ACT-PRESTO (organlara makromoleküllerin aktif netlik tekniği basınçlı ilgili verimli ve istikrarlı transfer) pasif difüzyon veya basınç destekli teslimat temizlenir dokulara hızlı, verimli, ama ucuz doku takas ve hızlı antikor penetrasyon sağlar. Bu yöntemi kullanarak, dokuların geniş bir yelpazede, temizlenmiş birden antikorlar tarafından immunolabeled ve hacim-görüntülü olabilir.
kimlik ve organların veya hücresel düzeyde tüm vücut detaylı örgüt keşif biyolojisinde temel sorunlardır. Geçici yöntemler sürecinin her adımında bilgi kaybına üreten önemli bir zaman ve 3D görüntü elde etmek için çaba miktarını ve sağlam dokuyu kesit immunolabeling dahil ve görüntüleme seri-kesitli doku gerektirir. bozulmamış dokusu içinde yüksek çözünürlüklü görüntüleme için yeni geliştirilen yaklaşımlar, moleküler karakterizasyon proteinlerin etiketleme sınırlı olmuştur. Ancak organ temizlenmesi için mevcut protokoller zor laboratuarda doku temizleme teknikleri uygulamak için yapım, oldukça uzun bir süreç süresi gerektirir. Biz son zamanlarda hızlı ve yüksek tekrarlanabilir bir protokol ACT-PRESTO adlandırılan kurulmuş (bir ctive c rağbet görürdü t echnique- hava basıncı r e fficient ve s masa t ransfer sevinçliBirkaç saat içinde doku temizlenmeye izin verir O rgans) içine makro moleküllerin. Ayrıca, ACT-PRESTO geleneksel yöntemlerle hızlı immün sağlayan ve basıncı veya konveksiyon akımını uygulayarak yoğun oluşturulmuş, kalın örneklerin derin tabakası içine antikor penetrasyonu hızlandırır. Biz elektroforezi kullanılarak lipid kaldırılması suretiyle temizlemek nasıl dokuları, nasıl hazırlanacağını açıklayan ve nasıl bir basınç destekli teslimat bağışıklığı leke. Protokolün hızlılığı ve tutarlılık 3D histolojik araştırma ve hacim bazlı tanıların performansını hızlandırmak olacaktır.
Sinirbilimdeki zorluklardan biri nöronal devre kablolama ve bozulmamış beyin dokusu içinde tek tek hücrelerin görselleştirme olduğunu. Yakın zamana kadar, bu şekilde nöronlar arasındaki bağlantıları gösteren dokuların 1) seri bölümlendirilmeleri gerekli; Bu tür akson veya protein gibi spesifik hedefler, 2) Moleküler etiketleme; hesaplamalı diğer kayıtların veya 2D seri görüntülerin 1 uyum yoluyla tüm beyin 3D rekonstrüksiyon ile ve 3) görselleştirme. Bu adımlar, zahmetli olan zaman büyük bir ihtiyaç ve nöronal ağ haritalama son derece zor hale kesit ve etiketleme sırasında bilgi kaybetmek yükümlüdür. Ancak, kesit olmadan sağlam doku görünüm için izin birçok yöntem geliştirilmiştir. Biyolojik dokuların doku temizleme teknikleri 2-10 optik olarak saydam hale getirilebilir. önemli yöntemlerden biri sağlam doku ve sırayla daldırma solüsyonu arasında refraktif indeks farklılıkları azaltmak içinböylece şeffaf doku oluşturma ve derin yapıların gözlem sağlayan sağlam doku ışık saçılmasını azaltmak için. Daldırma çözeltiler bazı tipleri dehidrasyon işlemi sırasında, hızlı fluoresan su verme neden hidrofobik özelliklere sahiptir. Bu nedenle, bu yöntemler zaman 11,12 uzun bir süre boyunca flüoresan görüntüleme ile uyumlu değildir. Yerine hidrofobik reaktiflerin, diğer yöntemler, biyolojik doku 4,6,8 yapısal bilgi ve floresan korumak gibi SeeDB 4 ve Sca l e 6 olarak doku temizleme için hidrofil reaktifleri, kullanın. Bununla birlikte, makro moleküller, antikorlar da dahil olmak üzere, tek başına difüzyon ile sağlam doku çekirdeğini ulaşamaz. Bu nedenle, yoğun dolu dokuların derin bölgelerde hedef moleküllerin ön etiketleme, teknik açıdan zor.
Son zamanlarda geliştirilen doku temizleme yönteminde, berraklık 3, bir hidrojel gömülü biyolojik doku Iakrilamid ile oluşturulan S ve lipidler, sodyum dodesil sülfat (SDS) içeren çözeltiye altında elektroforez ile ayrılmıştır. Numune daha sonra ışık 3 saçılma azaltmak için uygun yansıtıcı indeks ile bir çözelti içine daldırılmaktadır. Lipid temizleme sistemi, daha sonra ileri CLARITY 13 ve PACT (pasif berraklık tekniği) 10 modifiye edildi. Polimerizasyondan sonra, akrilamid zincirleri hidrojel doku oluşturucu, proteinler ile çapraz bağlanır. Akrilamid ile çapraz bağ olamaz lipid bileşenleri; Bu nedenle, lipidler, SDS-ihtiva eden tampon altında elektroforez ile ortadan kaldırılabilir. Lipidlerin aktif ortadan kaldırılması yoluyla, beyin dokusu belirgin şeffaflık 9 artar. Bununla birlikte, bu yöntemler, serbest difüzyonu ile derin etiketleme imkansızlığını ele alınmamaktadır. Bu sınırlamayı aşmak için, kalın dokuların derin bölüme reaktiflerin aktif ulaşım teknikleri gereklidir.
AÇIKLIK doku takas ve derin doku izin versegörselleştirme, kolay bir veya hızlı bir işlem değildir. Bu bütün bir fare beyin 7,14 temizlemek için birkaç hafta sürebilir. dokuların hızlı temizleme yaşam bilim araştırma veya birim teşhisi için, bazik ya da klinik laboratuar ayarlarına gibi yöntemlerin uygulanması için gereklidir. Mevcut protokolü basınç destekli uygulama immüno-lekeleme ile, biyolojik doku temizleme ve daha sonra da protein tespiti için basitleştirilmiş bir işlem sağlar. Bu görüntüleme yöntemleri ile kombinasyonu ile açılan büyük ve 3D veri işleme sistemlerinin yüksek çözünürlüklü ses görüntüleme için uygundur.
dokulara yoksul tespit veya hidrojel daldırma proteinlerin kaybı ve doku temizleme işlemi sırasında doku bozulmalarına neden olabilir. hafifçe çalkalanarak 18 saat – tüm yetişkin fare beyni 12 hidrojel monomer çözeltisi 20 ml minimum hacimde daldırma izledi, bir gece boyunca 4% paraformaldehid inkübe edilmelidir. beyin dilimleri ve omurilik gibi insan dokusu da dahil olmak üzere geniş bir doku için, gerekli olan hidrojel monomer çözeltisi içinde ıslatma süresinden genişletilmiş. doku fiksasyon ve polimer infüzyon adımlar ayrılır çünkü ACT protokolü sabit dokuların temizlenmesi kolayca uygulanabilir. Doku temizleme sonrasında insan dokuları çeşitli antikorlar ile iyi boyandı. ACT temizleme tekniği, etanol ve metanol gibi alkollü sabitleyicilerle, uyumlu olmadığını not edin.
Doku hidrojel polimerizasyon aşaması, temizleme işleminin ardından iyi kalitede kâğıt temizlik ürünü üretmek için çok önemlidir. ÇünküOksijen akrilamidin polimerizasyonuyla inhibe eden bir azot gazı infüzyon sistemi altında doku içeren solüsyonun gazı ile çıkarılmalıdır. Seçenek olarak ise, de-oksijenasyonu 23 saat süreyle bir ısı bloğu ile bir vakum odası kullanılarak yürütülebilir.
Takas oranı Çoğu yetişkin fare dokular gecede ETC silinebilir vs. Organ boyutu, lipidler veya ECM lifli proteinler içeriğinin, tespitin durumunun da dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır. Bununla birlikte, bir riski vardır gereksiz aşırı temizleme ve doku şişme; Bu şekilde, temizleme süresi farklar önemli göz vardır. Doku temizleme koşullar ampirik olarak belirlenmelidir. Önemlisi, ECM içeriği temizlenir dokusunun görünümünü etkileyebilir. ACT yoğun protein lifleri silmez çünkü dokuların rengi, hatta ETC tamponunda ACT sonra, beyaz veya opak kalır. Bununla birlikte, ne bu organların, RI uygun çözeltisine daldırıldı,y şeffaf hale geldi.
Doku şişme oranı yoğun organlar daha büyük bir şişme oranı gösteren, ECM dokuların içeriği ve beyin gibi yumuşak bir organ, bağlı olduğu görülmektedir. artan doku doku temizleme işlemi yardımcı olacaktır şişlik nedeniyle ACT rutin çoğu durumda su bazlı tampon distile kullanmaktadır. Doku şişme veya geçici şekil bozukluğu gibi embriyolar gibi istenen bir durum değildir, bazı durumlarda, bir tampon içeren 0,1 x PBS yüksek çözünürlüklü görüntüleme için uygulanabilir. Ayrıca, tampon maddesi içinde daha yüksek tuz konsantrasyonları, dokuların daralmasına neden olabilir dikkat edilmelidir.
ACT yöntemi bir fare 14 tüm organ ve hatta tüm vücudu açıklayabilir. Ancak, şeffaf doku derin doku görüntüleme özel mikroskoplar ve hedefleri gerektirir. Bu nedenle, kalın bir beyin dokusu 1 ila 2 mm, geleneksel bir konfokal mikroskop ile görüntüleme için çok etkilidir. Etiketin Bizim ellerde, kaldırmaACT işlenmiş dokulardan ed antikorlar, antikora bağımlı ve farklı antikor etiketleme tur tavsiye edilmez. Böyle TH ve GFAP gibi bazı antikorlar, tüm beyin 14 immün özellikle iyi çalıştı. Diğer yandan, Tuj1 ya map2 gibi bazı antikorlar, çoğu zaman doku sadece yüzey etiketli. Bu, anahtar 15 gibi diğer yöntemler ile daha iyi olabilir. Bir diğer potansiyel sınırlama nedeniyle doku doku temizleme adımı sırasında şişme ve büzülme ACT işlenmiş dokuda ince protein yapılarını korumak zor olabilir olmasıdır.
PRESTO tekniği doku etiketleme teknikleri çeşitli uygulanabilir. Örneğin, bu tür SeeDB 4 ile iDISCO 7 gibi, önceden etiketlenmiş doku kullanılarak doku saydam yöntemleri, yoğun doku immün gün ila birkaç hafta daha uzun kuluçka dönemleri gerektirmektedir. Bununla birlikte, SAYGINLIK birkaç saat inkübasyon süresi kısaltabilir, örneğin1 mm kalınlığında yoğun doku ile bir gün içinde tüm sürecin tamamlanmasını nabling. PRESTO kalın derin etiketleme, yoğun dokularda, hatta un temizlenmiş kalın dokuların etkinliğini artırabilir. PRESTO bir masa üstü santrifüj veya şırınga pompası kullanan ve herhangi bir özel ekipman gerektirmez, çünkü rutin laboratuvar işlemleri ile bu tekniği uygulamak için nispeten kolaydır.
The authors have nothing to disclose.
This research was supported by the Brain Research Program through the National Research Foundation (NRF) funded by the Korean Ministry of Science, ICT, and Future Planning (NRF-2015M3C7A1028790).
4% Paraformaldehyde | Lugen SCI | LGB-1175-4B | sample fixation |
Acrylamide | Affymetrix | 75820 | Hydrogel monomer solution |
2,2’-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride | Wako Pure Chemical Industries | VA-044 | Hydrogel monomer solution |
Boric acid | Affymetrix | 76324 | ETC buffer |
Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) | Affymetrix | 18220 | ETC buffer |
Sodium hydroxide pellets | Junsei chemical | 1310-73-2 | ETC buffer |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Santa Cruz Biotechnology | sc-2323A | Immunolabeling |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | Immunolabeling |
Sodium azide | Sigma-Aldrich | S2002 | Immunolabeling |
Collagen type Ⅳ | Abcam | AB6586 | Antibody/immunolabeling |
Tyrosine hydroxylase (TH) | Millipore | AB152 | Antibody/immunolabeling |
Alexa Fluor Cy3 Donkey anti-Rabbit IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 711-165-152 | Secondary antibody/ immunolabeling |
Alexa Fluor 488 Donkey anti-Rabbit IgG (H+L) | Life Technologies – Molecular Probes | A21206 | Secondary antibody/ immunolabeling |
Confocal dish | SPL lifesciences | 101350 | Imaging |
Confocal microscope | Leica | SP8 | Imaging |
Sucrose | Junsei chemical | 31365-0301 | CUBIC-mount solution |
Urea | Affymetrix | 23036 | CUBIC-mount solution |
N,N,N’,N’-tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine | Sigma-Aldrich | 122262 | CUBIC-mount solution |
ECT chamber | Logos Biosystems, Inc. | C10101 | ETC system |
ECT chamber controller | Logos Biosystems, Inc. | C10201 | ETC system |
Temperature probe | Logos Biosystems, Inc. | C12101 | ETC system |
Peristatic pump | Baoding longer precision pump Co., Ltd | YZ1515X | ETC system |
Buffer reservoir | Logos Biosystems, Inc. | C10401 | ETC system |
Tissue container | Logos Biosystems, Inc. | C12001 | ETC system |
Container holder for 1 tissue container | Logos Biosystems, Inc. | C12002 | ETC system |
Mouse brain slice holder | Logos Biosystems, Inc. | C12004 | ETC system |
Whole rat brain holder | Logos Biosystems, Inc. | C12007 | ETC system |
Peristaltic pump tubing | Logos Biosystems, Inc. | C12104 | ETC system |
Tabletop-centrifuge | Hanil science industrial Co., Ltd | MICRO 12 | c-PRESTO |
Syringe pump | Baoding longer precision pump Co., Ltd | LSP02-1B | s-PRESTO |
Syringe (20 ml) | Korea vaccine Co., Ltd. | KV-S20 | s-PRESTO |
3-way stopcock | Hyupsung medical Co.,Ltd. | HS-T-01N | s-PRESTO |