JoVE Journal > Genetics
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Résultats
Discussion
Divulgations
Acknowledgements
Materials
References
Traduction automatique
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Génétique

Doku özgü miRNA ifade profil oluşturma In Situ hibridizasyon fareyle kalp bölümleri içinde

Published: September 15, 2018
doi:
10.3791/57920
, ,
1Department of Cell and Developmental Biology,University College London, 2Yale Cardiovascular Research Group, Section of Cardiovascular Medicine,Yale School of Medicine, 3Yale Cardiovascular Research Center, Section of Cardiovascular Medicine,Yale School of Medicine

Summary

Mikro-RNA’ların (miRNAs) haberci RNA (mRNA) çoğu düzenleyiciler hizmet veren kısa ve son derece homolog RNA dizileri vardır. Geçerli miRNA algılama yöntemleri duyarlılık ve özgüllük değişir. Situ hibridizasyon ve immunostaining eşzamanlı miRNA ve protein molekülleri fare kalp doku bölümlerinde algılanması için bir araya getiren bir protokolü açıklar.

Abstract

Mikro-RNA’ların (miRNAs) tek iplikçikli RNA transkript haberci RNA (mRNA) bağlamak ve onların çeviri inhibe veya onların yıkımı teşvik vardır. Bugüne kadar miRNAs içinde miRNA transkript güvenilir algılama yöntemleri ihtiyacını miktarlara hastalığı ve Biyolojik süreçler, çok sayıda karıştığı olmuştur. Burada, biz fare kalp bölümlerinde protein immunostaining ile birlikte digoxigenin etiketli (kazmak) kilitli nükleik asit (LNA) miRNA sonda tabanlı algılama için detaylı bir protokol tanımlamak. İlk olarak, situ hibridizasyon tekniği miRNA-182 ifadede denetim ve kalp hipertrofisi fareler kalp bölümleri tanımlamak için sonda kullanarak gerçekleştirilen. Daha sonra immunostaining kardiyak Troponin T (cTnT) protein, miRNA-182 cardiomyocyte hücrelerle birlikte yerelleştirmek için aynı bölümleri için gerçekleştirilen. Bu iletişim kuralını kullanan, biz Renkölçer tahlil ve floresan boyama yoluyla cTnT miRNA-182 alkalen fosfataz aracılığıyla göre tespit edebildik. Bu iletişim kuralı aracılığıyla kazmak etiketli LNA probları ilgi herhangi bir miRNA ifade ve fare kalp doku bölümlerinde ilgili protein ifade algılamak için kullanılabilir.

Introduction

Mikro-RNA’ların (miRNAs) çoğu kısa (18-25 nukleotid), gen ekspresyonu çoğu düzeyinde negatif düzenleyiciler olarak inhibe mesajcı RNA (mRNA) çeviri ve/veya mRNA yıkımı teşvik tarafından işlev tek iplikçikli, kodlamayan RNA’ların 1. miRNAs transkripsiyonu intron veya kodlama ekzonlar veya kodlamayan genler ve are i ciddi kısa sap-ilmik yapılar 70 nükleotit2habercisi miRNAs (pre-miRNAs), DROSHA tarafından çekirdeğine içinde. Sitoplazmik takip verme, pre-miRNAs daha da 18-25 nükleotit3,4span olgun miRNAs DICER tarafından işlenir. Daha sonra RNA-induced silencing kompleksi (RISC) bu miRNAs tek iplikçikli RNA’ların, onların ifade3,5 bastırmak sağlayan 3′ çevrilmeyen bölgesi (3′-UTR) onların hedef mRNA’ların kendi bağlama için birleştirmek .

Bu yana ilk kez tespit, son üç yıl içinde kendi ifade yüzey are sıkı kontrol6gen ekspresyonu ana düzenleyiciler için miRNAs ortaya çıkmıştır. MiRNAs için rolleri organ gelişimi7,8,9,10,11,12‘, bakım homeostazı13,14 tarif var , yanı sıra nörolojik15,16,17,18,19, kardiyovasküler20, dahil hastalığı bağlamlarda otoimmün koşulları21 ,22, kanserler23,24ve diğerleri25. MiRNA ifade kalıplarının alaka için takdir artan ileri miRNA transkript güvenilir algılama yöntemleri ihtiyacını getirdi. Gerçek zamanlı PCR, microarrays, Kuzey kurutma, in situ hibridizasyon ve diğerleri, gerçeğini miRNA transkript kısa bir oluşmaktadır nedeniyle hangi duyarlılık, özgüllük ve nicel güç, ağırlıklı olarak farklı tür yöntemler içerir ve Son derece homolog dizileri6.

Biz son zamanlarda miRNA-182 miyokardiyal hipertrofisi26, kalp yükseltilmiş hemodinamik talepleri27,28yanıt olarak yapısal uyum açıklayan bir koşul geliştirilmesi için önemli bir rol bildirdi. Kalp hipertrofisi, uyumsuz remodeling29ile ilişkilendirirseniz riski kalp yetmezliği, tüm ölümlerin % 8.5 için kardiyovasküler atfedilebilecek muhasebe bir koşul için yol açabilir miyokardiyal kitle, artış ile karakterizedir hastalık30.

Burada, içinde bir digoxigenin etiketli (kazmak) kilitli nükleik asit (LNA) prob ve miRNA ve protein molekülleri fare kalp doku bölümlerinde, eşzamanlı tespiti için immunostaining in situ hibridizasyon birleştirir bizim protokol açıklamak bizim kalp hipertrofisi modeli.

Protocol

Fare kalp doku örnekleri bu çalışma için ilgili kanun ve kurumsal yönergelere uygun olarak elde edilmiştir ve Yale Üniversitesi Kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi tarafından kabul edildi. 1. çözüm hazırlık RNase free GKD2O hazırlamak, GKD2O 5 L 5 mL % 0,1 diethylpyrocarbonate (DEPC) ile tedavi tarafından (O/N), gecede oda sıcaklığında (RT). DEPC devre dışı bırakmak için (121 ° C) basınçlı kap. Kullanım DEPC tedavi GKD…

Representative Results

miRNA in situ hibridizasyon kapış miRNA ve U6-snRNA, sırasıyla negatif ve pozitif denetimleri hizmet kullanarak fare kalp bölümlerde optimize edildi. Pozitif boyama belirtilir mavi, negatif boyama renk geliştirme eksikliği gösterilir iken (Şekil 1A-1B). MiRNA-182 Cardiomyocyte belirli ifade denetim ve PlGF overexpressing fareler kalp bölümleri değerlendirildi. Bir αMHC organizatörü altında PlGF transgene taşıyan fa…

Discussion

miRNA transkript algılama duyarlılık, özgüllük ve nicel güç farklı farklı teknikleri ile elde edilebilir. Burada, biz miRNA in situ hibridizasyon immunostaining ile kaplin göstermek ve aynı kalp bölümlerinde miRNA ve protein molekülleri ifade düzeylerde eşzamanlı değerlendirilmesi için izin veren bir protokol açıklayın. Biz ilk kazmak etiketli LNA miRNA probları in situ hibridizasyon gömülü parafin kalp bölümler üzerinde gerçekleştirmek nasıl göstereceğim. Daha sonra a…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Athanasios Papangelis, el yazması kritik Yorumlar için teşekkür etmek istiyorum. FM Biyoteknoloji ve Biyolojik Bilimler Araştırma Konseyi (BBSRC; tarafından desteklenen BB/M009424/1). IP Amerikan Kalp Derneği Bilim adamı kalkınma hibe tarafından (17SDG33060002) desteklenir.

Materials

Diethylpyrocarbonate Sigma Aldrich D5758 DEPC
Phosphate buffered saline Sigma Aldrich P4417 PBS
Tween-20 American Bioanalytical AB02038 non-ionic surfactant
Histoclear National Diagnostics HS-200
Proteinase K, recombinant, PCR Grade Sigma Aldrich 3115879001 ProK
Paraformaldehyde Sigma Aldrich P6148 PFA
Sodium Chloride ThermoFisher S271 NaCl
Magnesium Chloride Hexahydrate ThermoFisher M33 MgCl2
Tris Sigma Aldrich T6066
Hydrochloric Acid Solution, 1 N ThermoFisher SA48 HCl
Hydrochloric Acid Solution, 12 N ThermoFisher S25358 HCl
1-Methylimidazole Sigma Aldrich 336092
N-(3-Dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride Sigma Aldrich 39391 EDC
Hydrogen peroxide solution H2O2 Sigma Aldrich 216763 H2O2
Trisodium citrate dihydrate Sigma Aldrich S1804 Sodium Citrate
miRCURY LNA miRNA ISH Buffer Set (FFPE) Qiagen 339450 scramble miRNA/U6 snRNA
miRCURY LNA mmu-miR-182 detection probe QIagen YD00615701 5'-DIG and 3'-DIG labelled
Levamisol hydrochloride Sigma Aldrich 31742
Bovine Serum Albumin Sigma Aldrich A9647 BSA
NBT/BCIP Tablets Sigma Aldrich 11697471001 NBT-BCIP
Potassium Chloride ThermoFisher P217 KCl
DAPI solution (1mg/ml) ThermoFisher 62248 DAPI
Glass coverslip ThermoFisher 12-545E Glass coverslip
Plastic coverslip Grace Bio-Labs HS40 22mmX40mmX0.25mm RNA-ase free plastic coverslip
Anti-Digoxigenin-AP, Fab fragments Sigma Aldrich 11093274910 DIG antibody
Hydrophobic barrier pen Vector Laboratories H-4000 Pap pen
Anti-Cardiac Troponin T antibody Abcam ab92546 cTnT antibody
Goat anti-Rabbit IgG (H+L) Cross-Absorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor 568 ThermoFisher A-11011 anti-rabbit-568 antibody
Dako Fluorescence Mounting Medium DAKO S3023 mounting medium
Sheep serum Sigma Aldrich S3772
Goat serum Sigma Aldrich G9023
Deionized Formamide American Bioanalytical AB00600
Hybridization Oven ThermoFisher UVP HB-1000 Hybridizer
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bartel, D. P. MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell. 116, 281-297 (2004).
  2. Denli, A. M., Tops, B. B., Plasterk, R. H., Ketting, R. F., Hannon, G. J. Processing of primary microRNAs by the Microprocessor complex. Nature. 432, 231-235 (2004).
  3. Hutvagner, G., Zamore, P. D. A microRNA in a multiple-turnover RNAi enzyme complex. Science. 297, 2056-2060 (2002).
  4. Krol, J., et al. Structural features of microRNA (miRNA) precursors and their relevance to miRNA biogenesis and small interfering RNA/short hairpin RNA design. Journal of Biological Chemistry. 279, 42230-42239 (2004).
  5. Lim, L. P., Glasner, M. E., Yekta, S., Burge, C. B., Bartel, D. P. Vertebrate microRNA genes. Science. 299, 1540 (2003).
  6. Tian, T., Wang, J., Zhou, X. A review: microRNA detection methods. Organic and Biomolecular Chemistry. 13, 2226-2238 (2015).
  7. Fineberg, S. K., Kosik, K. S., Davidson, B. L. MicroRNAs potentiate neural development. Neuron. 64, 303-309 (2009).
  8. Ivey, K. N., et al. MicroRNA regulation of cell lineages in mouse and human embryonic stem cells. Cell stem cell. 2, 219-229 (2008).
  9. Houbaviy, H. B., Murray, M. F., Sharp, P. A. Embryonic stem cell-specific MicroRNAs. Developmental cell. 5, 351-358 (2003).
  10. Kasper, D. M., et al. MicroRNAs Establish Uniform Traits during the Architecture of Vertebrate Embryos. Developmental cell. 40, 552-565 (2017).
  11. Liu, N., Olson, E. N. MicroRNA regulatory networks in cardiovascular development. Developmental cell. 18, 510-525 (2010).
  12. Xiao, C., Rajewsky, K. MicroRNA control in the immune system: basic principles. Cell. 136, 26-36 (2009).
  13. Hartig, S. M., Hamilton, M. P., Bader, D. A., McGuire, S. E. The miRNA Interactome in Metabolic Homeostasis. Trends in endocrinology and metabolism: TEM. 26, 733-745 (2015).
  14. Ying, W., et al. Adipose Tissue Macrophage-Derived Exosomal miRNAs Can Modulate In Vivo and In Vitro Insulin Sensitivity. Cell. 171, 372-384 (2017).
  15. Perkins, D. O., et al. microRNA expression in the prefrontal cortex of individuals with schizophrenia and schizoaffective disorder. Genome biology. 8, R27 (2007).
  16. Miller, B. H., et al. MicroRNA-132 dysregulation in schizophrenia has implications for both neurodevelopment and adult brain function. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109, 3125-3130 (2012).
  17. Xu, B., Hsu, P. K., Stark, K. L., Karayiorgou, M., Gogos, J. A. Derepression of a neuronal inhibitor due to miRNA dysregulation in a schizophrenia-related microdeletion. Cell. 152, 262-275 (2013).
  18. Hu, Y., Ehli, E. A., Boomsma, D. I. MicroRNAs as biomarkers for psychiatric disorders with a focus on autism spectrum disorder: Current progress in genetic association studies, expression profiling, and translational research. Autism research : official journal of the International Society for Autism Research. 10, 1184-1203 (2017).
  19. Wu, Y. E., Parikshak, N. N., Belgard, T. G., Geschwind, D. H. Genome-wide, integrative analysis implicates microRNA dysregulation in autism spectrum disorder. Nature neuroscience. 19, 1463-1476 (2016).
  20. Ikeda, S., et al. Altered microRNA expression in human heart disease. Physiological genomics. 31, 367-373 (2007).
  21. Mann, M., et al. An NF-kappaB-microRNA regulatory network tunes macrophage inflammatory responses. Nature Communications. 8, 851 (2017).
  22. O’Connell, R. M., et al. MicroRNA-155 promotes autoimmune inflammation by enhancing inflammatory T cell development. Immunity. 33, 607-619 (2010).
  23. Chan, E., Prado, D. E., Weidhaas, J. B. Cancer microRNAs: from subtype profiling to predictors of response to therapy. Trends in Molecular Medicine. 17, 235-243 (2011).
  24. He, L., et al. A microRNA component of the p53 tumour suppressor network. Nature. 447, 1130-1134 (2007).
  25. Kloosterman, W. P., Plasterk, R. H. The diverse functions of microRNAs in animal development and disease. Developmental cell. 11, 441-450 (2006).
  26. Li, N., et al. miR-182 Modulates Myocardial Hypertrophic Response Induced by Angiogenesis in Heart. Science Reports. 6, 21228 (2016).
  27. Meerson, F. Z. Compensatory hyperfunction of the heart and cardiac insufficiency. Circulation Research. 10, 250-258 (1962).
  28. Tardiff, J. C. Cardiac hypertrophy: stressing out the heart. Journal of Clinical Investigation. 116, 1467-1470 (2006).
  29. Burchfield, J. S., Xie, M., Hill, J. A. Pathological ventricular remodeling: mechanisms: part 1 of 2. Circulation. 128, 388-400 (2013).
  30. Benjamin, E. J., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2017 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 135, e146-e603 (2017).
  31. Pena, J. T., et al. miRNA in situ hybridization in formaldehyde and EDC-fixed tissues. Nature Methods. 6, 139-141 (2009).

Tags

MiRNAIn Situ HybridizationProtein DetectionRehydrationProteinase KFixationHybridizationProbeOptimization
check_url/fr/57920?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citer Cet Article
Memi, F., Tirziu, D., Papangeli, I. Tissue-specific miRNA Expression Profiling in Mouse Heart Sections Using In Situ Hybridization. J. Vis. Exp. (139), e57920, doi:10.3791/57920 (2018).
Télécharger la Citation
Réimpressions et Autorisations

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image