Summary

Une procédure pour la cryosection du ganglion de la racine dorsale de la souris

Published: June 09, 2023
doi:

Summary

Nous présentons ici le développement permettant d’acquérir systématiquement des coupes de cryostat ganglionnaire de racine dorsale de haute qualité.

Abstract

Des coupes de cryostat de ganglion de la racine dorsale (DRG) de souris de haute qualité sont cruciales pour une coloration immunochimique appropriée et des études RNAscopique dans la recherche de douleurs inflammatoires et neuropathiques, de démangeaisons, ainsi que d’autres affections neurologiques périphériques. Cependant, il reste difficile d’obtenir systématiquement des coupes de cryostat de haute qualité, intactes et plates sur des lames de verre en raison de la petite taille de l’échantillon du tissu DRG. Jusqu’à présent, il n’existe pas d’article décrivant un protocole optimal pour la cryosection DRG. Ce protocole présente une méthode étape par étape pour résoudre les difficultés fréquemment rencontrées associées à la cryosection DRG. L’article présenté explique comment retirer le liquide environnant des échantillons de tissus DRG, placer les sections DRG sur la lame orientées dans la même orientation et aplatir les sections sur la lame de verre sans se courber. Bien que ce protocole ait été développé pour la cryosection des échantillons DRG, il peut être appliqué pour la cryosection de nombreux autres tissus avec une petite taille d’échantillon.

Introduction

Le ganglion de la racine dorsale (DRG) contient les neurones sensoriels primaires, les macrophages tissulaires et les cellules satellites qui entourent les neurones sensoriels primaires 1,2,3,4. Il s’agit d’une structure anatomique clé dans le traitement des signaux inoffensifs et nocifs, et joue un rôle essentiel dans la douleur, les démangeaisons et divers troubles des nerfs périphériques 5,6,7,8,9,10,11,12,13. Bien que plusieurs méthodes aient été mises au point pour disséquer le tissu DRG de la moelle épinière de souris14,15,16, la cryosection du tissu DRG reste difficile car le tissu DRG est assez petit et les sections cryostat des échantillons DRG ont tendance à se courber en rouleaux, ce qui rend difficile le transfert correct des sections du cryostat sur des lames de verre. Cependant, une cryosection correcte du tissu DRG est cruciale pour les études d’immunohistochimie et la structure des neurones sensoriels DRG 17,18,19,20,21,22,23. De plus, comme les résultats du séquençage de l’ARN unicellulaire ont révélé l’hétérogénéité remarquable des neurones sensoriels DRG chez l’homme24 et la souris25, une cryosection appropriée du tissu DRG est essentielle pour étudier le rôle fonctionnel de différentes cellules DRG dans diverses conditions physiologiques et pathologiques.

Bien que la technique d’élimination des tissus ait été appliquée pour étudier la reconstruction 3D du DRG26 en tant que technique alternative de cryosection du DRG, la technique d’élimination des tissus prend du temps et de la main-d’œuvre. En comparaison, la cryosection du DRG est rapide et relativement facile à réaliser, et reste donc une technique clé pour l’immunohistochimie et l’étude de la structure du DRG et d’autres régions du système nerveux central. Cependant, l’obtention de coupes de cryostat de haute qualité, intactes et plates sur des lames de verre reste un défi dans la recherche en neurosciences en raison de la petite taille de l’échantillon de tissus, comme le DRG et certaines régions du cerveau, et il n’y a pas d’article décrivant le protocole optimal à ce stade pour la cryosection d’échantillons de tissus de petite taille, tels que les DRG de souris.

Ce protocole fournit une technique simple, étape par étape, pour la section cryostatique du DRG de souris afin d’obtenir de manière fiable autant de sections DRG de haute qualité sur les lames pour les études DRG ultérieures. Bien qu’elle soit spécialement conçue pour la cryosection d’échantillons DRG, cette technique peut potentiellement être utilisée pour cryosectionner divers autres tissus avec une petite taille d’échantillon.

Protocol

Pour la présente étude, les expériences sur les animaux ont été approuvées par le comité institutionnel de protection et d’utilisation des animaux de l’UCSF et ont été menées conformément au guide des NIH pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire. Des souris mâles et femelles C57BL/6 adultes, âgées de 8 à 12 semaines (élevées en interne) ont été utilisées ici. 1. Préparation de l’échantillon DRG Anesthésier les souris ave…

Representative Results

La présente étude a recueilli environ 16 coupes de DRG continues et de haute qualité à partir d’un DRG L4 de souris. Les sections obtenues étaient sans aucune distorsion. La figure 1 illustre la procédure étape par étape pour la cryosection. L’élimination de l’excès de liquide des coupes de tissu est illustrée à la figure 2. Le processus d’intégration des tissus dans le cadre de l’OCT est mis en évidence à la figure …

Discussion

Ce protocole fournit une procédure simple, étape par étape, pour la section cryostatique du DRG de souris afin d’obtenir des sections DRG de haute qualité sur des lames de manière fiable. Il y a quatre étapes critiques dans ce protocole. Tout d’abord, l’échantillon DRG et la pince à épiler doivent être secs avant de placer l’échantillon DRG sur l’OCT de base. Tout liquide entourant l’échantillon DRG formera une coquille de glace autour de celui-ci, ce qui entraînera la séparation des sections DR…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Aucun.

Materials

Avertin Sigma-Aldrich T48402-25G Anesthetize animal
Epredia Cryotome Cryostat Cryocassettes, 25 mm dia. Crosshatched Fisherbrand 1910 Hold the OCT section at the bottom 
Ergo Tweezers Fisherbrand S95310 Using the end of a tweezer to gently touch the bottom (6 o’clock) of the section so that it sticks to the platform surface to prevent the section from curving back in a roll 
Fisherbrand Superfrost Plus Microscope Slides Fisherbrand 1255015 To collect the DRG section 
Marking pens Fisherbrand 133794  Mark the orientation of base OCT
Scigen Tissue-Plus O.C.T. Compound Fisherbrand  23730571 Embedding medium for frozen tissue specimens to ensure optimal cutting temperature (O.C.T.).

References

  1. Guan, Z., et al. Injured sensory neuron-derived CSF1 induces microglial proliferation and DAP12-dependent pain. Nature Neuroscience. 19 (1), 94-101 (2016).
  2. Yu, X., et al. Dorsal root ganglion macrophages contribute to both the initiation and persistence of neuropathic pain. Nature Communications. 11 (1), 264 (2020).
  3. Costa, F. A. L., Moreira Neto, F. L. Satellite glial cells in sensory ganglia: its role in pain. Brazilian Journal of Anesthesiology. 65 (1), 73-81 (2015).
  4. Noguri, T., Hatakeyama, D., Kitahashi, T., Oka, K., Ito, E. Profile of dorsal root ganglion neurons: study of oxytocin expression. Molecular Brain. 15 (1), 44 (2022).
  5. Su, P. P., Zhang, L., He, L., Zhao, N., Guan, Z. The role of neuro-immune interactions in chronic pain: implications for clinical practice. Journal of Pain Research. 15, 2223-2248 (2022).
  6. Esposito, M. F., Malayil, R., Hanes, M., Deer, T. Unique characteristics of the dorsal root ganglion as a target for neuromodulation. Pain Medicine. 20, S23-S30 (2019).
  7. Chen, X. J., Sun, Y. G. Central circuit mechanisms of itch. Nature Communications. 11 (1), 3052 (2020).
  8. Guan, Z., Hellman, J., Schumacher, M. Contemporary views on inflammatory pain mechanisms: TRPing over innate and microglial pathways. F1000Research. , (2016).
  9. Boadas-Vaello, P., et al. Neuroplasticity of ascending and descending pathways after somatosensory system injury: reviewing knowledge to identify neuropathic pain therapeutic targets. Spinal Cord. 54 (5), 330-340 (2016).
  10. Guha, D., Shamji, M. F. The dorsal root ganglion in the pathogenesis of chronic neuropathic pain. Neurosurgery. 63, 118-126 (2016).
  11. Shorrock, H. K., et al. UBA1/GARS-dependent pathways drive sensory-motor connectivity defects in spinal muscular atrophy. Brain. 141 (10), 2878-2894 (2018).
  12. Sleigh, J. N., et al. Trk receptor signaling and sensory neuron fate are perturbed in human neuropathy caused by Gars mutations. Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (16), E3324-E3333 (2017).
  13. Rubio, M. A., Herrando-Grabulosa, M., Gaja-Capdevila, N., Vilches, J. J., Navarro, X. Characterization of somatosensory neuron involvement in the SOD1(G93A) mouse model. Scientific Reports. 12 (1), 7600 (2022).
  14. Sleigh, J. N., West, S. J., Schiavo, G. A video protocol for rapid dissection of mouse dorsal root ganglia from defined spinal levels. BMC Research Notes. 13 (1), 302 (2020).
  15. Sleigh, J. N., Weir, G. A., Schiavo, G. A simple, step-by-step dissection protocol for the rapid isolation of mouse dorsal root ganglia. BMC Research Notes. 9, 82 (2016).
  16. Perner, C., Sokol, C. L. Protocol for dissection and culture of murine dorsal root ganglia neurons to study neuropeptide release. STAR Protocols. 2 (1), 100333 (2021).
  17. Haberberger, R. V., Barry, C., Matusica, D. Immortalized dorsal root ganglion neuron cell lines. Frontiers in Cellular Neuroscience. 14, 184 (2020).
  18. Pokhilko, A., Nash, A., Cader, M. Z. Common transcriptional signatures of neuropathic pain. Pain. 161 (7), 1542-1554 (2020).
  19. Martin, S. L., Reid, A. J., Verkhratsky, A., Magnaghi, V., Faroni, A. Gene expression changes in dorsal root ganglia following peripheral nerve injury: roles in inflammation, cell death and nociception. Neural Regeneration Research. 14 (6), 939-947 (2019).
  20. Miller, R. J., Jung, H., Bhangoo, S. K., White, F. A. Cytokine and chemokine regulation of sensory neuron function. Handbook of Experimental Pharmacology. (194), 417-449 (2009).
  21. Neto, E., et al. Axonal outgrowth, neuropeptides expression and receptors tyrosine kinase phosphorylation in 3D organotypic cultures of adult dorsal root ganglia. PLoS One. 12 (7), e0181612 (2017).
  22. Nascimento, A. I., Mar, F. M., Sousa, M. M. The intriguing nature of dorsal root ganglion neurons: Linking structure with polarity and function. Progress in Neurobiolology. 168, 86-103 (2018).
  23. Middleton, S. J., Perez-Sanchez, J., Dawes, J. M. The structure of sensory afferent compartments in health and disease. Journal of Anatomy. 241 (5), 1186-1210 (2022).
  24. Nguyen, M. Q., von Buchholtz, L. J., Reker, A. N., Ryba, N. J., Davidson, S. Single-nucleus transcriptomic analysis of human dorsal root ganglion neurons. eLife. 10, e71752 (2021).
  25. Usoskin, D., et al. Unbiased classification of sensory neuron types by large-scale single-cell RNA sequencing. Nature Neuroscience. 18 (1), 145-153 (2015).
  26. Hunt, M. A., et al. DRGquant: A new modular AI-based pipeline for 3D analysis of the DRG. Journal of Neuroscience Methods. 371, 109497 (2022).
check_url/fr/65232?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
He, L., Zhao, W., Zhang, L., Ilango, M., Zhao, N., Yang, L., Guan, Z. A Procedure for Mouse Dorsal Root Ganglion Cryosectioning. J. Vis. Exp. (196), e65232, doi:10.3791/65232 (2023).

View Video