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Article de méthode

Coloration tridimensionnelle des reins entiers avec CUBIC

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DOI :

10.3791/63986

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18 juillet 2022

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Dans cet article

Résumé

Le présent protocole décrit une méthode de nettoyage tissulaire et une coloration immunofluorescente à montage entier pour l’imagerie rénale tridimensionnelle (3D). Cette technique peut offrir des perspectives macroscopiques en pathologie rénale, conduisant à de nouvelles découvertes biologiques.

Résumé

Bien que la pathologie conventionnelle fournisse de nombreuses informations sur la microstructure rénale, il était difficile de connaître la structure précise des vaisseaux sanguins, des tubules proximaux, des canaux collecteurs, des glomérules et des nerfs sympathiques dans le rein en raison du manque d’informations tridimensionnelles (3D). La compensation optique est une bonne stratégie pour surmonter ce gros obstacle. Plusieurs cellules d’un organe entier peuvent être analysées à une résolution unicellulaire en combinant la clairance tissulaire et la technique d’imagerie 3D. Cependant, les méthodes de marquage cellulaire pour l’imagerie des organes entiers restent sous-développées. En particulier, la coloration des organes entiers est difficile en raison de la difficulté de pénétration des anticorps. Le présent protocole a développé une coloration rénale de souris à montage entier pour l’imagerie 3D avec la méthode de nettoyage tissulaire CUBIC (Clear, Unobstructed Brain/Body Imaging Cocktails and Computational analysis). Le protocole a permis de visualiser la dénervation sympathique rénale après une lésion d’ischémie-reperfusion et une glomérulomégalie au stade précoce de la maladie rénale diabétique d’un point de vue global. Ainsi, cette technique peut mener à de nouvelles découvertes dans la recherche rénale en fournissant une perspective macroscopique.

Introduction

Le rein est composé de diverses populations cellulaires. Bien que la pathologie conventionnelle nous donne beaucoup d’informations sur le microenvironnement rénal, l’imagerie tridimensionnelle (3D) est nécessaire pour comprendre précisément la diaphonie intercellulaire au cours de la progression de la maladie rénale. Dans le passé, un grand nombre de coupes en série et de reconstruction d’images devaient être effectuées pour l’imagerie 3D de l’organe entier1. Cependant, cette méthode nécessitait trop d’efforts et présentait des problèmes en termes de reproductibilité.

Le défrichage optique est une bonne stratégie pou....

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Protocole

Toutes les expériences ont été approuvées par le comité d’examen institutionnel de l’Université de Tokyo. Toutes les procédures animales ont été effectuées conformément aux directives des National Institutes of Health. Des souris C57BL/6NJcl mâles, âgées de 8 semaines, ont été utilisées pour la présente étude. Les souris ont été obtenues de sources commerciales (voir le tableau des matériaux).

1. Préparation animale et fixation rénale

  1. Effectuez la fixation de perfusion en suivant les étapes ci-dessous.
    1. Anesthésier la souris par inhalation d’isoflurane (3 %, 2,0 L/min) et administration intr....

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Résultats

En utilisant cette méthode de coloration, les nerfs sympathiques [anticorps anti-tyrosine hydroxylase (TH)] et les artères [anticorps anti-actine α-muscle lisse (αSMA)] dans un rein entier (Figure 4A, B et Vidéo 1) ont été visualisés9. Des nerfs sympathiques rénaux anormaux ont également été visualisés après une lésion d’ischémie/reperfusion (IRI)9,10 (fig.......

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Discussion

Le protocole actuel a permis l’imagerie 3D du rein entier de diverses structures telles que les nerfs sympathiques, les canaux collecteurs, les artères, les tubules proximaux et les glomérules 9,10,11. Cette méthode de coloration offrait une observation macroscopique et conduisait à de nouvelles découvertes biologiques, en visualisant l’altération des nerfs sympathiques rénaux après une lésion d’ischémie-.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Une partie de ce travail a été menée en collaboration avec le professeur Hiroki R. Ueda (Université de Tokyo), le professeur Etsuo A. Susaki (Université Juntendo), le professeur Tetsuhiro Tanaka (Université de Tohoku), le professeur Masafumi Fukagawa, le Dr Takehiko Wada et le Dr Hirotaka Komaba (Université de Tokai).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
14 mL Round Bottom High Clarity PP ÉprouvetteFalcon352059Nettoyage des tissus, coloration, lavage
2,3-diméthyl-1-phényl-5-pyrazolone/antipyrineTokyo Chemical IndustryD1876CUBIC-R+
37 %-Formaldéhyde SolutionNacalai Tesque16223-55Post-fixation
 %-Paraformaldéhyde Phosphate Buffer SolutionNacalai Tesque09154-85Fixation rénale
Alexa Flour 555-conjugué âne Anticorps IgG anti-moutonInvitrogenA-21436Anticorps secondaire (1:100)
Alexa Flour 647-conjugué âne anti-lapin IgGInvitrogenA-31573Anticorps secondaire (1:200)
Anticorps anti-aquaporine 2 (AQP2)Abcamab199975Anticorps primaire (1:100)
Anticorps anti-podocineSigma-AldrichP0372Anticorps primaire (1:100)
Anticorps anti-cotransporteur de glucose sodique 2 (SGLT2)Abcamab85626Anticorps primaire (1:100)
Anticorps anti-tyrosine hydroxylase (TH)Abcamab113Anticorps primaire (1:100)
Anticorps anti-&alpha ;-smooth muscle actin (&alpha ;-SMA) AnticorpsAbcamab5694Anticorps primaire (1:200)
Caséine bloquante dans PBSThermo Fisher Scientific37528Tampon de coloration
Butorphanol TartrateMeiji005526Anesthésique
C57BL/6NJclNippon Bio-Supp.CenterN/ASouche de souris
ImarisBitplaneN/ALogiciel d’analyse d’imagerie
Microscope macro-zoomOLYMPUSMVX10L’unité d’observation du microscope sur mesure
Chlorhydrate de médétomidineKyoritsu-Seiyaku008656Anesthésique
MidazolamSANDOZ27803229Anesthésique
Huile minéraleSigma-AldrichM8410Huile d’immersion
N-buthyldiéthanolamineTokyo Industrie chimiqueB0725CUBIC-L, CUBIC-R+
NicotinamideTokyo Industrie chimiqueN0078CUBIC-R+
Polyéthylène glycol mono-p-isooctylphényléther / Triton X-100Nacalai Tesque12967-45CUBIC-L, PBST
Huile de silicium HIVAC-F4Shin-Etsu Huilechimique 50449832immersion
Azoture de sodiumWako195-11092Tampon de coloration
4

Références

  1. Velez-Fort, M., et al. The stimulus selectivity and connectivity of layer six principal cells reveals cortical microcircuits underlying visual processing. Neuron. 83 (6), 1431-1443 (2014).
  2. Susaki, E. A., et al.

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Réimpressions et autorisations

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