De interstitiële cellen van Cajal (ICC) zijn de pacemaker cellen van het gastro-intestinale (GI) stelsel. Ze vormen complexe netwerken tussen gladde spiercellen en postganglionaire neuronale vezels GI contractiliteit te reguleren. Hier presenteren wij immunofluorescentie methoden cross-sectionele en hele-mount visualisatie van muriene ICC-netwerken.
De interstitiële cellen van Cajal (ICC) zijn mesenchymale afgeleid "pacemaker cellen" van het gastro-intestinale (GI) stelsel, dat spontane trage golven die nodig zijn voor peristaltiek genereren en bemiddelen neuronale input van het enterisch zenuwstelsel systeem1. Verschillende subtypes van ICC formulier verschillende netwerken in de muscularis van het maagdarmkanaal 2,3. Verlies of schade aan deze netwerken wordt in verband gebracht met een aantal motiliteitsstoornissen 4. ICC-cellen brengen de KIT-receptor tyrosine kinase op de plasmamembraan en KIT immunokleuring is gebruikt voor de afgelopen 15 jaar aan het ICC-netwerk 5,6 label. Belangrijker is, is normaal KIT activiteit die nodig zijn voor het ICC ontwikkeling van 5,6. Neoplastische transformatie van ICC-cellen resulteert in gastro-intestinale stromale tumor (GIST), die vaak haven gain-of-function KIT mutaties 7,8. We hebben onlangs aangetoond dat ETV1 is een lijn-specifieke overleving factor, uitgedrukt in het ICC / GIST afkomst en is een meester in transcriptionele regulator die nodig zijn voor zowel de normale ICC-netwerk voor vorming en van GIST tumorigenese 9. We verder aantonen dat het samenwerkt met activerende KIT mutaties in ontstaan van tumoren. Hier beschrijven we methoden voor het visualiseren van de ICC-netwerken in muizen, grotendeels gebaseerd op eerder gepubliceerde protocollen 10,11. Meer recent heeft het chloride kanaal anoctamin 1 (ANO1) ook gekenmerkt als een specifieke marker membraan van ICC 11,12. Door hun plasmamembraan lokalisatie, kan immunofluorescentie van beide eiwitten worden gebruikt om de ICC-netwerken te visualiseren. We beschrijven hier visualisatie van de ICC-netwerken door vaste-ingevroren cyrosections en hele berg preparaten.
Interstitiële cellen van Cajal werden aanvankelijk gekenmerkt door Santiago Ramóón y Cajal precies een eeuw geleden met behulp van methyleenblauw en zilver chromaat vlekken van gastro-intestinale muscularis. Cajal in eerste instantie gedacht ICC werden neuronen op basis van hun processen, die doen denken aan axonen en dendrieten. Gedurende vele jaren daarna, heeft studie van ICC biologie beperkt door het ontbreken van specifieke markers tot de ontdekking van die KIT niet alleen uitgedrukt in ICC, maar is ook nodig voor hun ontwikkeling 6. Sindsdien is KIT immunofluorescentie op grote schaal gebruikt in de studie van ICC biologie en heeft ook geleid tot de waardering van ICC in andere contractiele organen zoals de blaas. Onlangs heeft ANO1 is geïdentificeerd als een seconde betrouwbare ICC marker.
Er zijn tal van publicaties over de afgelopen 15 jaar met behulp van immunofluorescentie om ICC te identificeren met behulp van verschillende fixatie en montage technieken. In onze handen "fixed-bevroren 'vriescoupes die zijn voorafgegaan door paraformaldehyde en beschermd sucrose werkt het beste in vergelijking met aceton of paraformaldehyde post-fixatie na cryosectioning. Voor de hele mounts, hebben we ontdekt dat aceton fixatie gevolgd door mucosale dissectie van de meest robuuste resultaten geeft.
Historisch gezien is de ACK-2 is de Kit antilichaam van de keuze voor de muis ICC identificatie. Het is een monoklonaal rat die de extracellulaire domein herkent en het is ook een blokkerende antistof die ileus veroorzaakt bij toediening aan muizen leven. Echter, de ACK-2 epitoop langzaam vernietigd door paraformaldehyde fixatie en wordt niet gered door standaard antigen retrieval methoden. We hebben gevonden dat de ACK-4 epitoop is beter bestand tegen paraformaldehyde fixatie. In vergelijking met vaste bevroren blokken en secties, in paraffine ingebedde blokken en secties behoudt morfologie beter en is meer vatbaar voor lange termijn archivering (figuur 4). Noch ACK-2, noch ACK-4 met succes gebruikt in paraffine secties. We hebben gekenmerkt dat D13A2, een nieuw konijn monoklonaal antilichaam, werkt uitstekend in zowel vaste-bevroren en paraffine secties van het maag-darmkanaal.
Kit is uitgedrukt in verschillende andere typen cellen, inclusief melanocyten, hematopoietische cellen, geslachtscellen, en in het bijzonder mestcellen, die ook zijn te vinden in het maag-darmkanaal. Gelukkig zijn de meeste mestcellen gevonden is het slijmvlies en niet in de muscularis. Dubbele kleuring met konijnen anti-Ano1 en rat anti-Kit kan elimineren niet-specifieke kleuring van elk antilichaam (figuur 4). Het is ook vermeldenswaard dat de relatieve expressie van Kit en Ano1 tussen subklassen van ICC verschillende lijkt. Bijvoorbeeld, in de dunne darm, Kit kleuring is veel intenser in myenterische ICC in vergelijking met ICC van de diepe spieren plexus terwijl Ano1 kleuring is vergelijkbaar.
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door het National Cancer Institute (K08CA140946, tot YC), (5F32CA130372, naar PC), (R01CA102774 en R01HL055748 naar PB), het Ministerie van Defensie (PC094302 naar YC), het Shuman Family Fonds voor GIST Onderzoek (naar PC), en het Starr Kanker Consortium (naar PC, YC, CLS en PB). We willen graag Katia MANOVA, Ning Fan, en Mesurh Turkekul van de MSKCC Moleculaire Cytologie kernfaciliteit bedanken voor hun hulp bij cryosectioning en immunokleuring.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
---|---|---|---|
rat anti-Kit antibody (clone ACK-2) | eBioscience | 14-1172 | Use at 2μg/ml. Epitope is lost with overfixation. |
rat anti-Kit antibody (clone ACK-4) | Cedarlane | CL8936AP | Use at 2μg/ml. |
rabbit anti-KIT antibody (clone D13A2) | Cell Signaling | 3074 | Use at 1:100 dilution. Only antibody listed here that works well in paraffin sections. |
rabbit anti-Pgp9.5 antibody | Abcam | ab10404 | Labels neuronal cell cytoplasm. Useful for marking neurons of the myenteric plexus. Use at 1:1000 dilution. |
rabbit anti-Ano1 antibody | Abcam | ab53212 | Use at 2μg/ml |
Alexa Fluor 594 goat anti-rat IgG | Invitrogen | A-11007 | Use at 2μg/ml |
Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit IgG | Invitrogen | A-11008 | Use at 2μg/ml |
Animal Feeding Needle | Fisher | 01-208-87 | Silicon tipped needle useful for flushing GI tract of adult mice |
Blunt Needle | Becton Dickison | 305180 | Blunt needle useful for flushing GI tract of pre-weaned pups |
ProLong Gold antifade reagent with DAPI | Invitrogen | P-36931 | May use alternative hard-setting mounting media with DAPI |
Tissue-Tek Cryomold | Tissue-Tek | 4557 | |
Tissue-Tek O.C.T. | Tissue-Tek | 4583 | |
32% Paraformaldehyde (10ml sealed ampoule) | EM Sciences | 15714 | Open sealed ampoule and dilute to 4% just before use |
Blocking buffer | 5% Goat serum, 0.1% Triton X-100 in PBS |