מאמר זה מתאר שיטות להכנת רקמות, כתמים וניתוח של פטריות שלמות, בלוטות טעם וחך המניבות בעקביות בלוטות טעם שלמות ושלמות (כולל סיבי העצבים המעוררים אותן) ושומרות על היחסים בין מבנים בתוך בלוטות הטעם לבין הפפילה שמסביב.
בלוטות טעם הן אוספים של תאים ממחלים טעם המתמחים לזהות תת קבוצות של גירויים כימיים בחלל הפה. תאים אלה transducing לתקשר עם סיבי עצב הנושאים את המידע הזה למוח. מכיוון שתאים מעבירי טעם מתים ללא הרף ומוחלפים לאורך כל הבגרות, סביבת בלוטות הטעם מורכבת ודינמית, ודורשת ניתוחים מפורטים של סוגי התאים שלה, מיקומם וכל מערכת היחסים הפיזית ביניהם. ניתוחים מפורטים הוגבלו על ידי הטרוגניות וצפיפות רקמת לשון שהפחיתו באופן משמעותי את חמיכות הנוגדנים. מכשולים אלה דורשים פרוטוקולי חתך שגורמים לפיצול בלוטות הטעם על-פני מקטעים כך שהמדידות משוערות בלבד, וקשרי תאים הולכים לאיבוד. כדי להתגבר על אתגרים אלה, השיטות המתוארות בזאת כוללות איסוף, הדמיה וניתוח בלוטות טעם שלמות וארבורים סופניים בודדים משלושה אזורי טעם: פפילה פטרייתית, פפילות היקפיות והחך. איסוף בלוטות טעם שלמות מפחית הטיה ושונות טכנית וניתן להשתמש בו כדי לדווח על מספרים מוחלטים עבור תכונות כולל נפח בלוטות טעם, פנימיות בלוטות טעם כוללת, ספירת תאים transducing, ואת המורפולוגיה של arbors מסוף בודדים. כדי להדגים את היתרונות של שיטה זו, מאמר זה מספק השוואות של בלוטות טעם וכרכים פנימיים בין פטריות ולהקיף בלוטות טעם באמצעות סמן טעם כללי תווית לכל סיבי הטעם. זרימת עבודה לשימוש בתיוג גנטי של תאים דלילים של נוירוני טעם (עם תת-קבוצות מסומנות של תאים ממחלים טעם) מסופקת גם כן. זרימת עבודה זו מנתחת את המבנים של ארבורים בודדים של עצב הטעם, מספרי סוג התאים ואת היחסים הפיזיים בין תאים באמצעות תוכנת ניתוח תמונה. יחד, זרימות עבודה אלה מספקות גישה חדשנית להכנת רקמות וניתוח של בלוטות הטעם המלאות והמורפולוגיה המלאה של הארבורים הפנימיים שלהם.
בלוטות הטעם הן אוספים של 50-100 תאי כינוי מיוחדים הקושרים תת-קבוצות של גירויים בעלי טעם כימי הנמצאים בחלל הפה. תאים טרנס-טרנסדוקציה טעם נחשבים בדרך כלל קיימים כמו סוגים1,2,3,4,5,6,7,8,9, בתחילה מבוסס על קריטריוני מיקרוסקופיה אלקטרונים שהיו מאוחר יותר בקורלציה עם סמנים מולקולריים. תאים מסוג II מבטאים פוספוליפאז C-beta 2 (PLCβ2)2 ואת קולטן חולף פוטנציאל cation ערוץ, חבר M subfamily 51 וכוללים תאים המתמרנים מתוק, מר, umami1,10. תאי סוג III מבטאים אנהידריז קרבוני 4 (Car4)11 וחלבון הקשור סינפטוזומלי 258 ומצביעים על תאים שמגיבים בעיקר לטעם חמוץ11. התאים המעבירים מליחות לא היו מתווים בבירור12,13,14, אך עשויים לכלול תאים מסוג I, סוג II וסוג III15,16,17,18,19. סביבת בלוטות הטעם מורכבת ודינמית, בהתחשב בכך שתאים ממחליפו טעם מתהפכות ברציפות לאורך כל הבגרות ומוחלפות באבות הבסיסיים3,20,21. תאים אלה מעבירי טעם מתחברים לסיבי עצב פסאודו-חד-קוטביים מהגרעיקים הגנניים והפטרוסאליים, המעבירים מידע טעם לגזע המוח. נוירונים אלה סווגו בעיקר על סמך סוג של מידע טעם שהם נושאים22,23 כי מידע על המורפולוגיה שלהם היה חמקמק עד לאחרונה24. תאים מסוג II מתקשרים עם סיבי עצב באמצעות חלבון אפנון הסידן הומאוסטזיס 1 ערוצי יונים25, ואילו תאים מסוג III מתקשרים באמצעות סינפסות קלאסיות8,26. אפיון נוסף של תאי בלוטות הטעם – כולל טרנסולציה של שושלות סוג התא, גורמים המשפיעים על הבידול שלהם, ואת המבנים של חיבור arbors הם כל תחומי החקירה הפעילה.
מחקרי בלוטות טעם הופרעו על ידי מספר אתגרים טכניים. הרקמות ההטרוגניות והצפופות המרכיבות את הלשון מפחיתות באופן משמעותי את חמידות הנוגדנים לאימונוהיסטוכימיה27,28,29. מכשולים אלה חייבו פרוטוקולי חלוקה המביאים לפיצול בלוטות הטעם על פני מקטעים, כך שהמדידות משוערות על סמך מקטעים מייצגים או מסתכמות על-פני מקטעים. בעבר, נעשה שימוש במקטעים דקים מייצגים כדי להעריך הן ערכי אמצעי אחסון והן את ספירת התאים של התמתן30. חתך סדרתי עבה יותר מאפשר הדמיה של כל מקטעי בלוטות הטעם וסיכום המדידות מכל סעיף31. חיתוך קטעים עבים כאלה ובחירת רק בלוטות טעם שלם הטיות דגימה לכיוון בלוטות טעם קטנות יותר32,33,34. הערכות פנימיות עצביות מבלוטות טעם חלקיות התבססו על ניתוחים של מספרי פיקסלים13,35, אם כימותו בכלל36,37,38. מדידות אלה מתעלמות לחלוטין מהמבנה ומספר הארבורים העצביים הבודדים, מכיוון שארבורים מפוצלים (ובדרך כלל מסומנים בצורה גרועה). לבסוף, למרות קילוף האפיתל מאפשר בלוטות טעם שלמות להיות מוכתם39,40, זה גם מסיר סיבי עצב בלוטות טעם ועלול לשבש את היחסים הרגילים בין תאים. לכן, חקירות של היחסים המבניים בתוך בלוטות הטעם הוגבלו בגלל הפרעה זו הנגרמת על ידי גישות מכתימות.
אוסף מבנה שלם מבטל את הצורך בסעיפים מייצגים ומאפשר קביעת מדידות בעלות ערך מוחלט של אמצעי אחסון, ספירת תאים ומורפולוגיות מבנה41. גישה זו גם מגבירה את הדיוק, מגבילה הטיה ומפחיתה את השונות הטכנית. אלמנט אחרון זה חשוב מכיוון שבלוטות הטעם מראות שונות ביולוגית ניכרת הן בתוך34,42 והן על פני אזורים43,44, וניתוחים שלם של בלוטות הטעם מאפשרים להשוות מספרי תאים מוחלטים בין תנאי שליטה וניסיוניים. יתר על כן, היכולת לאסוף בלוטות טעם שלמות מאפשרת ניתוח של היחסים הפיזיים בין תאים שונים transducing וסיבי העצב הקשורים שלהם. מכיוון שתאים מעבירי טעם עשויים לתקשר זה עם זה45 ולתקשר עם סיבי עצב46, יחסים אלה חשובים לתפקוד תקין. לפיכך, תנאי אובדן תפקוד לא יכול להיות עקב אובדן תאים, אלא שינויים ביחסי תאים. כאן יש שיטה לאיסוף בלוטות טעם שלמות כדי להשיג את היתרונות של מדידות מוחלטות עבור ניתוחי נפח זיקוק עבור בלוטות הטעם שלהם ואת innervations שלהם, ספירות תאי טעם וצורות, ועל להקל על ניתוחים של מערכות יחסים בין תאים transducing ומורפולוגיות עצב-arbor. שתי זרימות עבודה מוצגות גם במורד הזרם של שיטת הרכבה מלאה חדשנית זו להכנת רקמות: 1) לניתוח נפח בלוטות הטעם ו- innervation מוחלט ו -2) לתיוג גנטי של תאים דלילה של נוירוני טעם (עם תת-קבוצות של תאים ממחלימים בטעם המסומנים) וניתוחים הבאים של מורפולוגיה של ארבור עצב הטעם, מספר סוגי תאי הטעם וצורותיהם, ושימוש בתוכנת ניתוח תמונה כדי לנתח את היחסים הפיזיים בין תאים transducing ואלה בין transducing תאים וארבור העצבים שלהם. יחד, זרימות עבודה אלה מספקות גישה חדשנית להכנת רקמות ולניתחים של בלוטות טעם שלמות והמורפולוגיה המלאה של הארבורים הפנימיים שלהם.
התפתחות גישה לאיסוף והכתמה עקבית של בלוטות טעם שלמות משלושה אזורי טעם חלל הפה (פטריות, ברית מילה והחך) מספקת שיפורים משמעותיים לניתוח תאים ממחליפו טעם, מעקב אחר תאים משולבים חדשים, פנימיות ויחסים בין מבנים אלה. בנוסף, זה מקל על לוקליזציה של סמן נוירון משני פוטנציאלי הן בתוך או מחוץ לאוכלוסי…
The authors have nothing to disclose.
אנו מודים ל-Kavisca Kuruparanantha על תרומתה להכתמת רקמות והדמיה של בלוטות טעם מקיפות, ג’ניפר שו על הכתמתה והדמיה של פנימיות לפפילה, לקרן קייט לטיפול בבעלי חיים וגנוטיפינג, וללקון מא על הכתמת הרקמה שלה בבלוטות הטעם הרך.. פרויקט זה נתמך על ידי R21 DC014857 ו- R01 DC007176 ל- R.F.K ו- F31 DC017660 ל- L.O.
2,2,2-Tribromoethanol | ACROS Organics | AC421430100 | |
2-Methylbutane | ACROS | 126470025 | |
AffiniPure Fab Fragment Donkey Anti-Rabbit IgG | Jackson ImmunoResearch | 711-007-003 | 15.5μL/mL |
Alexa Fluor® 647 AffiniPure Donkey Anti-Rat IgG | Jackson Immuno Research | 712-605-150 | (1:500) |
AutoQuant X3 software | Media Cybernetics | ||
Blunt End Forceps | Fine Science Tools | FST 91100-12 | |
Click-iT™ Plus EdU Cell Proliferation Kit | Molecular Probes | C10637 | Follow kit instructions |
Coverglass | Marienfeld | 107242 | |
Cytokeratin-8 | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB), (RRID: AB_531826) | Troma1 supernatant | (1:50, store at 4°C) |
Dissection Scissors (coarse) | Roboz | RS-5619 | |
Dissection Scissors (fine) | Moria | MC19B | |
Donkey anti-Rabbit IgG (H+L) Highly Cross-Adsorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor 488 | ThermoFisher Scientific | A21206 | (1:500) |
Donkey anti-Rabbit, Alexa Fluor® 555 | ThermoFisher Scientific | A31572 | (1:500) |
DyLight™ 405 AffiniPure Fab Fragment Bovine Anti-Goat IgG | Jackson Immuno Research | 805-477-008 | (1:500) |
Fluoromount G | Southern Biotech | 0100-01 | |
Glass slides | Fisher Scientific (Superfrost Plus Miscroscope Slides) | 12-550-15 | |
Goat anti-Car4 | R&D Systems | AF2414 | (1:500) |
Imaris | Bitplane | pixel-based image analysis software | |
Neurolucida 360 + Explorer | MBF Biosciences | 3D vector based image analysis software | |
Normal Donkey Serum | Jackson Immuno Research | 017-000-121 | |
Normal Rabbit Serum | Equitech-Bio, Inc | SR30 | |
Olympus FV1000 | (multi-Argon laser with wavelengths 458, 488, 515 and additional HeNe lasers emitting 543 and 633) | ||
Paraformaldehyde | EMD | PX0055-3 | 4% in 0.1M PB |
Rabbit anti-dsRed | Living Colors DsRed Polyclonal Antibody; Clontech Clontech Laboratories, Inc. (632496) | 632496 | (1:500) |
Rabbit anti-PLCβ2 | Santa Cruz Biotechnology | Cat# sc-206 | (1:500) |
Sodium Phosphate Dibasic Anhydrous | Fisher Scientific | BP332-500 | |
Sodium Phosphate Monobasic | Fisher Scientific | BP330-500 | |
tert-Amyl alcohol | Aldrich Chemical Company | 8.06193 | |
Tissue Molds | Electron Microscopy Sciences | 70180 | |
Tissue-Tek® O.C.T. Compound | Sakura | 4583 | |
Triton X-100 | BIO-RAD | #161-0407 | |
Zenon™ Alexa Fluor™ 555 Rabbit IgG Labeling Kit | ThermoFisher Scientific | Z25305 | Follow kit instructions |