasser für mindestens 24 Stunden (das Thymidin mit Analoga Serum Halbwertszeiten von mehreren Stunden). Verwalten der zweiten Thymidin enthaltenden Lösung (entweder CldU oder IDU), um die Mäuse für den gewünschten Zeitraum Kennzeichnung. Refill Wasserflaschen regelmäßig zu verhindern Austrocknung!
  4. Alternativ können Mäuse durch sequentielle intraperitoneale Injektion von CdlU und dann IdU gekennzeichnet werden. Bereiten CldU oder IdU bei 10 mg / mL Konzentration. IdU kann verlangen, tropfenweise Zugabe von konzentrierter Natronlauge durch kräftiges Schütteln gefolgt, um in Suspension gehen. Fügen Sie nicht mehr als Natriumhydroxid. Fügen Sie einen einzigen Tropfen Natronlauge auf einen 10 mL Lösung von IdU gefolgt von einer Stunde Rühren bei 37 ° C in einem Shaker. Wenn nicht in Lösung, wiederholen Zugabe von Natronlauge. Inject 100mcg pro g Körpergewicht in den intraperitonealen Raum.
  5. Die Kontroll-Objektträger sind für dieses Protokoll. Als Ergebnis empfehlen wir dringend, Ermittler führen mehrere Variationen Thymidinanalogon Kennzeichnung Sensitivität und Spezifität zu gewährleisten. Diese sollten 1. Mäuse, die nur mit CldU markiert wurden; 2. Mäuse, die nur mit IdU markiert wurden, 3. Mäuse, die nacheinander mit CldU und dann IdU markiert wurden, 4. Mäuse, die nacheinander in umgekehrter Reihenfolge markiert wurden, zunächst mit IdU und dann CldU, 5 Mäuse, mock nur mit Wasser gekennzeichnet sind. Beim Lernen auf Etikett mit CldU und IdU, sollten die Ermittler immer führen die gesamte Protokoll mit allen 5 oben setzt der Kontroll-Objektträger aus dem Gewebe von Interesse.

2. Tissue Harvest, Fixation und Slide Vorbereitung

  1. Mit entsprechenden Betäubung durchführen tödliche Überdosis und dann Opfer der Maus über Ausbluten. Nehmen Sie frisches Gewebe und fix mit 4% paraformalehyde bei 4 ° C für 24 Stunden. Transfer-Gewebe bis 1:4 Formalin-Puffer und lagern bei 4 ° C für die Einbettung.
  2. Alternativ führen tödliche Überdosis und dann versorgen die Maus über die linke Herzkammer mit Kochsalzlösung, bis Blut aus dem Körper ausgeschieden wird, dann sofort mit 30-50 ccm 4% Paraformaldehyd perfundiert. Entfernen Sie das Gewebe von Interesse und speichern in 1:4 Formalin-Puffer bei 4 ° C für die Einbettung.
  3. Nach Gewebe Dehydrierung und Einbettung in Paraffin, schneiden 5-Mikron-Gewebeschnitte und Ort auf geladene Objektträger. Backen Sie die Objektträger bei 65 ° C für 16 Stunden, um die Haftung des Gewebes zu rutschen sicherzustellen (essentielle mit Antigen-Retrieval Schritte unten).

3. Dehydration, Permeabilisierung und Antigen Retrieval

  1. Entfernen Sie überschüssiges Paraffin durch Eintauchen Dias in zwei Xylol Bäder für 5 min. jeder.
  2. Rehydrieren das Gewebe durch Eintauchen Dias in Ethanol mit Wasser verdünnt: 100, 95, 90, 80 70 und 50%. Weichen Sie die Objektträger 3 min. bei jeder Konzentration, beginnend mit 100% und in Richtung 50% für die endgültige Eintauchen.
  3. Waschen Sie die Objektträger für 5 min. in 1x PBS.
  4. Permeabilisieren Zellen durch Eintauchen Dias in 0,2% Triton-X-Lösung für 5 min (aus frischen jedes Mal).
  5. Bereiten Sie Folien für die Mikrowellen Gewebe Antigen-Retrieval. Setzen Sie die Dias in ein Becherglas mit einem ausreichenden Volumen 0,01 M pH 6,0 Natriumcitrat-Puffer, so dass die Lösung 5 cm über dem oberen Rand des Dias zu berücksichtigen Verdampfungsverluste abdeckt.
  6. Mikrowelle gleitet, bis die Lösung kocht (3-10 min. Bei voller Leistung). Leistung reduzieren, bis die Lösung wird langsam kochendes (10-80%) und weiterhin für weitere 20 min. Überprüfen Sie in regelmäßigen Abständen, um sicherzustellen, Mikrowelle bleibt die Lösung bei einer langsamen Kochen bringen.
  7. Legen Sie Becherglas mit Dias auf einer Bank-top und lassen Sie sie vorsichtig auf Raumtemperatur (ca. 2 Stunden) cool.
  8. Bestätigen Sie, dass Objektträger bei Raumtemperatur mit einem Thermometer sind.
  9. Tauchen Sie gleitet in 1.5N HCL für 40 min. bei Raumtemperatur.
  10. Waschen Sie die Objektträger zweimal in 1X PBS, 5 min. pro Waschgang.

4. Primäre und sekundäre Antikörper

  1. Es ist wichtig, dass die Folien sehr feucht durch das gesamte Protokoll zu bleiben. Dry Gewebe wird viel mehr auto-Fluoreszenz, so dass die entstehenden Bilder unbrauchbar. Um zu verhindern, zu sterben, Prozess einer Folie zu einer Zeit.
  2. Kreis jeden Abschnitt auf den Folien mit einer Flüssigkeit blockiert (dh, Wachs) pen. Legen Sie die Folien wieder in den Behälter 1x PBS.
  3. Machen Sie einen feuchten Inkubationskammer, indem feuchte Papiertücher flach auf dem Boden einer luftdichten Kunststoffbehälter.
  4. Make up Blocking Lösung von 10% Esel-Serum in 1x PBS verdünnt. Es ist wichtig, vollständig zu bedecken jeden Abschnitt mit der Lösung. Für Gewebeschnitten, die 1 x 1,5 Zentimeter sind, ist ein Volumen von 50 Mikroliter Lösung pro Abschnitt ausreichend.
  5. Fügen Sie die Blocking-Lösung, um die Folien. Entfernen Sie Folie aus 1x PBS und beseitigen die überschüssige Flüssigkeit durch leichtes Antippen des Schiebers Rand auf einem Stapel von trockenen Papiertüchern. Legen Sie gleiten in Inkubationskammer und 50 Mikroliter 10% Block-Lösung zu jedem Abschnitt. Wenn alle Folien sind in der Nähe des Containers und Inkubieren bei Raumtemperatur für 1 Stunde abgeschlossen.
  6. Bereiten primärer Antikörper Verdünnung auf IdU erkennen. Verdünnen Maus-anti-BrdU in einer Konzentration 1:250 in 5% Esel-Serum in 1x PBS hergestellt. Abzweiger Block-Lösung von Bild und Ort wieder in den Brutraum. Fügen Sie die oben genannten primären Antikörper zu jedem Abschnitt beimpft und über Nacht bei 4 ° C.
  7. Bereiten hoher Stringenz gewaschen (das minimiert Bindung von Maus-anti-BrdU Antiseren gegen CldU). Make up frische salzarme TBST-Puffer (36mm Tris, 50 mM NaCl, 0,5% Tween-20, pH 8,0). Sie benötigen 40 mL Puffer pro Paar Dias. 40 ml Puffer je 50 ml konischen Rohr. Vor dem Hinzufügen von Folien, Vorwärmung der Lösung auf 37 ° C.
  8. Zwei in einer Zeit, zu entfernen Dias aus dem Brutraum, statt sie back-to-back (so dass Gewebeproben abgewandten zueinander), und tippen Sie das überschüssige Primärantikörper. Legen Sie die Folien in den Rohren mit wenig Salz TBST und Deckel gefüllt. Man schüttelt die Röhren für 20 min. in einem Schüttel-Inkubator Bakterienkultur mit der Temperatur bei 37 ° C, und die Geschwindigkeit eingestellt auf 225 Umdrehungen pro Minute.
  9. Waschen Sie die Slides zweimal in frischem 1X PBS. 5 min. pro Waschgang.
  10. Vorbereitung der nächsten primärer Antikörper-Lösung für die Erkennung von CldU und Gewebe-Antigen, falls gewünscht. Verdünnen Ratte anti-BrdU in einer Konzentration 1:250 in 5% Esel-Serum in 1x PBS hergestellt. Verdünnen primären Antiseren gegen Gewebe-Antigen auf Arbeitsebene Konzentration in den primären Antikörper-Lösung.
  11. Tippen Sie auf mehr als 1x PBS off der Folien möchten, und legen Sie sie in den Brutraum. Add primärer Antikörper zu jedem Abschnitt beimpft und über Nacht bei 4 ° C.
  12. Waschen Sie die Slides zweimal in frischem 1X PBS. 5 min. pro Waschgang.
  13. Bereiten Sie den sekundären Antikörper-Lösung. Verdünnen Cy2 Esel-anti-Ratte bis 1:250 und Cy5 Esel anti-Maus bis 1:500 in 1X PBS Lösung mit 5% Esel-Serum. Add Cy3 sekundären zu primären Arten von Gewebe-Antigen-Antiseren erkennen. Auch verdünnen 0,4 mg / ml Stammlösung von DAPI bis 1:150 in sekundären Antikörper-Lösung.
  14. Tippen Sie überschüssige 1X PBS abrutscht und in die Inkubationskammer. Add sekundären Antikörper-Lösung zu jedem Abschnitt und Inkubation für 1 Stunde bei Raumtemperatur.
  15. Waschen Sie die Slides zweimal in frischem 1X PBS. 5 min. pro Waschgang.
  16. Tippen Sie überschüssige 1X PBS off der Folien und haften Deckglas mit Prolong Gold-anti-fade Montage Medien (NICHT verwenden Vectashield mit dyanine Farbstoffe!). Drücken Sie auf Deckgläsern um Luftblasen zu entfernen. Lagerung bei 4 ° C.

5. Imaging and Analysis

  1. Bild des Gewebes von Interesse, mit einem Fluoreszenz-Mikroskop mit einer hohen Energie-Lichtquelle, Plan-Apochromaten, und einen hohen Wirkungsgrad Mikroskop-Kamera (z. B. Hamamatsu Orca ER) ausgestattet. Aufnehmen von Bildern in der AMCA (DAPI), Cy2 (CldU), Cy3 (Tissue-Antigen) und Cy5 (IDU) Kanäle. Merge Bilder zu einem einzigen Multi-Layer-Bilddatei zu erstellen.
  2. Wenn richtig ausgeführt, wird DAPI gefärbte Zellkerne homogen hell ist. Tissue Antigens (zB Insulin) soll zeigen Zellen von Interesse. Wenn Färbung mit DAPI oder Gewebe-Antigen ist schwach oder inkonsistent sind, tauchen Folie in 1X PBS über Nacht zu entfernen Deckglas und wiederholen Anwendung der sekundären Antiseren.
  3. Konzentrieren Sie sich auf Gewebe-Antigen in Cy3. Überprüfen Sie CldU und IdU Färbung in Cy2 und Cy5-Kanäle, Umschalten zwischen Kanälen. Suchen Sie nach möglichen Kreuzreaktivität zwischen den Markierungen, wie durch übermäßige IdU und CldU Co-Positivität angegeben. Geben Sie für Gewebe, die nur CldU oder IdU enthalten. Mangelnde CldU oder IdU positive Kerne kann auf ein technisches Problem mit der Etikettierung oder Färbung. In diesem Fall ist für eine hoch replikativen Gewebe (zB Lymphknoten) zu suchen.
  4. Analysieren Bilder. Anzeige Schichten mit DAPI und Gewebe-Antigen. Mit einer weißen Tafel Marker in der dominanten Hand und einer Zellzahl in der nicht-dominanten Hand, markieren jeder Kern mit einem kontrastierenden Marke mit einem trockenen löschen Marker (aka white board marker). Graf DAPI-positiven Zellen im Gewebe von Interesse. Rekordwert Zellzahl. Verwenden Sie ein trockenes Radiergummi Markierungen zu entfernen. Anzeige Schichts mit DAPI-, Gewebe-Antigen, und CldU. Graf CldU positiven Zellen im Gewebe von Interesse. Rekord CldU Zellzahl, aber nicht gelöscht markiert. Anzeige ändern, um Schichten, die Gewebe-Antigen, CldU und IdU visualisieren. Graf CldU IdU doppelt positive Zellen. Rekord-Wert, löscht alle Spuren und zeigen Schichten mit DAPI-, Gewebe-Antigen, und IdU. Zählen Sie die Gesamtzahl der IdU positiven Zellen im Gewebe von Interesse. Rekord IdU Zellzahl.

6. Repräsentative Ergebnisse

Wir sequenziell beschriftet 6 Wochen alte weibliche Mäuse mit CldU für eine Woche und dann IdU für zwei Wochen, durch unmittelbare Opfer gefolgt. Bauchspeicheldrüsen wurden gefärbt, um CldU, IdU und Insulin (ein Gewebe Antigen) sowie DAPI zu erkennen. Inseln wurden gleichmäßig mit Insulin gefärbt. CldU Zellkernen unterschieden sich von IdU Zellkernen (Abbildung 2). Viele Kerne außerhalb der Insel wurden CldU IdU co-positive (Abbildung 2, unten rechts, weiße Pfeile). Ein einziges Insulin positive Zelle hatte Kernfärbung für beide CldU und IdU (Abbildung 2, unten rechts, magenta Pfeil).

Mäuse. Alle Experimente mit Mäusen wurden nach den Richtlinien der IACUC Ausschuss des Kinderkrankenhauses von Philadelphia durchgeführt. Weibliche B6.129 F1-Wildtyp-Mäuse wurden von Taconic (Germantown New York), an der Versuchstier Anlage am Kinderkrankenhaus von Philadelphia untergebracht und gefüttert Maus Diet 5015 von PMI Nutrition International (Richmond. Indiana) gekauft.

Labeling-Strategie. Durch die Markierung der ersten Zellteilung Veranstaltung mit CldU (grün markiert in diesem System) und die zweite Zellteilung mit IdU (rot markiert in diesem Schema), sequenzielle Zellteilung führt in Zusammenarbeit markierten Zellen mit beiden CldU und IdU (grün / rot) .

Repräsentative Ergebnisse von Thymidin Kennzeichnung von Pankreas-Zellen Gesamtumsatzes in Mäusen. Immunfluoreszenz-Bild von einer Maus Bauchspeicheldrüse mit Inselchen Langerhans in der Mitte. Maus wurde mit CldU für 1 Woche und dann IdU für 2 Wochen in das Trinkwasser vor dem unmittelbaren Opfer infundiert. Pancreas Probe wurde wie im Protokoll beschrieben. 40x Bilder mit unterschiedlichen Schichten angezeigt eignet sich zum Zählen. Zusammengeführt Bilder enthalten DAPI (weiß) CldU (grün), IDU (rot), Insulin (gelb). (Oben, links) DAPI und Insulin. (Oben, rechts) CldU und Insulin. (Unten, links) IDU und Insulin. (Unten rechts) CldU, IdU und Insulin. Maßstab: 100 um.

Abbildung 1
Abbildung 1. Labeling-Strategie. Durch die Markierung der ersten Zellteilung Veranstaltung mit CldU (grün markiert in diesem System) und die zweite Zellteilung mit IdU (rot markiert in diesem Schema), sequenzielle Zellteilung führt in Zusammenarbeit markierten Zellen mit beiden CldU und IdU (grün / rot) .

Abbildung 2
Abbildung 2. Repräsentative Ergebnisse von Thymidin Kennzeichnung von Pankreas-Zellen Gesamtumsatzes in Mäusen. Immunfluoreszenz-Bild von einer Maus Bauchspeicheldrüse mit Inselchen Langerhans in der Mitte. Maus wurde mit CldU für 1 Woche und dann IdU für 2 Wochen in das Trinkwasser vor dem unmittelbaren Opfer infundiert. Pancreas Probe wurde wie im Protokoll beschrieben. 40x Bilder mit unterschiedlichen Schichten angezeigt eignet sich zum Zählen. Zusammengeführt Bilder enthalten DAPI (weiß) CldU (grün), IDU (rot), Insulin (gelb). (Oben, links) DAPI und Insulin. (Oben, rechts) CldU und Insulin. (Unten, links) IDU und Insulin. (Unten rechts) CldU, IdU und Insulin. Maßstab: 100 um.

Discussion

Unser Ansatz zur Thymidin-basierten Ansatz zur Etikettierung Zellerneuerung hat viele potenzielle Anwendungen in der biomedizinischen Forschung. Bis heute haben wir uns auf die Bauchspeicheldrüse konzentriert, aber wir haben auch diese Strategie angewandt, um die Zellerneuerung der Haut, Darm, Leber, Nebenniere, Niere, Hoden-, Eierstock-, Schilddrüsen-, Lymphknoten, Blutbildung und Gehirn 1 zu untersuchen. Da die Zellerneuerung variiert von Gewebe zu Gewebe, sollte die Kennzeichnung Strategien individuell auf die spannendsten Informationen aus der Orgel von Interesse zu erhalten. Morrison und seine Kollegen verwendeten CldU und IdU für 1 Tag jeweils Hämatopoese 2 Label. Kuhn und seine Kollegen verwenden CldU und IdU für 4 Tage jeweils um die Zellteilung bei der Regeneration von Herzmuskel 3 zu detektieren. Im Gegensatz dazu haben wir CldU und IdU für bis zu 9 Monate insgesamt Basalzell Gesamtumsatzes in Pankreasinseln, einem Gewebe mit minimalem Zellerneuerung wie das Tier im Alter 1,4-6 Etikett verwendet. Die naheliegendste mögliche Anwendung unserer Strategie ist die Kennzeichnung für Studien zur Zellerneuerung im Gewebe Homöostase zu definieren. Aber unsere Technik hat mehrere weitere mögliche Anwendungen. Zum Beispiel haben wir kürzlich auch diese Technik angewendet, um onkogenen Transformation in Geweben, in denen Schwerpunkte der erhöhte Replikation leicht durch verstärkten Einbau von CldU oder IdU 5 kann identifiziert werden zu identifizieren. Morrison und seine Kollegen verwendeten CldU und IdU für 1 Tag jeweils für Etiketten Beibehaltung Verhalten von hämatopoetischen Stammzellen 2-Test. Wir haben auch sequentielle Thymidinanalogon Kennzeichnung zu ermitteln, ob Transit-Verstärkung Zellen zum Wachstum oder Erneuerung von Gewebe beitragen 1 angewendet. In dieser Anwendung sequenzielle Verabreichung von Thymidin-Analoga stellt einen neuartigen Ansatz zur Untersuchung der Ursprünge und Überleben von Zellen im Gewebe eine Rolle spielt.

Thymidin-Analoga sollte nicht ohne Vorsicht angewendet werden. Synthetische Thymidinanaloga haben potenzielle Toxizität auf sich teilende Zellen, und ihre Verwendung könnte theoretisch beeinträchtigen die Zellerneuerung in wachsenden Tieren. Thymidin-Analoga als radiosensibilisierende Agenten für Krebspatienten verwendet worden, und kann die Zellerneuerung langsam. So fordern wir Ermittler vorsichtig auf mögliche Toxizitäten in ihrem Gewebe von Interesse zu untersuchen. Zum Beispiel finden Trumpp und seine Kollegen, dass die systemische BrdU zwingen kann hämatopoetischen Stammzellen zu Zellzyklus 7 eingeben. So beobachtet Rutter und Kollegen, die eine hohe Dosis Thymidinanaloga giftig für die Entwicklung der Bauchspeicheldrüse 8 sind. In jüngerer Zeit Hellerstein und Kollegen an KineMed fand Inc, daß BrdU Verwaltung intra-Insel Verbreitung von 16-25% mit einem proprietären schwerem Wasser Markierungstechnik 9 verlangsamt. Die ganze Insel Vorbereitungen Hellerstein und seine Kollegen verwendeten enthielt viele andere endokrine und nicht-endokrinen Zelltypen, was so viel wie 50% der gesamten Insel Zubereitungen enthalten könnte. Allerdings finden wir, dass eine längere Infusion von BrdU hat keinen Einfluss auf beta-Zell-Proliferation in jungen erwachsenen Mäusen, wie Ki67 Expression 4 gemessen. Ebenso hat langfristige Gabe von CldU und IdU nicht scheinen, um Beta-Zellmasse Expansion 1 beeinträchtigen. Darüber hinaus sind Beta-Zell-Proliferation Äquivalent zwischen Mäusen mit BrdU für längere Zeit und Mäuse, die nur für ein paar Stunden (Preise werden in äquivalente Zeiträume normalisiert) sind beschriftet. Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse, dass Mäuse, kann sicher tolerieren langfristige niedrig dosierte Gabe von Thymidin-Analoga. Dennoch können wir nicht ausschließen, potentielle Toxizität von Thymidin-Analoga in pankreatischen Beta Zellwachstum. Als Ergebnis wir weiterhin Kontrollen durchzuführen, wenn die Kennzeichnung Mäuse mit Thymidin-Analoga, und fordern andere Forscher, dies so gut zu machen.

Unsere Technik der sequentiellen Thymidinanalogon Kennzeichnung ist nicht ohne Tücken und technischen Herausforderungen. Als Ergebnis sind Kontroll-Objektträger besonders wichtig. Wir haben die Kontrolle Folien, die aus verschiedenen Geweben besteht aus 1 erzeugt) Mäuse, die nur mit CldU markiert wurden,.. 2) Mäuse, die nur mit IdU markiert wurden;. 3) Mäuse, die nacheinander mit CldU und dann IdU markiert wurden;. 4) Mäuse, die nacheinander in umgekehrter Reihenfolge markiert wurden, zunächst mit IdU und dann CldU;. 5) Mäuse, mock nur mit Wasser gekennzeichnet sind. Beim Lernen auf Etikett mit CldU und IdU, sollten die Ermittler immer führen die gesamte Protokoll mit allen 5 oben Foliensätze aus dem Gewebe von Interesse.

Leichte Kreuzreaktionen zwischen CldU und IdU ist eine unglückliche, aber unvermeidliche Kehrseite mit beiden Thymidinanaloga Kennzeichnung. Die CldU und IdU Technik basiert auf Unterschiede in der Affinität zwischen Antiseren, die ursprünglich gegen BrdU in verschiedenen Spezies (Maus und Ratte) wurden abgeleitet. Unser Protokoll, während schwerfällig, ist entworfen, um solche Kreuzreaktion zu minimieren. Daher fordern wir vorsichtig unter Forschern, die das Überspringen Schritt (e) des Protokolls zu prüfen. Insbesondere haben wirauftretende Probleme mit sekundären Antiseren, dass kreuzreaktive sind zwischen Maus und Ratte. Dies kann durch die Verwendung von Jackson Antiseren, die voll sind zwischen Maus und Ratte cross-adsorbiert minimiert werden.

Wir haben gelegentlich nicht angemessen erkennen Thymidineinbau. In solchen Fällen ist es von entscheidender Bedeutung für positive Kontroll-Objektträger zu verwenden, um festzustellen, welche Reagenz oder Schritt nicht funktioniert. Die Schwierigkeiten sind in der Regel aufgrund der schlechten Aliquots von Antiseren, trocken Dias oder unzureichende nuklearen Permeabilisierung. Wir haben es versäumt, erfolgreich Label entwickelnden Embryonen mit IdU. So können nicht alle Gewebe durchlässig sein IdU.

Alternativen zu CldU und IdU für Doppel Thymidinanalogon Kennzeichnung sind am Horizont. EdU (5-Ethinyl-2 desoxyuridin) kann ein Substrat für Kupfer-katalysierten Klick-Chemie-Erkennung 10,11 sein. EdU Nachweisverfahren benötigen keine Trennung von DNA-Strängen und sind somit sehr gut für Analyse mittels Durchflusszytometrie 12. Edu ist kompatibel, aber nicht kreuzreaktiv mit BrdU 10. EdU wurde verwendet, um die Zellerneuerung der verschiedenen Maus-Geweben, einschließlich Betazellen des Pankreas 13, Darm-L-Zellen 14 und Epidermis 15 quantifizieren. Edu ist ziemlich teuer im Moment ($ 1000 US-Dollar pro 500mg). Dennoch scheint Edu-Erkennung zu viel empfindlicher als BrdU-Erkennung 10. So könnte es wirtschaftlich machbar Edu und BrdU anstelle von CldU und IdU kombinieren. Diese Methode könnte auch erlauben, den drei verschiedenen Runden der Zellteilung in Mäusen dreifach für Edu, CldU und IdU gekennzeichnet.

Zusammenfassend ist unsere Technik der sequentiellen Thymidinanalogon Kennzeichnung einen neuartigen Ansatz zur Erkennung Zellerneuerung. Wir hoffen, dass unser Ansatz ermöglicht es anderen Wissenschaftlern, um genauer zu quantifizieren Zellteilung, und erwarten, dass es neue Paradigmen in Gewebshomöostase öffnen.

Disclosures

Alle Experimente mit Mäusen wurden in der Tierhaltung in der Kinderklinik in Philadelphia nach den Richtlinien des Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC) durchgeführt.

Acknowledgments

Unterstützt durch die JDRF, die NIH (R01-DK081469), der Commonwealth of Pennsylvania (Center for Excellence in der Regenerativen Medizin zu gewähren 4100043362), der March of Dimes (Basil O'Connor Starter Scholar Research Award) und der University of Pennsylvania DERC Pilot und Machbarkeit zu gewähren (DK19525).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
5-chloro-2-deoxyuridine (CldU) MP Biomedicals 0210547891
5-Iodo-2-deoxyuridine (IdU) MP Biomedicals 0210035701
4% Paraformaldehyde USB Corp., Affymetrix 19943
10% Buffered Formalin Fisher Scientific 23-427-098
XYLENES VWR international EM-XX0060-4
Ethanol, Anhydrous (Histological) Fisher Scientific A405P-4
PBS, 10X Powder Concentrate Fisher Scientific BP665-1
Triton –X-100 Fisher Scientific BP151-500
Hydrochloric Acid VWR international BDH3028-2.5LG
Normal Donkey Serum Jackson ImmunoResearch 017-000-121
Mouse Anti BrdU BD Biosciences 347580
Rat mab anti BrdU Accurate Chemical & Scientific Corporation OBT0030
Cy2 donkey anti-rat Jackson ImmunoResearch 712-225-153 Fully adsorbed secondaries from Jackson (minimal cross reactivity).
Cy5 donkey anti-mouse Jackson ImmunoResearch 715-175-151 See above
Glass Cover Slips Sigma-Aldrich C9056-1CS
YFP Filter Chroma Technology Corp. 49003 ET EYFP Reduces auto-fluorescence in Cy2 channel
Cy3 Filter Chroma Technology Corp. 49004 ET Cy3
Cy5 Filter Chroma Technology Corp. 49006 ET Cy5
ORCA ER Microscope Camera Hamamatsu Corp. C4742-95-12ER Excellent detection of fluorophores
ProLong Gold antifade reagent Invitrogen P36930 Do not use Vectashield (toxic to cyanine dyes).

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References

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Comments

1 Comment

  1. Very detailed and well explained. Found it very useful to plan my experiments.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    July 25, 2011 - 10:48 AM

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