个别的多巴胺神经元的分离或用直接或间接的免疫组织化学的腹侧被盖区,使用激光捕获显微切割证实。对于使用红外激光从玻璃载片隔离的组织,并从用红外和紫外激光的组合膜载玻片参数进行了讨论。
激光捕获显微切割(LCM)用于分离单个细胞或从组织切片的组织的精确解剖区域的人口集中在显微镜载玻片上。当与免疫组织化学结合,LCM可以用来隔离基于特定蛋白质标记单个细胞类型。在这里,液晶显示模块技术进行说明,收集的多巴胺神经元直接标记酪氨酸羟化酶免疫组织化学和用于容纳使用间接酪氨酸羟化酶免疫组在邻近那些用于LCM一节中的腹侧被盖区的区域中的多巴胺神经元的分离的特定人口。一个红外(IR)激光捕获用于两个解剖单个神经元,以及腹侧被盖区离开玻璃载玻片和到一个LCM盖进行分析。用100%乙醇和二甲苯的组织完全脱水是至关重要的。红外激光捕获和紫外(UV)cutti组合纳克激光被用于使用的PEN膜的幻灯片时,以分离单个的多巴胺神经元或腹侧被盖区。笔膜滑动在载玻片上具有显著优势,因为它提供了更好的一致性在捕获和收集单元,被更快收集大块的组织,是在脱水和结果较少依赖于完全除去从滑动的组织。虽然移除大面积的组织从载玻片是可行的,这是相当耗费更多的时间,并经常留下一些残余组织。这里显示的数据表明,可以使用这些程序的定量PCR测量得到的足够数量和质量的RNA。尽管RNA和DNA是最常见的分离分子从组织和细胞中收集与微小RNA,蛋白质和DNA的表观遗传变化的LCM,分离和测定也可从增强的解剖和蜂窝分辨率有益于使用LCM获得的。
所有组织由细胞的杂合人口。这是特别相关的脑组织中,包括由不同类型的神经胶质细胞(少突胶质细胞,小胶质细胞和星形胶质细胞)的包围各种形态和/或neurochemically明显的神经元。此外,不同的区域在大脑中,如皮质或脑干核的区域,具有特定的功能。因此,能够将分离的细胞或非常小的解剖学不同的区域的特定人群,当与分析技术( 即 ,Q-PCR,微阵列,RNA测序,和蛋白质组学)结合时,能显着提高各种生物过程的理解。 LCM是一种技术,提供来隔离非常离散的解剖区域或特定的细胞从组织显微镜载玻片上,提供一个更均匀的来源为各种分子,如RNA,微小RNA,DNA和蛋白质的进一步分析的能力。
吨“>自从首次引入的LCM,几种不同的方法已被用来从组织1-3 microdissect细胞。最早的方法包括在幻灯片上直接附着组织的使用红外(IR)激光器和热塑性膜和非使用紫外(UV)激光切割分离的细胞或组织,并收集到一个管接触的方法。接着,LCM已经成功地用于在多种组织和细胞类型,并显示为与隔离各种分子的用于下游分析兼容包括RNA,微小RNA,DNA和蛋白质,包括酶的活性1,4-7这里LCM是使用一个LCM系统,其使用一切割UV激光和用于切割周围的细胞或组织,并将其附加到一个捕获IR激光器证明LCM帽上。该LCM系统采用两个红外捕获激光熔化的塑料薄膜上的帽上,重视的细胞对塑料薄膜和从T中删除所述感兴趣的细胞或组织他组织具有去除帽( 图1)。另外,在使用红外激光组合,UV激光可用于切出的组织或从组织固定在载玻片上,用膜,然后通过附加的组织,以使用IR激光( 图2)的LCM帽分离感兴趣的细胞。这些技术的简要概述图1和2中找到。关于该技术的几个变型被描述于任一隔离用直接荧光免疫组织化学和一个用于组织的基础上的特定蛋白质的表达的区域的隔离的间接免疫组化制导技术特定的细胞。具体地,示出从黑质和腹侧被盖区和RNA从新鲜,冷冻的脑组织的随后分离的隔离多巴胺神经元的分离。作为RNA的是最不稳定的测量分子的(相对于DNA或蛋白质),STEPS帮助保存RNA的完整性都包含与RNA上的所获得的数量和质量的显示的数据。
LCM是一个功能强大的技术为细胞或从组织切片的组织的区域的离散种群上的显微镜载玻片和RNA的,微小RNA,DNA和蛋白质的随后分离的夹层。使用高通量技术,如微阵列,下一代测序的RNA,DNA和蛋白组学的后生分析与分析结合使用LCM正变得越来越普遍,这些技术的灵敏度提高,需要原料的量减少8-12。用LCM,一个较好的解剖分辨率实现为一个样本,并从这些样品的下游措施的认识大大提高。一个警告与LCM是它提供了所关注的细胞,但不一定是信元的纯群体的浓缩试样。的精度的限制意味着将有来自相邻组织部分污染。然而,这种技术确实集中感兴趣的细胞尽量减少与周围组织和细胞相关效应和最大程度地在感兴趣的细胞中的实验效果。
直接与间接免疫组化
由于LCM目前利用主要用于隔离和RNA的测量,保持完好的RNA是一个非常重要的标准。维持RNA的完整性是使用间接免疫组织化学的背后的主要理由,引导组织解剖中去除的必要性,以直接染色的组织可降解的RNA( 图10)。当实验问题,但是,需要的细胞,如多巴胺神经元的特定人群的隔离,直接荧光免疫是必需的。使用快速免疫组织化学标记的协议可在手术过程中的RNA的降解最小化。短的温育时间是由于使用了高浓度的初级和次级抗的机构,浓度在10-20倍,比什么是必要的以2小时培养的常规免疫较高。然而,如果较长的温育时间是必需的,棕色和Smith使用高盐缓冲液来抑制RNA降解,将获得良好的品质的RNA与长孵育时间(达20小时)13。如果存在的组织的标识和获取访问之间需要一个LCM系统大量的时间这种方法也可使用。
PEN膜,硅烷准备和无涂层玻璃幻灯片-幻灯片的选择
为LCM使用未涂覆的玻璃载片已经报道14。在我们的实验室,硅烷制备幻灯片已经被发现是一个最佳的选择,因为该涂层充分地附着在组织到滑动用于免疫组织化学未经组织的损失,但仍允许用于连接组织的到LCM盖和除去从滑动。无涂层的载玻片有表现出一定的组织损失的免疫程序。如果间接免疫组化的情况下,然而,组织滞留变得不再是一个问题。用适当的脱水,捕获细胞或组织脱硅烷制备载玻片尚未一个问题。每个的各种方法,以在本文所述的分离的神经元或脑区都有优点和缺点。对于个别的多巴胺神经元的隔离,利用硅烷制备载玻片具有更好的光学系统的优点,并且比在PEN膜幻灯片便宜。的缺点是,有时捕获细胞可以是困难的,如果有足够的脱水(见下文)和某些组织可能会留在滑动。的PEN膜的幻灯片的优点是,利用红外激光和紫外激光的组合确保了多巴胺的神经元将被收集。失败来收集从PEN膜幻灯片细胞几乎不会发生的,因为它是较少依赖于脱水比载玻片上。一个附加的优点是紫外激光可以用于更接近于感兴趣的神经元的形状,相比于圆形用于捕获神经元关的玻片与红外激光器。对于组织区域的隔离,PEN膜幻灯片远远优于并证明所增加的成本。这种做法的结果完全除去所有切出在膜组织的,比单独使用IR激光和更厚的组织切片可以收集捕获了大面积的组织的速度要快得多。仅使用IR激光器要求在LCM帽膜完全熔化在整个组织区域。此外,收集不全的组织是典型的,通常需要多次尝试。虽然这需要比从PEN膜滑动分离组织更长,如果可用的组织已经在载玻片或UV激光不可用,这是一个可行的选择,因为大多数的组织可以收集( 图8J)。
ove_content“> 关键步骤在100%乙醇温育是最重要的步骤之一。为了从硅烷制备载玻片收集细胞的组织的完全脱水是必需的。因此,不除去任何的水,这与100%的乙醇孵育大多关联,将影响到拾取单元从幻灯片的能力。为了解决这个问题,经常改变的100%的乙醇溶液作为从前面的洗涤步骤可影响脱水的空气或转移吸收的水。另外,分子筛用于吸收任何污染。该LCM系统最好应设在一个小房间里用除湿机,以保持较低的湿度条件。
良好的冰冻切片是正确的LCM关键。部分必须平,在最小化的组织褶皱。折叠在组织会增加的距离LCM盖之间,并防止它从接触吨他组织。然后变得难以膜盖充分熔融到组织上。对于载玻片,典型地部分厚度必须是6和12微米之间。较厚的部分可以被捕获与PEN膜的幻灯片。
LCM提供了技术能力,从显微镜玻片使组织非常精确的解剖和细胞。相比的组织片毛解剖这极大地增加了进一步分析的分辨率。虽然,LCM可以是时间和劳动力密集型的,它不需要大量的培训或专业知识,并配合其他高通量技术时,可以大大增强的生物过程的理解,当离散的细胞或解剖区域被使用。
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 |