마우스 뇌의 자유 부동 면역 염색
Summary
이 프로토콜은 관류, 뇌 단면, 자유 부동 면역 염색, 조직 마운팅 및 이미징을 포함한 마우스 뇌 조직학 연구를위한 효율적이고 재현 가능한 접근 방식을 설명합니다.
Abstract
마우스 뇌의 면역 히스토케미칼 염색은 에너지 대사 및 기타 신경 생물학적 과정의 조절의 기본 메커니즘을 조사하기 위해 신경 과학에 일반적으로 사용되는 일상적인 기술입니다. 그러나, 품질, 신뢰성, 그리고 뇌 역사학 결과의 재현성 실험실 마다 다를 수 있습니다. 각 염색 실험에 대해, 종, 조직, 표적 단백질 및 시약의 작업 조건의 차이에 따라 주요 절차를 최적화할 필요가 있습니다. 이 논문은 대동맥 관류, 뇌 단면, 자유 부동 면역 스테인링, 조직 마운팅 및 이미징을 포함하여 신뢰할 수있는 워크플로우를 자세히 보여줍니다.
또한 연구원의 개별적인 필요를 충족시키기 위하여 이 절차를 수정하는 방법 토론입니다. 이 프로토콜의 신뢰성과 효율성을 설명하기 위해, 페리뉴런 그물은 마우스 두뇌에 있는 항 AVP 항체를 가진 비오틴 표지된 Wisteria florbunda agglutinin (WFA) 및 아르기닌 바소프레신 (AVP)로 염색되었습니다. 마지막으로 전체 절차에 대한 중요한 세부 정보가 해결되었으며 이 프로토콜의 이점은 다른 프로토콜과 비교됩니다. 이 논문은 마우스 뇌 조직의 자유로운 부동 면역 염색을 위한 최적화된 프로토콜을 제공합니다. 이 프로토콜에 따라 이 과정을 통해 주니어 및 고위 과학자 모두 면역 염색 연구의 품질, 신뢰성 및 재현성을 쉽게 개선할 수 있습니다.
Introduction
비만과 관련 된 comorbidities의 보급은 엄청난 사회 경제적 부담을 일으키는 원인이 되는 전염병 수준에 도달했습니다1,2. 다양한 마우스 모델은 비만에 대한 책임이 있는 생물학적 과정을 더 잘 이해하기 위해 개발되었다3,4. 중앙 메커니즘은 이러한 동물 모델에서 에너지 항상성의 조절에 중요 하기 때문에, 마우스 두뇌의 신경 해부학 연구이 분야에서 필요한 기술이 되었다. 그러나, 뇌 조직학 기술의 품질, 신뢰성 및 재현성은 여러 가지 이유로 실험실 과 심지어 연구자 들 사이에서 상당히 변화 (예를 들어, 항체, 조직, 치료, 종, 연구 목표). 따라서 관류, 뇌 단면, 자유 부동 면역 염색, 조직 마운팅 및 이미징을 포함한 마우스 뇌의 조직학적 연구를 위한 일반적인 프로토콜을 수립할 필요가 있다. 한편, 초보자는 신속하게 학습, 마스터, 자신의 개별 요구를 충족하기 위해이 프로토콜을 조정할 수 있습니다.
면역조직화학염색은 다양한 조직(예를 들어, 뇌 및 말초 조직)5,6에서 특정 세포 유형, mRNA 및 단백질을 시각화하기 위해 광범위하게 사용되어 온 확립된 방법입니다. 보다 구체적으로, 관심있는 항원물질은 효소(예를 들어, 염색체 면역히토케미크) 또는 형광염(형광제 이소토오카네이트)6에 연결된 특정 1차 항체 및 대응하는 이차 항체에 의해 표지될 수 있다. 이러한 기술의 유용성의 예로, β-엔돌핀[프로-오피오멜라노코르틴(POMC)] 및 c-fos(뉴런 활성의 마커)에 의해 인코딩된 펩타이드 1개가 아크추아테 핵에 염색되었다. 등쪽 라페 핵에서 트립토판 하이드록실라제 2(세로토닌 합성에 필수적인 효소)의 결실은 arcuate 핵에서 POMC 뉴런에서 c-fos 발현을 감소시키는 것으로 나타났다7. 또한, 비타민 D 수용체 mRNA의 분포는 시투 혼성화(RNAscope)8을 통해 마우스 뇌에 매핑되었다. 이 논문은 마우스 뇌의 조직학 연구의 품질과 재현성을 향상시키는 것을 목표로 자유로운 부동 면역 스테인링을위한 단계별 워크플로우와 신뢰할 수있는 효율적인 방법을 제공합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜은 관류, 조직 단면, 자유 부동 면역 염색, 조직 장착 및 이미징을 포함한 마우스 뇌의 신경 해부학 적 연구를위한 확립 된 방법을 제공합니다. 그러나 일관되고 신뢰할 수 있는 결과에 필수적인 몇 가지 주요 세부 사항을 최적화해야 합니다.
관류의 품질은 성공적인 염색에 매우 중요합니다. 혈액세포(예: 적혈구)가 인공적인 ‘양성’ 염색10을 생성?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
조사관은 NIH (K01DK119471에서 CW에 대한 보조금)의 보조금으로 지원되었습니다. P01DK113954, R01DK115761, R01DK117281, R01DK125480, R01DK125480, R01DK125480 YX), USDA/CRIS (510000-064-01S YX), 미국 하트 펠로우십(51000-064-01S) 및 미국 하트 펠로우십(미국 하트닥터)829565.
Materials
| Alexa Flour 594 donkey anti-rabbit IgG (H+L) | Invitrogen | A21207 | |
| 30% Sucrose | VWR | 470302 | 30 g Sucrose dissoved into 100 mL of PBS |
| Neutral Buffered Formalin | VWR | 16004-128 | 10%, 25 °C, pH 6.8-7.2 |
| 1 mL Sub-Q Syringe | BD | 309597 | |
| 48 Well Cell Culture Plate | Corning | 3548 | |
| 6 Well Cell Culture Plate | Corning | 3516 | |
| Antifading mounting media with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | |
| Autoclavable plastic desiccator | Thermo Scientific Nalgene | 5315-0150 | |
| AVP antibody | Phoenix Pharmaceuticals | H-065-07 | |
| Cell Strainer | Corning | 431752 | |
| Cryoprotectant buffer | User preference | Not applicable | 20% glycerol, 30% ethylene glycol, and 50% PBS |
| Isoflurane | Covetrus | 11695-6777-2 | |
| Leica DFC310FX microscope | Leica | Not applicable | |
| Microscope Slide Boxes (50-place) | VWR | Not applicable | |
| PBT | User preference | Not applicable | 2.5 mL of Triton X-100 dissolved into 1000 mL of PBS |
| Perfusion two automated Perfusion System | Leica | 39471005 | |
| Phosphate-buffered saline (PBS) 20x | VWR | VWRVE703-1L | 25 °C, pH 7.3-7.5, 1x composition:137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 9.8 mM Phosphate buffer |
| Slideing Microtome Microm HM450 | ThermoFisher | Microm HM450 | |
| Sodium Chloride | RICCA Chemical | 7220-32 | 0.9%, 25 °C, pH 7.4 |
| Streptavidin Protein, DyLight 488 | ThermoFisher | #21832 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | 089k01921 | |
| WFA antibody | Sigma-Aldrich | L1516 | |
| Zeiss Axio Z1 Scanner | Zeiss | Not applicable | |
| Zen 3.1 software | scanner software |
Riferimenti
- Must, A., et al. The Disease burden associated with overweight and obesity. Journal of the American Medical Association. 282 (16), 1523-1529 (1999).
- Apovian, C. M. Obesity: definition, comorbidities, causes, and burden. The American Journal of Managed Care. 22 (7), 176-185 (2016).
- Wong, S. K., Chin, K. Y., Suhaimi, F. H., Fairus, A., Ima-Nirwana, S. Animal models of metabolic syndrome: a review. Nutrition & Metabolism. 13 (1), 1-12 (2016).
- Kennedy, A. J., Ellacott, K. L., King, V. L., Hasty, A. H. Mouse models of the metabolic syndrome. Disease Models & Mechanisms. 3 (3-4), 156-166 (2010).
- Schacht, V., Kern, J. S. Basics of immunohistochemistry. The Journal of Investigative Dermatology. 135 (3), 1-4 (2015).
- Mepham, B. L., Britten, K. J. M., Jones, D. B., Wright, D. H. Immunostaining methods for frozen and paraffin sections. Lymphoproliferative Diseases. 15, 187-211 (1990).
- Liu, H., et al. TPH2 in the dorsal raphe nuclei regulates energy balance in a sex-dependent manner. Endocrinology. 162 (1), 1-16 (2021).
- Liu, H., et al. Defining vitamin D receptor expression in the brain using a novel VDR(Cre) mouse. Journal of Comparative Neurology. 529 (9), 2362-2375 (2020).
- Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (65), e3564 (2012).
- Whittington, N. C., Wray, S. Suppression of red blood cell autofluorescence for immunocytochemistry on fixed embryonic mouse tissue. Current Protocols in Neuroscience. 81 (1), 2-28 (2017).
- Zeller, R. Fixation, embedding, and sectioning of tissues, embryos, and single cells. Current Protocols in Pharmacology. , (2001).
- Potts, E. M., Coppotelli, G., Ross, J. M. Histological-based stainings using free-floating tissue sections. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (162), e61622 (2020).
- He, Y., et al. A small potassium current in AgRP/NPY neurons regulates feeding behavior and energy metabolism. Cell Reports. 17 (7), 1807-1818 (2016).
- Xu, P., et al. Activation of serotonin 2C receptors in dopamine neurons inhibits binge-like eating in mice. Biololgical Psychiatry. 81 (9), 737-747 (2017).
