Bu protokol, erken evre zebrafit embriyoları belirli hücre popülasyonlarında hassas kolokalizasyon analizlerini sağlayarak, krobölümler üzerinde sıralı immünofluoresesans ve immünhistokimyasayı gösterir.
Hücresel etkileşimlerin incelenmesi genellikle belirli hücre nüfus ve hassas protein lokalizasyonu ayrık etiketleme gerektirir. Zebra balığı embriyo bir in vivo modeli ile bu tür etkileşimleri incelemek için mükemmel bir araçtır. Protein ifadesini değerlendirmek için zebra balığı embriyoları içinde tüm monte edilen immünhistokimyasal ve immünofluoresesan bulguları sıklıkla uygulanır. Ancak, üç boyutlu uzayda ortak lokalize proteinlerin doğru haritalama elde etmek zor olabilir. Buna ek olarak, bazı çalışmalar aynı teknikle uyumlu olmayan iki antikorların kullanılmasını gerektirebilir (örn., antikor 1 sadece immünohistokimya ve antikor 2 için uygundur) sadece immunofluorescence için uygundur. Burada açıklanan yöntemin amacı, erken evre zebra balığı embriyolarından elde edilen bireysel kroziller üzerinde sıralı immünofluoresesans ve/veya immünhistokimya gerçekleştirmesi. Burada, tek hücreli seviyede protein ifadesinin kesin olarak tanımlanması için tek bir kriyobölüm için, immünofluoresesans, görüntüleme, immünhistokimya, görüntüleme sıralı turlarında kullanımı açıklanmaktadır. Bu metodoloji, bireysel hücrelerde birden fazla protein hedefini doğru şekilde tanımlamayı gerektiren erken evre zebra balığı embriyoları üzerinde herhangi bir çalışma için uygundur.
Zebra balığı Şu anda Biyomedikal araştırmalarda çok çeşitli disiplinler arasında kullanılan son derece sağlam bir model organizmadır. Özellikle, zebra balığı embriyoları hızlı dış gelişme ve translusensi in vivo çalışmalar için mükemmel bir araç sağlar. Bu belgede, kriyosec, zebra balığı embriyo ‘nın sıralı immünofluoresesans (IF) ve immünhistokimyasal (IHC) analizleri için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu yeni prosedür, tek bir slayt üzerinde iki antikorların sıralı uygulamasını kullanır ve doku bölümlerini koruyarak hücre seviyesinde lokalize proteinlerin doğru şekilde tanımlanmasını sağlar. Bu protokol özellikle zebra balığı modeli ile çalışmalar için yararlıdır, çünkü nispeten az sayıda antikor IF ve/veya zebra balığı ‘deki IHC uygulamalarında fare modellerine kıyasla kullanılmak üzere doğrulandı.
Hücresel etkileşimlerin gözlemlenmesi birçok çalışmada temel bir unsurdur ve örgütsel düzeyde fenotürleri altında yatan hücresel düzeyde işleyen moleküler mekanizmalar içine önemli öngörüler sağlayabilir. Ayrıca, protein ifadesi hücresel fonksiyon hakkında bilgi sağlayabilir, özellikle hücre içinde aynı anda birden fazla protein ifadesi incelediğinizde (Co-yerelleştirme). Tüm Mount IFC ve eğer yaygın zebra balığı embriyolar protein ifadesi analiz teknikleri kullanılır rağmen1,2,3,4,5, tüm montaj prosedürleri olabilir hassas colocalization veri elde etmek için sorunlu. Deneyimimizde, doku katmanları arasında ayrım yapmak ve tüm montaj örneklerinde tek hücreli seviyede protein ifadesini görselleştirmek zor olabilir. Görüntüleme yazılımı programları genellikle yüzey boyama ve daha derin boyama arasında ayrım yapamaz olabilir. Yüzey seviyesinde olmayan protein ifadeleri, daha parlak ifade edilen yüzey seviyesi ifadesi ile belirsiz bir şekilde belirsizleştirilebilir. Ayrıca, en geleneksel zebra balığı temizleme yöntemleri oldukça zehirli6 ve böylece kullanım için daha az arzu edilir.
If ve ıFC gibi antikor bazlı teknikler genellikle, karmaşık dokularda belirli bir proteini ifade eden ayrık hücre nüfuslarının tanımlamasına basitleştirmek için, kesikli malzemeden protein ifadesini algılamak için kullanılır. IHC yaygın olarak farklı ev sahibi türlerinde konjuyen iki farklı antikorlar kullanarak ve farklı renkli krokojenler4,7,8,9 ile görselleştirilen, en sık olarak colocalization için kullanılır , 10. ancak, birden çok krojenler kullanarak nonspesifik arka plan boyama veya renk uyumsuzluğu yol açabilir11,12.
Biz, ardışık IF ve IHC tarafından kriyosec, erken evre zebra balığı embriyo üzerinde birden fazla protein tespiti için yeni bir protokol geliştirdik. Cryosectioning özellikle zebra balığı embriyoları gibi hassas dokulara uygundur, ve kriyobölümler floresan bazlı deneyleri13,14için parafin-gömülü bölümlere üstün. Biz tek bir tahlil türü için antikor uyumsuzluğu sorununu aşmak için, kombine IF ve ıHC yerine çift renk If veya ıHC optimize seçti. Bu sorunlar özellikle zebra balığı kullanım için onaylanmış ticari antikorlar sınırlı sayıda nedeniyle zebra balığı içeren araştırma için ilgilidir. Aslında, dört büyük şirketlerin bir çalışma fare kullanımı için ticari olarak mevcut antikorlar yaklaşık 112.000 zebra balığı15kullanımı için yaklaşık 5.300 olduğunu gösterdi. Son olarak, zebra balığı embriyolardan elde edilen küçük veya sınırlı doku örnekleri ile çalışırken gerekli olan tek bir kriyobölüm üzerinde gerçekleştirilebilecek bir protokol geliştirmeye karar verdik.
Bu protokol, donör hücrelerinin proliferatif davranışını değerlendirmek için tasarlanmıştır 48 h sonrası fertilizasyon chimerik zebra balığı embriyoları tarafından oluşturulan Blastula-Blastula nakli tarafından tanımlanan carmany-rampey ve Moens16. Donör embriyoları alıcı embriyolar içine donör hücrelerinin nakli önce floresan etiketli dekstran konjuç ile tek hücreli aşamada enjekte edildi. Chimerik zebra balığı embriyoları içinde donör hücrelerini tespit etmek için etiketlenmiş dekstran için immunohistokimya tarafından izlenen proliferasyon hücrelerini tespit etmek için ser 10 fosforile histon H3 (PH3) için immünofloresan kullandık. PH3 ve tek bir cryosection içinde etiketli dekstran sıralı algılama bizi belirlemek ve her iki işaretçileri ifade bireysel hücreleri ölçmek için etkin.
Kriyosec, zebra balığı için bu sıralı If/IHC Protokolü protein ifadesi için bir kolokalizasyon Protokolü arzu zebra balığı araştırmacılar için yararlı bir araç sağlayacaktır. Bu protokolün küçük doku numuneleri ve sınırlı antikor kullanılabilirliği gibi adrese tasarlanmış sorunları zebra balığı modeline benzersiz değildir. Bu yöntem, bu nedenle herhangi bir araştırmacı ardışık If/ıFC gerçekleştirmek isteyen için kullanılabilir olabilir.
ETIK BEYANı:
Tüm hayvansal çalışmalar kurumsal hayvan bakımı ve kullanım Komitesi, Kuzey Carolina Devlet Üniversitesi, Raleigh, Kuzey Carolina, ABD tarafından onaylandı.
Cryosec, zebra balığı embriyolarındaki kolokalizasyon deneylerinde önemli bir adımı temsil eden kombine immünofloresan ve immünhistokimya için yeni bir yöntem sunduk. Küçük embriyolar ile kullanılmak üzere optimize edilmiş mevcut colocalization protokollerinin önemli bir eksikliği vardır ve her ikisi de yaygın olarak moleküler çalışmalar14‘ te kullanılan,17,18, kriyitli malzeme. Mevcut colocalization protokolleri temelde iki fluorophores eşzamanlı görselleştirme odaklanmak17,18. Bu protokoller iyi çalışabilir olsa da, onların kullanışlılığı (i) zebra balığı kullanılabilir ve (ii) If ile uyumludur antikorların kullanılabilirliği ile sınırlıdır.
Biz zebra balığı embriyo için kriyobölümleme kullanımı korunmuş doku morfoloji açısından önemli bir avantaj sağlar hissediyorum. IHC ‘nin parafin bölümlerinde daha yaygın olarak gerçekleştirildiği gibi,7,8‘ de, protein ifadesinin tespiti için kriyobölüm tabanlı ihc yöntemlerinin daha fazla incelenmesi garanti edilir. Tüm Mount kullanımı zebra balığı embriyoları ifade seviyeleri görselleştirilmesi için ortak bir yöntemdir ve daha yaygın cryosections1,2,3,4kullanarak daha literatürde açıklanmıştır 19 yaşında. Ancak, tüm bağlantı protokolleri, derin dokularda ifade edilen proteinlerin doğru lokalizasyonu eksikliği ve yüzey seviyesi ifadesinin daha derin dokuların belirsiz protein ifadesine yönelik potansiyelinin olmaması da dahil olmak üzere sınırlamalara sahiptir. Biz sürekli ağoprezervasyon, sekleme ve sıralı IF ve ıHC aşağıdaki hücresel morfoloji mükemmel bakım gözlemledik. Tek hücreli düzeyde protein ifadesinin kesin lokalizasyonu gerektiren uygulamalar için, bu protokolde açıklandığı gibi bölüm tabanlı prosedürler için önemli bir avantaj vardır. Reçine katıştırma, erken evre zebra balığı embriyoları20‘ den bölümler üzerinde If veya IFC gösterimleri yapmak için alternatif bir seçenek sağlar. Reçine bölümleri, kriyobölümlere kıyasla doku morfolojisinin üstün korunmasını sağlar ve nispeten daha ince doku bölümleri hazırlanabilir. Ancak, üreticilerin genellikle immüno tabanlı assays için reçine bölümlerinin kullanımını tavsiye etmiyoruz, reçineler bazı bileşenleri bölümlerden kaldırılamaz ve antikor bağlama siteleri maskeleyebilir21.
Tüm protokol ifade desenleri doğru ve başarılı analizi için gerekli olmakla beraber, birkaç özel adımlar deneysel başarı için önemlidir. İlk kritik adım, embriyoların13Ekim14‘ te gömme sırasında işlenmesi. Her embriyonun aynı enine düzlemde yönlendirmek zor olabilir, böylece bölümler tüm embriyolar için yaklaşık olarak aynı alandan kesilir. Biz küçük gauge iğneleri kullanarak küçük, kasıtlı hareketler embriyo yönü için viskoz Oct orta aracılığıyla gerçekleştirmek için çok büyük ve çok fazla Oct orta yerinden forseps, kullanarak üstün olduğunu bulduk. Önemli bir eğitim ve deneyim olmadan istenilen dokusu (ler) içeren yüksek kaliteli bölümler elde etmek zor olabilir gibi, dondurulmuş blokların bölümleme sırasında ikinci bir kritik adım oluşur. Böylece teknik hakim olana kadar test örneklerinin kullanılmasını öneriyoruz. Üçüncü bir kritik adım, doku örneklerini rahatsız etme veya bölme potansiyeline sahip olan lamel magazini kaldırılmasıdır. Biz yumuşak ajitasyon bir kombinasyonu lamel magazini gevşetmek ve PBS konteyner slayt yavaş çıkarılması için en etkili yaklaşım Cover, kaldırmak için bulduk. Nazik ve istikrarlı bir el en iyisidir; Araştırmacılar bazı deneme ve hata nasıl etkili Cover, kaldırmak için öğrenmek için gerekli olduğunu bulabilirsiniz.
Protokoldeki ek önemli adımlar arasında antikor optimizasyonu (IF ve ıFC için primer ve ikincil antikorlar) ve slaytların kromojenik substrat ve karşı lekeye maruz kalması yer aldı. Primer antikor özgüllüğü ve hedef konsantrasyonu ile ilgili kapsamlı araştırmalar esastır; Genellikle, IF/ıFC kombinasyonu başlamadan önce primer antikor konsantrasyonlarını optimize etmek için gerçekleştirilecek IF ve ıFC için en az iki ayrı deney için yeterli olmayan değerli örnekleri toplamak en iyisidir. Her bir deney için bilinen bir pozitif ve negatif kontrol dahil olmak üzere her denemede hem If hem de ıHC ‘nin uygun şekilde performans gösterdiğinden emin olmak gereklidir. İkincil antikor konsantrasyonu ayarlamaları da gerekli olabilir. Üretici kuralları genellikle olası pozlama süreleri geniş bir yelpazede tarif beri ıHC tahlil için kromojenik substrat ve karşı leke doku bölümleri maruz kalma optimizasyonu gereklidir. Tüm kromojeni karşı lekeleri ve endojen doku pigmentasyon ile uyumlu olabilir, renk dokgen seçimi ile ilgili dikkatli planlama gerektirir.
Açıklanan protokole uygulanabilir sayısız potansiyel değişiklikler vardır ve biz başarılı bir şekilde her ikisi de If için kullanılamaz antikorlar diğer kombinasyonları ile bu protokol gerçekleştirdi. Yukarıda belirtildiği gibi, kromojenik maddeler spesifik karşı lekelerle farklı uyumluluğa sahiptir. Bu bileşenlerin protokolde kolayca değiştirilebilir olduğunu bulduk. Ayrıca, antikor inkübasyon parametreleri oldukça esnektir ve istenilen boyama yoğunluğuna bağlı olarak artırılabilir veya azalabilir. Katıştırma işlemi de değiştirilebilir. Biz enine bölümlere odaklanırken, embriyo kolayca ilgi belirli dokulara adres için herhangi bir yönde odaklı olabilir. Son olarak, bu protokolde birden fazla olası duraklatma noktası vardır. Susuz embriyo, birkaç ay boyunca% 100 MeOH-20 °C ‘ de depolanabilir; Dondurulmuş bloklar-80 °C ‘ ye kadar üç aya kadar saklanabilir; ve hazırlanan slaytlar-80 °C ‘ de 9 aya kadar bir slayt kutusunda saklanabilir.
Bu kombine If/ıFC protokolünün göreli karmaşıklığı nedeniyle, doku kalitesinden araştırmacı deneyimine kadar numune elleçlemesi için sorun giderme gerektirebilecek birden fazla olası varyasyon veya hata kaynağı vardır. Yukarıda açıklanan kritik adımların çoğu, bireysel kullanıcı düzeyinde optimizasyon gerektirdiğinden veya belirli bir yetenek, beceri ve deneyime ihtiyaç duydukları için kritik olarak kabul edilir. Ancak, nonspesifik arka plan boyama ve düşük sinyal yoğunluğu optimizasyon gerektiren en önemli konular olduğunu bulduk. Herhangi bir If veya IFC protokolünde olduğu gibi, bu sorunları ele almak zaman alıcı ve emek yoğun olabilir ve iki teknik birleştirilir bu yana bu yöntemle bileşik. Bu nedenle, birleştirilmiş protokole devam etmeden önce IF ve ıHC ‘i ayrı olarak optimize etmenizi öneririz.
Bu yöntemin geniş bir deney yelpazesi için yararlı olacağını tahmin ederken, potansiyel sınırlamalar vardır. Bu prosedürün başarılı performansı, çok sayıda yıkama adımını içeren iki sıralı deney yoluyla bozulmamış doku örneklerinin sürdürülmesinde bağlıdır. Bu nedenle, bölümleme veya doku işleme sırasında ortaya çıkan herhangi bir sorun, kalitedeki bozulabilecek eski slaytların kullanımı da dahil olmak üzere, araştırmacıların bu protokolü başarıyla gerçekleştirme yeteneğini önemli ölçüde kısıtlayacaktır. Slaytlar potansiyel olarak dokuz aya kadar-80 °C ‘ ye kadar saklanabilse de, slaytlara doku uyumu zamanla düşer ve bir ay içinde kullanılan Kaydıraklar ile en iyi başarıyı aldık ya da ideal olarak, ertesi gün. İkinci bir sınırlama, zebra balığı embriyoları küçük bir ayak izi. Bu denemeyi, erken evre embriyolar içinde nispeten hafif bir şekilde ifade edilen proteinlerin görselleştirilmesi konusunda yararlı hale getirirken, tutarsız veya düşük seviyelerde ifade edilen proteinler bir bölümde yakalamak çok zor olabilir. Son olarak, protokol 10 \ u201212 μm kriyobölümler kullandığından, daha küçük alt hücresel bileşenler yerine, çekirdekler gibi büyük yapılarda protein ifadesinin değerlendirilmesi için en uygundur.
Özetle, kombine If/IFC protokolüdür erken evre zebra balığı embriyoları içinde çok çeşitli çalışmalar için avantajlı olacak ve bu tür örneklerinde hassas protein ifadesi analizinde önemli bir yenilik temsil eder. Şekil 5‘ te başarılı bir şekilde gösterilen yöntemimiz, araştırmacılar Şu anda mevcut primer antikorların biraz sınırlı aralığı ile çalışırken kriyolojide erken evre zebra balığı embriyo narin morfolojisi korumak için izin verecektir Bu türün If veya ıFC ‘de kullanılmak üzere doğrulanır. Bu protokol muhtemelen antikor mevcudiyeti için benzer sınırlamalar tarafından engel olan diğer balık ve Anzenal türler (örneğin, Medaka ve Xenopus spp.), çalışmalar için yararlı olacaktır ve geleneksel memelilerinin modelleri için geçerli olabilir iyi.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma NıH Grant 5K01OD021419-02 ve NC Devlet Üniversitesi veterinerlik Koleji tarafından destekleniyordu.
15/25 | N/A | N/A | 15% fish gelatin/25% sucrose w/v, made in dH2O |
Alexa 555 secondary antibody | Invitrogen | A21429 | used at 1:2000 dilution in block buffer for IF |
Antibody Diluent | Dako | S3022 | |
Background Buster | Innovex | NB306 | |
block buffer (IF) | N/A | N/A | 5% normal goat serum, 0.1% Triton X-100 in 1X PBS |
cellSens imaging software | Olympus | cellSens | imaging software used with compound light microscope |
chimeric zebrafish embryos | N/A | N/A | AB wild-type chimera zebrafish embryos analyzed at 48 hpf |
Compound light microscope | Olympus | BX51 | used with digital camera and cellSens imaging software for image capture after IHC |
Confocal fluorescence microscope | Leica | DM 2500 | used with digital camera and Leica Application Suite Advanced Fluorescence imaging software for image capture after IF |
disposable plastic molds, 15 mm x 15 mm x 5 mm | Ted Pella | 27147-2 | |
Digital camera, light microscope | Olympus | DP27 | |
Digital camera, fluorescence microscope | Leica | TCS SPE | |
Ethanol | Koptec | V1001 | |
fish gelatin | Sigma | G7041 | |
Glass slides | Fisher | 12-550-15 | |
Hydrogen peroxide, 30% | Fisher | H325-100 | |
ImmPRESS HRP Polymer detection kit | Vector | MP-7401 | anti-rabbit secondary antibody, HRP polymer |
Leica Application Suite Advanced Fluorescence imaging software | Leica | LAS AF 2.3.6 | imaging software used with confocal fluorescence microscope |
Methanol | Fisher | A452-4 | |
Modified Meyer's Hematoxylin | Thermo | 72804 | |
Normal Goat Serum | MP Biomedical | 191356 | |
OCT medium | Tissue-Tek/Fisher | 4583/4585 | |
anti-Oregon Green antibody | Molecular Probes/Life Technologies | A889 | used at 1:7500 dilution for IHC |
Oregon Green Dextran | Invitrogen | P7171 | used at 2.5% in 0.2M KCl |
Paraformaldehyde, 4% | Acros Organics | 416780030 | made in lab in 1x PBS |
Permount | Fisher | SP15 | |
1X phosphate-buffered saline | made in lab | N/A | 50 mL 10x PBS, up to 500 mL volume with dH2O |
10X phoshpate-buffered saline | made in lab | N/A | use Cold Spring Harbor protocol |
1X PBSt | made in lab | N/A | 50 mL 10x PBS, 1 mL 10% Tween 20, up to 500 mL volume with dH2O |
anti-Ser10 phosphorylated Histone H3 antibody | Santa Cruz | sc-8656-R | used at 1:500 dilution for IF |
Scott's Tap Water | Electron Microscopy Sciences | 26070-06 | have used other brands successfully in addition to EMS |
sucrose | Amresco | 335 | |
Tween-20 | Fisher | BP337 | |
TO-PRO3 | Invitrogen | T3605 | used at 1:1000 in 1x PBS for IF |
1X Tris-buffered saline | made in lab | N/A | 50 mL 10x TBS, up to 500 mL volume with dH2O |
10x Tris-buffered saline | made in lab | N/A | 85 g NaCl, 61 g Tris base, up to 1 L volume with dH2O |
1X TBSt | made in lab | N/A | 50 mL 10x TBS, 1 mL 10% Tween 20, up to 500 mL volume with dH2O |
Triton X-100 | Acros Organics | 327371000 | |
Vectashield | Vector | H-1000 | non-hardening mounting media |
Vector NovaRed substrate | Vector | SK-4800 | HRP substrate |
Xylene | Fisher | X3P-1GAL |