個々のドーパミンニューロンの単離または直接または間接的な免疫組織化学との腹側被蓋領域は、レーザーキャプチャーマイクロダイセクションを用いて実証されている。赤外線レーザーを用いてガラススライドから組織を単離するため、赤外および紫外レーザーの組み合わせを使用して膜のスライドからパラメータが議論されている。
レーザーキャプチャーマイクロダイセクション(LCM)は、顕微鏡スライド上の個々の細胞又は組織切片の組織の正確な解剖学的領域の濃縮集団を単離するために使用される。免疫組織化学と組み合わせた場合、LCMは、特定のタンパク質マーカーに基づく個々の細胞型を単離することができる。ここで、LCM技法は、直接、チロシンヒドロキシラーゼ免疫組織化学で及びLCMのために使用されるものに隣接する部分に間接的なチロシンヒドロキシラーゼの免疫組織化学を使用して、腹側被蓋領域の領域を含むドーパミンニューロンの単離のために標識されたドーパミンニューロンの特定の集団を収集するために記載されている。赤外線(IR)レーザーをキャプチャの両方に使用される個々のニューロン、ならびにガラススライドオフおよび分析のためのLCMキャップ上に腹側被蓋領域を解剖する。 100%エタノール及びキシレンと組織の完全な脱水が重要である。 IR捕捉レーザー、紫外線(UV)cuttiの組み合わせngのレーザはPEN膜、スライドを使用した場合、個々のドーパミンニューロン又は腹側被蓋領域を分離するために使用される。 PEN膜、スライドは、より速い組織の大部分を収集して細胞を捕捉し、収集する際に優れた一貫性を提供するように、スライドガラス上で重要な利点を有するスライドからの組織の完全な除去で脱水し、結果にあまり依存している。ガラススライドからの組織の大部分の除去が可能であるが、それはかなり時間がかかり、しばしば背後にあるいくつかの残存組織を残す。ここに示したデータは、十分な量および質のRNAを定量PCR測定のためのこれらの手順を使用して得ることができることを示している。 RNAとDNAがマイクロRNAのLCM、分離および測定を採取した組織や細胞からの最も一般的に単離された分子であるが、DNA中のタンパク質およびエピジェネティックな変化はまた、強化された解剖学的および細胞の解決方法を利用することができますLCMを使用して得られた。
すべての組織は、細胞のヘテロ接合個体群で構成されています。これはグリア細胞(オリゴデンドロサイト、ミクログリアとアストロサイト)の様々なタイプに囲まれ、様々な形態学的および/または神経化学的に異なる神経細胞からなる、脳組織のために特に関連する。さらに、このような皮質または脳幹の核の領域のような脳内の別個の領域は、特定の機能を有する。したがって、分析技術と組み合わせた場合、細胞の特定の集団または微小解剖学的に別個の領域を分離する能力( すなわち 、Q-PCR、マイクロアレイ、RNA配列決定、およびプロテオミクス)は、著しく多様な生物学的プロセスの理解を高めることができる。 LCMは、RNA、マイクロRNA、DNAおよびタンパク質などの様々な分子のさらなる分析のために、はるかに均一な供給源を提供する顕微鏡スライド上の組織から非常に離散的な解剖学的領域または特定の細胞を分離する能力を提供する技術である。
トン"> LCMが最初に導入されて以来、いくつかの異なるアプローチが組織1-3から細胞を顕微解剖するために使用されている。最古のアプローチは、赤外線(IR)レーザー及び熱可塑性フィルムと非を使用して、スライド上の組織の直接結合が含まれ接触方法チューブに細胞または組織とコレクションを切り離すためにレーザーを切断紫外線(UV)を用い、その後、LCMが正常組織および細胞型の様々な使用および下流の分析のための種々の分子の単離と互換性があることが示されているRNA、マイクロRNA、DNA、酵素活性1,4-7を含むタンパク質を含む。ここで、LCM切削UVレーザーを使用してLCMシステムおよび細胞または組織の周りに切断し、それを取り付けるためのキャプチャIRレーザーを用いて実証されているLCMキャップは、それぞれ、このLCMシステムは、プラスチックフィルムに細胞を付着し、tからそれを除去する目的の細胞または組織の上にキャップにプラスチックフィルムを溶融するIR捕捉レーザーの両方を使用してキャップを除去しながら、彼は組織( 図1)。さらに、IRレーザーと組み合わせて、UVレーザーカットアウトするその後IRレーザー( 図2)を使用してLCMキャップに組織を取り付けることによって単離した膜を有するスライド上に載せた組織から目的の組織または細胞を利用可能である。これらの技術の概要は、 図1および図2に見られる。この手法にはいくつかのバリエーションを直接蛍光免疫組織化学および特異的タンパク質の発現に基づいて組織の領域を単離するために使用される間接的な免疫組織化学誘導技術を使用して特定の細胞を単離するためのいずれかに記載されている。具体的には、黒質および腹側被蓋領域および新鮮凍結脳組織からのRNAのその後の単離物の単離からドーパミン神経細胞の単離を示す。 RNAは、測定された分子の最も不安定であるため、目(DNAまたはタンパク質と比較して)RNAの完全性を維持するのに役立つ、EPSは含まれており、データが得られたRNAの量と質に表示されます。
LCMは、顕微鏡スライドおよびRNA、マイクロRNA、DNAおよびタンパク質のその後の単離上の細胞又は組織切片からの組織の領域の離散的な集団の解剖のための強力な技術である。これらの技術の感度が向上し、必要な出発物質の量が減少するようなマイクロアレイ、次世代のRNA配列決定、DNAおよびプロテオミクスのエピジェネティックな分析などのハイスループット技術を用いた分析と組み合わせたLCMの使用がますます一般的になってきている8-12。 LCMで、より良い解剖学的分解能はサンプルに対して達成され、これらのサンプルの下流策から理解が大幅に強化される。 LCMの一つの注意点は、それが目的の細胞必ずしも必要ではないが、細胞の純粋な集団の濃縮サンプルを提供することである。精度の限界は、隣接する組織からのいくつかの汚染があることを意味する。しかし、この技術は、対象の細胞を濃縮し周囲の組織および細胞に関連する影響を最小限にし、関心対象の細胞に対する実験的な効果を最大化する。
間接免疫組織化学対ダイレクト
LCMは、現在RNAが無傷に保ち、分離およびRNAの測定のために主に利用されているので、非常に重要な基準である。 RNAの完全性を維持することは、RNA( 図10)を低下させる可能性が直接組織を染色する必要性を除去し、組織の切開を案内するための間接的な免疫組織化学の使用の背後にある主な根拠である。実験的な問題は、しかしながら、そのようなドーパミンニューロンなどの細胞の特定の集団の単離を必要とする場合、直接蛍光免疫組織化学が必要とされる。迅速な免疫組織化学標識プロトコールを使用して、処置中にRNAの分解を最小限に抑えることができる。短いインキュベーション時間は、一次及び二次抗高濃度の使用によるものであるボディ、10-20約2時間のインキュベーションとの従来の免疫組織化学のために必要なものより倍高い濃度。しかしながら、より長いインキュベーション時間が必要な場合は、ブラウン·スミスは、RNA分解を阻害し、長いインキュベーション時間(20時間まで)13との良好な品質のRNAを得るために、高塩緩衝液を使用した。組織およびLCMシステムへのアクセスを得るための標識との間に必要なかなりの時間がある場合は、この方法を使用することもできる。
PEN膜、シランプレップとコーティングされていないガラススライド-スライドの選択
LCMのためにコーティングされていないスライドガラスの使用は、14の報 告されている。このコーティングは十分に組織の損失なしに、免疫組織化学のためのスライドに組織を添付し、それでもスライドからLCMキャップに対する組織の着脱を可能にするので私たちの研究室では、シランプレップスライドは、最適な選択であることが判明している。コーティングされていないガラススライドを持っている免疫組織化学手順をいくつかの組織の損失を示した。間接的な免疫組織化学を使用する場合、しかし、組織保持はそれほど問題となる。シランプレップスライドのオフ適切な脱水、捕獲細胞や組織の問題ではなかった。この論文に記載さニューロンまたは脳領域を単離するための様々なアプローチの各々は、長所と短所がある。個々のドーパミンニューロンの単離のために、シラン準備スライドの使用は、より良い光学系の利点を有し、PEN膜スライドよりも安価である。欠点は、不十分な脱水がある場合、時々捕獲細胞が困難であるということである(下記参照)、いくつかの組織は、スライド上に残してもよい。 PEN膜スライドの利点は、IRレーザー、UVレーザーの組み合わせを使用すると、ドーパミンニューロンが収集されることを保証することである。それは、スライドガラスよりも脱水にあまり依存しないようにPEN膜から細胞が回収されない場合、発生することはほとんどないスライドします。アン追加の利点は、UVレーザは、より密接にIRレーザーをガラススライドから離れニューロンを捕捉するための円と比較して、関心のあるニューロンの形状を近似するために使用することができることである。組織領域の単離のために、PEN膜スライドははるかに優れていると追加コストを正当化する。膜上で切り出した全ての組織の完全な除去は、このアプローチの結果は、単独のIRレーザーを使用して、組織の大きな領域を捕捉し、より厚い組織切片を採取することができるよりもはるかに高速である。唯一のIRレーザーを使用して、LCMキャップ膜全体を完全組織領域にわたって溶融することを必要とする。さらに、組織の不完全なコレクションは、典型的であり、通常、複数の試行が必要です。このPEN膜スライドから組織を単離するよりも時間がかかりますが利用可能な組織をガラススライド上に既にあるか、UVレーザが利用できない場合、組織の大部分は( 図8J)を収集することができるように、これは実行可能な選択肢である。
ove_content "> 重要なステップ100%エタノールのインキュベーションは、最も重要な工程の一つである。シランプレップスライドから細胞を収集するために、組織の完全な脱水が必要である。そのため、100%エタノールのインキュベーションに主に関連している削除されていないすべての水は、スライドから細胞をピックアップする能力に影響を与えます。この問題に対処するために、しばしば脱水に影響を与えることができる前の洗浄段階からの空気または転送からの水の吸収として、100%のエタノール溶液を変更する。また、モレキュラーシーブは、任意の水の汚染を吸収するために使用される。 LCMシステムは、理想的には、低湿度条件を維持するための除湿機の小さな部屋に配置する必要があります。
グッドクライオスタットのセクションでは、適切なLCMのために重要である。切片は最小化された組織における襞に平らにしておく必要があります。 LCMキャップとの間の距離を増加させ、tと接触するのを防止する組織にひだ彼は組織。その後、十分に組織上に膜キャップを溶融することが困難になる。スライドガラスは、典型的には、セクションの厚さは6と12ミクロンの間である必要がある。厚い部分は、PEN膜、スライドを撮像することができる。
LCMは、顕微鏡スライドからの組織および細胞の非常に正確な解剖をする技術的能力を提供しています。これは劇的に組織片の肉眼解剖と比較して、さらなる分析の分解能を増加させる。 LCMは、時間と労力を要することができ、が、他のハイスループット技術と組み合わせると、離散細胞または解剖学的領域が使用される場合、非常に生物学的プロセスの理解を高めることができ、広範囲の訓練又は専門知識を必要としない。
The authors have nothing to disclose.
This work was funded by the National Institute of Mental Health (1R15MH084209 – 01A1), National Institute of Neurological Disorders and Stroke (R21NS058375-01A2) and the National Science Foundation (DBI0723080 07070646).
Name of the Material/Equipment | Company | Catalog Numer | Comments |
Veritas Laser Capture Microdissection System | Life Technologies, Grand Island, NY | Newer model is now sold | |
CapSure Macro LCM Caps | Life Technologies, Grand Island, NY | LCM0211 | |
CapSure HS LCM Caps | Life Technologies, Grand Island, NY | LCM0213 | |
PEN Membrane slides | Life Technologies, Grand Island, NY | s4651 | |
Silane prep-slides | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | S4651 | |
95% Ethanol-RNase Free | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | E7148 | |
100% Ethanol-RNase Free | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | E7023 | |
Rnase Free Triton | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | T8787 | |
Molecular Sieve | EDM Millipore, Billerica, MA | MX1583D | |
Anti-Tyrosine hydroxyase antibody | EDM Millipore, Billerica, MA | Ab152 | |
Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit IgG | Life Technologies, Grand Island, NY | A-11008 | |
2100 Bioanalyzer | Agilent Technologies, Santa Clara, CA | G2939AA | |
Stratagene MX 3005P | Agilent Technologies, Santa Clara, CA | 401513 | |
Nanodrop 3300 fluorospectrometer | Thermo Scientific | ||
Quant-iT RiboGreen | Life Technologies, Grand Island, NY | R11490 | |
RNaseZap | Life Technologies, Grand Island, NY | AM9780 |