פרוטוקול זה מתאר את השלבים הקריטיים של אמצעי הזהירות הנדרשים לביצוע תגובת שרשרת של פולימראז שעתוק במהופך מולטיפלקס תא בודד לאחר תיקון-קלאמפ. טכניקה זו היא שיטה פשוטה ויעילה כדי לנתח את פרופיל ביטוי של קבוצת גנים מתא יחיד מאופיין על ידי תיקון-קלאמפ הקלטות מראש.
קליפת המוח מורכב סוגי תאים רבים מפגין תכונות מורפולוגיות, הפיזיולוגית מולקולרית שונות. המגוון הסלים קל זיהוי ואפיון אחד מסוגי התאים, תנאים מוקדמים ללמוד הפונקציות הספציפיות שלהם. מאמר זה מתאר תא בודד מולטיפלקס שעתוק במהופך פולימראז תגובת שרשרת (RT-PCR) הפרוטוקול, המאפשר, לאחר תיקון-קלאמפ הקלטה לפרוסות, כדי לזהות בו זמנית את הביטוי של עשרות גנים בתא יחיד. שיטה זו פשוטה ניתן ליישם עם אפיון מורפולוגי, והוא החלים נרחב כדי לקבוע את התכונות פנוטיפי של סוגי תאים שונים ועם סביבתם הסלולר מסוים, כמו למשל בקרבת כלי דם. העיקרון של פרוטוקול זה היא כדי להקליט תא עם הטכניקה תיקון-קלאמפ, כדי לקצור ולהפוך לתמלל את התוכן cytoplasmic שלה, כדי לזהות איכותית הביטוי של ערכה מוגדרת מראש של גנים על ידי מגה-פלקס PCR. זה דורש עיצוב זהיר של PCR תחל והפתרון תיקון תאיים-קלאמפ תואמת ל- RT-PCR. כדי להבטיח תעתיק סלקטיבי ואמין זיהוי, טכניקה זו מחייבת גם הפקדים המתאימים הציטופלסמה הקטיף לצעדים הגברה. למרות אמצעי הזהירות שנדונו כאן חייב להיות במעקב בלבד, כמעט כל מעבדה אלקטרופיזיולוגיות באפשרותך להשתמש התא הבודד מולטיפלקס בטכניקת RT-PCR.
קליפת כוללת סוגי תאים רבים המעורבים בתהליכים פיזיולוגיים שונים. זיהוי ואפיון שלהם, תנאי הכרחי להבנה של הפונקציות הספציפיות שלהם, יכולה להיות מאוד מאתגרת בהתחשב גדול מורפולוגי, הפיזיולוגית המולקולריים הרב גוניות המאפיינת את סלולרי קורטיקלית סוגים1 ,2,3,4.
תא בודד מולטיפלקס RT-PCR מבוססת על השילוב של תיקון-קלאמפ וטכניקות RT-PCR. זה יכול לחקור בו זמנית את הביטוי של גנים מוגדרים מראש יותר מ-30 תאים מזוהה electrophysiologically5 ההכללה של מכשיר מעקב עצביים ב ההקלטה פיפטה נוספת מאפשרת אפיון מורפולוגי של התאים מוקלט אחרי התגלות פתולוגיה6,7,8,9, 10. זאת שיטה מאוד שימושי עבור הסיווג של סוגי עצביים מבוסס על ניתוח רב משתני שלהם תכונות פנוטיפי5,9,10,11,12 13, ,14. תא בודד מולטיפלקס RT-PCR מתאים גם אפיון תאים שאינם עצביים כגון האסטרוציטים15,16,17, ולא ניתן להחיל כמעט על כל המוח מבנה18, 19,20,21,22,23 תא וסוג, בהנחה שהם ניתן להקליט בתצורה של כל תא.
טכניקה זו היא מאוד נוח עבור זיהוי מקורות הסלולר ו/או מטרות של שידור מערכות7,8,15,16,20,21, 24,25,26,27,28, במיוחד כאשר נוגדנים ספציפיים חסרים. זה מסתמך על תיקון-קלאמפ הקלטות של תאים שזוהה באופן חזותי29, ובכך מאפשר גם את המיקוד של תאים ב-15,8,16בסביבה התאית הספציפית. יתר על כן מאז cytoarchitecture של רקמת המוח נשמר פרוסות המוח, גישה זו גם מאפשרת חקר הקשרים האנטומי של התאים מאופיין עם אלמנטים שאינם עצבית עצביים7,8 , 18.
מאז בטכניקה זו הוא מוגבל לפי כמות הציטופלסמה שנקטפו ועל ידי יעילות RT, הגילוי של mRNA באה לידי ביטוי במספר עותק נמוך יכול להיות קשה. למרות גישות אחרות מבוסס על טכנולוגיית RNaseq לאפשר לנתח את כל transcriptome של תאים בודדים3,4,30,31, הם צריכים תפוקה גבוהה סקוונסרים יקר. לא בהכרח זמין בכל מעבדה. מאז הטכניקה RT-PCR תא בודד מולטיפלקס משתמשת מובילים PCR, זה רק דורש thermocyclers הנפוצה. זה יכול להתפתח בקלות במעבדות מצויד אלקטרופיזיולוגיות set-ups, לא דורשת ציוד יקר. זה יכול לספק, בתוך יום אחד, ניתוח איכותי של הביטוי של ערכה מוגדרת מראש של גנים. לפיכך, גישה זו מציעה גישה נוחה אפיון מולקולרי תאים בודדים בצורה מהירה.
יחיד תא מולטיפלקס RT-PCR לאחר תיקון-קלאמפ יכול בו זמנית ובאמינות לחקור את הביטוי של גנים יותר מ-30 תאים מזוהה electrophysiologically5. ניתוח ביטוי גנים ברמת תא בודד דורש תחל PCR יעילים ביותר. אחד הצעדים המגביל ביותר הוא אוסף של תוכנו של התא. היעילות שלה תלוי הקוטר של קצה פיפטה תיקון, אשר חייב לה?…
The authors have nothing to disclose.
אנו מודים ד ר אלכסנדר Mourot על דבריו על כתב היד. עבודה זו נתמכה על ידי מענקים סוכנות הידיעות נאסיונאל דה לה רשרש (ANR 2011 MALZ 003 01; ANR-15-CE16-0010 ו- ANR-17-CE37-0010-03), בניין נתמך על-ידי אחוות מ Fondation pour la רשרש סור אלצהיימר. אנו מודים את המתקן בעלי חיים IBPS (פריז, צרפת).
MACAW v.2.0.5 | NCBI | Multiple alignement for primer design | |
Dithiothreitol | VWR | 443852A | RT |
Random primers | Sigma-Aldrich (Merck) | 11034731001 | RT |
dNTPs | GE Healthcare Life Sciences | 28-4065-52 | RT and PCR |
RNasin Ribonuclease Inhibitors | Promega | N2511 | RT |
SuperScript II Reverse Transcriptase | Invitrogen | 18064014 | RT |
Taq DNA Polymerase | Qiagen | 201205 | PCR |
Mineral Oil | Sigma-Aldrich (Merck) | M5904-5ML | PCR |
PCR primers | Sigma-Aldrich (Merck) | PCR / desalted and diluted at 200 µM | |
Tubes, 0.5 mL, flat cap | ThermoFisher Scientific | AB0350 | RT and PCR |
BT10 Series – 10 µL Filter Tip | Neptune Scientific | BT10 | RT and PCR |
BT20 Series – 20 µL Filter Tip | Neptune Scientific | BT20 | RT and PCR |
BT200 Series – 200 µL Filter Tip | Neptune Scientific | BT200 | RT and PCR |
BT1000 Series – 1000 µL Filter Tip | Neptune Scientific | BT1000.96 | RT and PCR |
DNA Thermal Cylcer | Perkin Elmer Cetus | PCR | |
Ethidium Bromide | Sigma-Aldrich (Merck) | E1510-10ML | Agarose gel electrophoresis |
Tris-Borate-EDTA buffer | Sigma-Aldrich (Merck) | T4415-1L | Agarose gel electrophoresis |
UltraPure Agarose | Life Technologies | 16500-500 | Agarose gel electrophoresis |
ΦX174 DNA-Hae III Digest | NEB (New England BioLabs) | N3026S | Agarose gel electrophoresis |
EDA 290 | Kodak | Agarose gel electrophoresis | |
Electrophoresis Power supply EPS 3500 | Pharmacia Biotech | Agarose gel electrophoresis | |
Midi Horizontal Elecrophoresis Unit Model SHU13 | Sigma-Aldrich (Merck) | Agarose gel electrophoresis | |
Smooth paper with satin appearance | Fisherbrand | 1748B | Patch clamp internal solution |
Potassium Hydroxyde | Sigma-Aldrich (Merck) | 60377 | Patch clamp internal solution |
Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N′,N′-tetraacetic acid | Sigma-Aldrich (Merck) | E3889 | Patch clamp internal solution |
HEPES | Sigma-Aldrich (Merck) | H4034 | Patch clamp internal solution |
Potassium D-gluconate | Sigma-Aldrich (Merck) | G4500 | Patch clamp internal solution |
Magnesium chloride solution | Sigma-Aldrich (Merck) | M1028 | Patch clamp internal solution |
5500 Vapor Pressure Osmometer | Wescor | Patch clamp internal solution | |
Biocytin | Sigma-Aldrich (Merck) | B4261 | Patch clamp internal solution |
Sucrose | Sigma-Aldrich (Merck) | S5016 | Slice preparation |
D-(+)-Glucose monohydrate | Sigma-Aldrich (Merck) | 49159 | Slice preparation |
Sodium chloride | Sigma-Aldrich (Merck) | S6191 | Slice preparation |
Potassium chloride | Sigma-Aldrich (Merck) | 60128 | Slice preparation |
Sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich (Merck) | 31437-M | Slice preparation |
Sodium phosphate monobasic | Sigma-Aldrich (Merck) | S5011 | Slice preparation |
Magnesium chloride solution | Sigma-Aldrich (Merck) | 63069 | Slice preparation |
Calcium chloride solution | Sigma-Aldrich (Merck) | 21115 | Slice preparation |
Kynurenic acid | Sigma-Aldrich (Merck) | K3375 | Slice preparation |
Isoflurane | Piramal Healthcare UK | Slice preparation | |
VT 1000S | Leica Biosystems | 14047235613 | Slice preparation |
Hydrogen peroxide solution | Sigma-Aldrich (Merck) | H1009 | Patch Clamp set-up cleaning |
Thin Wall Glass Capillaries with filament | World Precision Instruments | TW150F-4 | Patch Clamp |
PP-83 | Narishige | Patch Clamp | |
Eppendorf Microloader | Eppendorf | 5242956003 | Patch Clamp |
BX51WI Upright microscope | Olympus | Patch Clamp | |
XC-ST70/CE CCD B/W VIDEO CAMERA | Sony | Patch Clamp | |
Axopatch 200B Amplifier | Molecular Devices | Patch Clamp | |
Digidata 1440 | Molecular Devices | Patch Clamp | |
pCLAMP 10 software suite | Molecular Devices | Patch Clamp | |
10 mL syringe | Terumo | SS-10ES | Expelling |
E Series with Straight Body (Holder) | Phymep | 64-0997 | Expelling |
Sodium phosphate dibasic | Sigma-Aldrich (Merck) | S7907 | Histochemical revelation |
Sodium phosphate monobasic | Sigma-Aldrich (Merck) | S8282 | Histochemical revelation |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich (Merck) | P6148 | Histochemical revelation |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich (Merck) | X100 | Histochemical revelation |
Gelatin from cold water fish skin | Sigma-Aldrich (Merck) | G7041 | Histochemical revelation |
Streptavidin, Alexa Fluor 488 conjugate | ThermoFisher Scientific | S11223 | Histochemical revelation |
24-well plate | Greiner Bio-One | 662160 | Histochemical revelation |