Here, we present a protocol for hydraulic extrusion of the spinal cord as well as identification and isolation of specific dorsal root ganglia (DRGs) in the same rodent. Compared to standard spinal cord isolation methods, this method is significantly faster and reduces the risk of tissue damage.
Traditionally, the spinal cord is isolated by laminectomy, i.e. by breaking open the spinal vertebrae one at a time. This is both time consuming and may result in damage to the spinal cord caused by the dissection process. Here, we show how the spinal cord can be extruded using hydraulic pressure. Handling time is significantly reduced to only a few minutes, likely decreasing protein damage. The low risk of damage to the spinal cord tissue improves subsequent immunohistochemical analysis. By performing hydraulic spinal cord extrusion instead of traditional laminectomy, the rodents can further be used for DRG isolation, thereby lowering the number of animals and allowing analysis across tissues from the same rodent. We demonstrate a consistent method to identify and isolate the DRGs according to their localization relative to the costae. It is, however, important to adjust this method to the particular animal used, as the number of spinal cord segments, both thoracic and lumbar, may vary according to animal type and strain. In addition, we illustrate further processing examples of the isolated tissues.
Общая цель этого метода заключается в изоляции спинного мозга, а также для идентификации и выделения ДРГ 1, 2. Гидравлический экструзионный спинного мозга является значительно более быстрый метод , чем традиционный способ спинного изоляции шнура путем ламинэктомии, т.е. разбив спинных позвонков по одному за раз, и этот метод уменьшает риск повреждения тканей , вызванные процессом рассечение 3, 4 , DRGs может быть трудно идентифицировать. Правильная идентификация очень важна для анализа тканей, например , после травмы седалищного нерва. Нумеруя ДРГ в соответствии с их локализации по отношению к ребрышками, DRGs могут быть идентифицированы последовательно.
Ткань изолированы с помощью методик , демонстрируемых здесь могут быть применены к широкому спектру анализов , включая Вестерн – блоттинга 5,6, 7 и КПЦР иммуногистохимического окрашивания 8.
При определении ДРГ, важно учитывать , что число сегментов спинного мозга , как известно, меняются в зависимости от типа животного и деформации 9, 10, 11. Преимущества в выполнении этого метода на мышах, являются большое количество генетически модифицированных вариантов, доступных и относительно низких расходов на жилье. Преимущества в использовании крыс являются сравнительно высокой ткани и, если с участием повреждения нерва, то процедура будет облегчен с размером.
Если позвоночник нарушается, например , путем смещения шейных позвонков, спинной мозг разделится в процессе экструзии. Если спинной мозг не может быть экструдирован, позвоночник может быть слегка обрезаны на обоих концах, и попытка экструзия можно повторить. В случае , если весь спинной мозг необходим для дальнейшего анализа, т.е. состоящий из цервикального расширения, а также поясничного утолщения, позвоночник должен быть слегка обрезаны только. Если только расширение поясничного необходим для дальнейшего анализа, спинной мозг должен быть отделан в соответствии с настоящим протоколом. Позвоночник должен быть выпрямлены, используя кончики пальцев, чтобы облегчить экструзию.
Протокол применим к грызунам всех возрастов и здесь на примере взрослой мыши (8 недель), щенком мыши (5 дней) и взрослой крысы (10 недель). В зависимости от типа животного и штамма, количество грудного и поясничного секций может изменяться 9, </sup> 10, 11. В зависимости от белков, которые будут проанализированы, взрослые грызуны могут быть перфузию ферментных ингибирующих растворов до эвтаназии. При выполнении эксперимента с участием одностороннее повреждение нервов, спинного мозга можно разделить на ипсилатеральных и контралатеральной стороны с использованием ультратонких пинцет сразу после экструзии. Кроме того, каждая из сторон может быть разделена на спинной и брюшной сторон. Ткани могут быть обработаны для дальнейшего анализа, например , Вестерн – блоттинга.
Transcardial перфузия-фиксация с PFA предварительного спинного мозга экструзии следует избегать, так как это делает спинной мозг, не гибкий и предотвращает спинного мозга Гидравлический экструзионный. Гидравлический экструзионный спинного мозга оторвут спинной корни. Для экспериментов, в которых прикреплены спинные корни необходимы, рекомендуется ламинэктомии. Кроме того, спинной мозговых оболочек теряются с помощью гидравлического экструзии, который можно избежать с помощью стандартной ламинэктомии <suр класс = "Xref"> 3.
Гидравлический экструзионный из спинного мозга и DRG изоляции также может быть выполнена с использованием насыщенной кислородом искусственной спинномозговой жидкости (ACSF) вместо охлажденного льдом PBS. Использование ACSF позволяет сохранение изолированной ткани в более физиологической среде, что особенно важно в случае последующих электрофизиологических записей 12, 13. Альтернативой ACSF может быть PBS , содержащий 1 г / л глюкозы для генерации первичных DRG культур 14.
Гидравлический экструзионный спинного мозга является значительно более быстрый метод, чем традиционный способ спинного мозга изоляции путем ламинэктомии, сокращая время ткани обработки и, следовательно, снижая риск повреждения белка. Перфузия с фиксирующим до отключения спинного мозга ламинэктомии может уменьшить риск повреждения тканей во время рассечения и во время окончательного удаления изспинной мозг от позвоночного столба. Тем не менее, фиксация ткани исключает его применимость к анализов, таких как Вестерн-блоттинга. Гидравлические экструзионные выходы структурно неповрежденной ткани 3 подходит для более широкого спектра анализов.
Последовательное определение КСГ может быть затруднено. Тем не менее, это очень важно для анализа тканей, например , после травмы седалищного нерва. Нумеруя ДРГ в соответствии с их локализации по отношению к ребрышками, DRGs могут быть идентифицированы последовательно. Окрашивание ткани спинного мозга, а также КСГ могут быть оптимизированы путем выполнения проиллюстрированных вариантов обработки ткани, описанной в шаге протокола 7.
The authors have nothing to disclose.
We would like to acknowledge David Kiel, Aarhus University, for filming and editing. VirtualDub software was used for processing of microscope video sequences. We thank the Danish Research Institute of Translational Neuroscience – DANDRITE, Nordic EMBL Partnership, for access to equipment and the Aarhus University Research Foundation, EU 7FP project PAINCAGE, Det Frie Forskningsrad (DFF) and The Lundbeck Foundation for funding.
Bonn scissors, extra fine, straight, 8.5 cm | F.S.C. (Fine Science Tools) | # 14084-08 | For cutting open the spinal cord prior to isolation of DRGs (adult mouse, adult rat); Other manufacturer may be used |
Centrifuge | Eppendorf | # 5427 R | For centrifugation of homogenized tissue |
Cryostat microtome | Leica Biosystems | # CM 3050 S | For cutting the embedded tissue prior to staining; Other model and manufacturer may be used |
Forceps, Dumont, # 3 | F.S.C. (Fine Science Tools) | # 11231-30 | For handling of spinal cord after extrusion; Other manufacturer/type may be used |
Forceps, Dumont, # 5 | F.S.C. (Fine Science Tools) | # 11252-20 | For isolation of DRGs (adult mouse, adult rat, pup); Other manufacturer may be used |
Isoflurane (furane) IsoFlo Vet 100 % | Abbott | # 002185 | For euthanization; Other manufacturer may be used; CAUTION: toxic |
Iso-pentane GPR rectapur | VWR chemicals | # 24872.298 | For snap-freezing of tissue; Other manufacturer may be used; CAUTION: toxic |
Microtome | Leica Biosystems | # RM 2155 | For sectioning of paraffin embedded tissue; Other model and manufacturer may be used |
Paraffin wax pellets | Sigma-Aldrich | # 76243 | For paraffin embedding; Other manufacturer may be used |
Paraffin tissue embedding station | Leica Biosystems | # EG1160 | For paraffin embedding of tissue for later sectionning; Other model and manufacturer may be used |
Pellet pestel, motor cordless | Sigma-Aldrich | # Z359971-1EA | For mechanical homogenization of isolated tissue prior to Western blotting; Other manufacturer may be used |
Petri dish, 35 mm | Thermo Fischer Scientific | # 121V | For storage of isolated DRGs; Other manufacturer and size may be used |
Petri dish, 100 mm | Sigma-Aldrich | # P7741 | For spinal cord extrusion; Other manufacturer and size may be used |
Phosphatase inhibitor, Phosstop | Sigma-Aldrich | # 04906845001 | Phosphatase inhibitor cocktail for addition to TNE-lysis buffer if needed; Other manufacturer may be used |
Pipette tip, 1-200 μl, no filter | Sarstedt | # 70.1189.105 | For hydraulic extrusion; Other manufacturer may be used |
Protease inhibitor, Complete | Sigma-Aldrich | # 05892791001 | Protease inhibitor cocktail for addition to TNE-lysis buffer if needed; Other manufacturer may be used |
RNAlater solution | Sigma-Aldrich | # R0901 | For RNA stabilization for storage; Other manufacturer may be used |
Rneasy Protect Mini KiT | Qiagen | # 74124 | For RNA isolation; Other manufacturer may be used |
Scalpel; Swann-Morton surgical blade no. 11 | Swann-Morton | # REF0203 | For isolation of spinal cord lumbar area; Other manufacturer/type may be used |
Scissors, straight, type 3, 25 mm cutting edge | Bochem | # 4070 | For isolation of spine; Other manufacturer/type may be used |
Scissors, 130 mm cutting edge | Hounisen | # 1902.0130 | For isolation of spinal cord (adult rat) |
Spring scissors, straight, 8 mm cutting edge | F.S.C. (Fine Science Tools) | # 15009-08 | For cutting open the spinal column prior to isolation of DRGs (pup) and for isolation of DRGs (adult mouse, adult rat, pup); Other manufacturer may be used |
Standard syringes, 2.5 ml, 5 ml, 10 ml | Terumo | # SS02SE1; # SS05SE1; # SS10SE1 | For hydraulic extrusion; Other manufacturer may be used |
Stereomicroscope MZ12.5 with objective 1x and eyepiece 10x | Leica | # 10446370 | Other manufacturer/type may be used |
Sterile PBS | GIBCO | # 10010-015 | For hydraulic extrusion; Can also be made according to standard protocols |
Syringe needle 23 G x 1", 0.6 x 25 mm | Terumo Neolus | # NN-2325R | For hydraulic extrusion in pups; Other manufacturer/type may be used |
Syringe needle 18 G x 1 1/2, 1.2 x 40 mm | Terumo Neolus | # NN-1838S | Alternative to pipette tip for hydraulic extrusion in adult mice; Other manufacturer may be used |
Tissue-Tek | Sakura | # 4583 | Tssue embedding material for later cryosectionning |
TNE-lysis buffer | VWR chemicals | # 10128-582 | For tissue lysis prior to Western blotting; Other manufacturer may be used; Can also be made according to standard protocols |