Here we describe a novel preparation for imaging live lanceolate sensory terminals of palisade endings that innervate mouse ear skin hair follicles during staining and destaining with styryl pyridinium dyes.
被用于光学监测染色和包围毛囊在小鼠耳廓的皮肤披针形端子的脱染色描述了一种新的解剖和记录技术。制备简单,比较快的,可靠的高产生活神经末梢来研究囊泡循环的研究,广泛用于苯乙烯吡啶染料的吸收和释放的多重标记单位的广泛地区。标记前细分的准备工作使得测试主场迎战从单一个体来说都是一样的耳朵控制的比较。有用的技巧,给出了改进的制备,标记和成像参数的质量。这种新的系统适用于药理学测定和机械诱导的摄取和在野生型中披针形端子,这些活体染料和转基因动物的释放。上标记强度调节影响的实例中给出。
Mechanosensory神经末梢一般较小,弥漫性分布,难以就地获得,因为它们通常埋在皮肤或其它周围组织深。可视化它们,因此,通常需要切片,随后通过一个延长的免疫标记/染色时期,或延迟和费用获得具有荧光标记,如绿色或黄色荧光蛋白(GFP / YFP)1的基因表达小鼠线。在这里,我们展示了方便组织和一个快速和简单的方法来获得大量毛囊传入的研究,以及他们如何可以快速标示端子功能2的光学监测。与实践中,从解剖成像整个技术可以在少至2小时内完成。
感觉轴突的披针形端子支配毛囊哺乳动物周围形成毛囊的上皮栅栏,每个终端夹胶质/雪旺细胞之间的处理2-4。端子的目的是检测它们包围的毛发的机械位移。它们是快速和缓慢适应结局的混合物,但它们主要产生活性的短脉冲响应于毛发的运动。通常,烧成停止运动停止时非常快,即使在持续位移的存在。
用于通过光学方法研究披针端子这样鼠耳廓模型对研究这些端部的结构和功能的许多有利的特征。耳廓是皮肤的主要两层并列背到背,只有之间的软骨组织的少量。皮肤是非常薄,容易解剖由于最小量相对于主体的其他区域弱粘合剂的结缔组织。在易分离皮肤层,因此,给毛囊和终端很方便。神经支配为方便和识别。毛囊更稀疏分布比其他皮肤区域,促进卵泡个人或小团体的摄像。薄底层真皮层提供良好的无障碍染料和药理药,所以是理想的未经进一步加工利用荧光显微镜成像。标终端的成像可以是活的终端,或者,如果使用的是可固定染料类似物,固定和进一步的组织学处理之后。
我们已经使用该制剂表明膜中的披针末梢发生回收,通过摄取(内吞作用)和苯乙烯基吡啶鎓染料(FM1-43的释放(胞吐作用)证明N – (3- triethylammoniumpropyl)-4-(4- (二丁基)苯乙烯基)二溴化吡啶)。该染料不,但是,似乎显著标记投资雪旺氏细胞处理2。我们还发现,这种染料吸收/释放,因此膜 – [Recycling,需通过一个非典型(磷脂酶D耦合)代谢型谷氨酸受体调节谷氨酸。简单的刺激和协议分析的结果都说明,共同潜力分析问题也突出。
比伊克和贝兹最初开发的N-(3- triethylammoniumpropyl)-4-(4-(二丁基氨基)苯乙烯基)吡啶鎓溴化物相关苯乙烯吡啶鎓染料7-10来监测突触小泡膜的当地的回收。染料摄取,并因此增加了荧光,因此反映了突触小泡膜的内化(内吞作用)。随后,这个内化染料可以通过进一步的电活动重新释放,显示出染料损失监视囊泡膜外化(胞吐作用)。在突触,这是对神经递质分泌的代理。与此同时,我们也发现这些染料标记的主mechanosensory神经末梢7。最近11,比伊克,银行和同事然后表明,这反映了成熟,分化mechanosensory端子体外一个类似的过程。这里再一次,该染料标记50纳米直径“突触样'该回收组成释放谷氨酸囊泡(SLVS)。在mechanosensory终端,不像他们的突触同行,这个循环主要是自发的。它也是通过机械的,而不是简单地电,刺激调制。
在培养和在耳蜗毛细胞,特别是在一般和苯乙烯基吡啶鎓染料苯乙烯基染料的感觉神经元已显示通过mechanosensory通道,阻断mechanosensory频道和不可逆地标记内部的膜12。然而,在原位分化mechanosensory终端,这里可比苯乙烯基染料浓度在披针末梢2,或在IA神经末梢中肌梭11,并在没有被机械刺激13,14毛细胞,标签是由膜的内吞作用。在mechanosensory神经末梢,例如,标签是可逆的,并且不会阻塞在这里使用2,11,1中的浓度mechanosensory响应5。尽管在这些神经末梢通道渗透一些染料的内化,不能完全排除与latrotoxin近总脱色指示大多数成熟终端标记的是通过与再循环小泡膜的内化。我们因此,通过检查对染料的吸收和释放药物效果时使用此技术来研究活动依赖性11,以及最近,SLV回收在mechanosensory传入端子的药理2。
与大多数实用技术,重现需要重复和实践。一些用于确保可靠性的关键点现在将讨论。在较年轻的动物披标签是更可靠 – 我们已经使用了最小的动物为15克体重。它是不完全清楚为什么是这种情况,但它可能是因为年轻的结缔组织的解剖需要较少的机械损伤和乐鸟类去除组织覆层神经分布较少时,剩余的残渣。
总体而言,组织制剂是相当简单的,只用在老年小鼠中剥离表层分开是最技术挑战性应用方面,然后。在这些中,表层在基底附着强烈一起解剖开始的地方,但即使在各层的分离变得朝向边缘容易得多。值得庆幸的是,或许因此,这些边缘较薄的皮肤区域通常给出最完满的标签,因为一般不前的皮肤。因此,特别是避免抓的利润率非常薄的皮肤。为了最大限度地减少损坏的风险,通过用封闭镊子直接推压,而不是抓间接操纵的制剂,或者,如果必要把握不可能只强硬组织至被标记。在去除“聚苯板”层正上方毛囊彻底,因为这是我的主械阻碍成像和药物的访问。然而,有必要以略低于底层结构,因为这损害( 即除掉)的神经网络和终端的物理接触最小化。如果主要的荧光黄/白的皮脂腺,毛干基地和橙色/黄色披针形结局几新月突出自体荧光,这表明神经丛层和相关披针形端子通关过程中已被删除。这似乎是与旧(> 30克)的小鼠的主要问题。整个染色过程,确保一切是在30℃和良好的氧化。请注意,标记终端还活着。因此,染料会被持续的自发(构)胞吐释放分泌。这将是在R / T慢,但它是很好的做法,以尽量减少去除螯合剂的解决方案和成像之间的延迟,以减少染料损失。此外,对于间的基团比较小号强度的案例研究,这是至关重要的,以确保所有的组的成像时间匹配。成像前的染料螯合剂使用极大地提高了图像对比度。所以,虽然比较昂贵,螯合步骤是确保良好的图像质量非常重要。螯合剂的使用可以通过多次重复使用的溶液被最小化,甚至在2 – 连续3天,如果使用之间储存在4℃。丢弃螯合剂解决方案,一旦它进入明显的粉红色,可见其染料封存已接近饱和。
在成像过程中,应注意对这些活端子光毒损伤,这是强度和激发光的照射时间两者的累积的结果的潜力。这考虑是单一的时间点映像,请在图像质量是首要关注的问题更重要。然而,这是在反应动力学研究反复成像期间至关重要激励光照射降低到最低限度。尽管开发这些染料标签突触,我们发现激发了满功率激发照明> 1分钟将导致神经末梢戏剧性和不可弥补的损害。他们首先随后扩大巨大的,然后过了一段约15分钟完全崩溃。我们没有系统地测试曝光时间和强度的相对贡献,但这些意见建议的指导原则应该是最大限度地缩小了。这样,它建议在激励光强度和持续时间的最小与得到良好图像相称,并且适当地控制图像的拍摄在时间过程研究。要测试的数据不重复的成像条件下受光毒性,在每个时间点取一个先前未观看终端的附加图像。这是为了确保在幼稚终端标记的行为类似于在卵泡被反复成像。
许多因素可降低组内变化的净强度D的ATA。的ROI的准确位置,特别是背景的ROI,是很重要的,因为即使是很小的不适当染色的区域可以极大地影响毛囊间的数据的变异性。净强度的变化也被完全怎么每个毛囊由结局栅栏包围的影响。例如比较,在图1B中的月牙形标记分布与图2所示的几乎完全的圆形图案。更复杂的分析,可能使用自动化的软件检测和阈值,是必要的,如果包围的程度是一个相关的参数。请注意,即使是最准确分析卵泡基的强度分布不是正态分布的( 见图3),因此有必要对人口中位数,而不是装置的治疗间比较使用非参数统计的。规范化技术,如表达强度为百分比ö˚F对侧控制,或对照组由几个制剂,可以适用于进一步减少可变性。要考虑的最后的技术项目为药理试验的实验设计。在药理研究,预孵育在药物溶液中的准备之前,染料应用30分钟。然后,保持在染料溶液中的药物浓度。对照,使用生理盐水或,如果药物被溶解在车辆中,盐水加车辆。
本文章演示了这种新的耳廓准备在皮肤最少的准备如何提供mechanosensory结局的高质量的图像。我们还表明它可用于检查的囊泡循环的两个关键方面药理学。我们首先表明,谷氨酸受体激动剂可以增加染料内在(内吞作用的标记物),以及第二,染料与latrotoxin(胞吐作用的兴奋剂)再次丢失。这preparat的意义离子技术,它提供给现场的成像实验住皮肤mechanosenory终端,获得独一无二的机会,终端功能,结构及其相互关系的光学监测的便利交通。对此末后,我们还开发了进一步对组合的光/电生理学研究(详见妹妹朱庇特的文章)使用。
The authors have nothing to disclose.
这项工作是由英国医学研究理事会资助的项目为G0601253 GSB和RWB和SULSA Bioskape赠款,以资助GSB
PDMS – Sylgard 184 | Dow Corning | Flexible, inert, translucent solid silicone polymer. | |
No. 3 Dumont forceps | Fine Science Tools | 11231-20 | |
Austerlitz Insect pins | Fine Science Tools | 26002-10 | Very fine pins to attach pinna preparation securely to the PDMS with minimal damage. |
FM1-43/Synaptogreen C4 | Biotium/Cambridge Bioscience | BT70020 | Fluorescent membrane probe that reversibly partitions into the outer leaflet of cell membranes. Used predominantly for monitoring vesicle membrane endo-/exocytosis. |
Advasep 7 | Biotium/Cambridge Bioscience | BT70029 | A sulfonated b-cyclodextrin derivative that chelates FM1-43 (& other styryl pyridinium dyes) out of the exposed membranes, leaving internalised dye to be seen more clearly by lowering the background labelling/fluorescence. |
Retiga Exi Fast 1394 | Qimaging | Monochrome, cooled CCD camera – basic model | |
Volocity 3D Image Analysis Software | Perkin Elmer | Volocity 6.3 | Image capture and analysis software. |