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Articolo metodologico

Post-embedding Etichettatura immuno di proteine ​​sinaptiche in Culture Slice ippocampali

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DOI:

10.3791/50273

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3 aprile 2013

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In questo articolo

Sommario

La localizzazione e la distribuzione delle proteine ​​forniscono informazioni importanti per la comprensione delle loro funzioni cellulari. La superiore risoluzione spaziale di microscopia elettronica (EM) può essere utilizzato per determinare la localizzazione subcellulare di un dato antigene immunoistochimica seguito. Per tessuti del sistema nervoso centrale (CNS), preservando l'integrità strutturale mentre antigenicità mantenendo è stato particolarmente difficile in studi EM. Qui, si adotta una procedura che è stata usata per conservare le strutture e gli antigeni del sistema nervoso centrale per studiare e caratterizzare le proteine ​​sinaptiche nel ratto CA1 dell'ippocampo neuroni piramidali.

Abstract

Microscopia Immunoelectron è un potente strumento per studiare molecole biologiche a livello subcellulare. Anticorpi accoppiati elettroni dense marcatori come oro colloidale può rivelare la localizzazione e la distribuzione di antigeni specifici in vari tessuti 1. Le due tecniche più utilizzate sono pre-embedding e post-embedding tecniche. In pre-embedding immuno-microscopia elettronica (EM) tecniche, il tessuto deve essere permeabilizzate per consentire la penetrazione di anticorpi prima di essere incorporato. Queste tecniche sono l'ideale per conservare le strutture, ma scarsa penetrazione dell'anticorpo (spesso solo i primi micrometri) è uno svantaggio notevole 2. I post-embedding metodi di etichettatura possibile evitare questo problema perché l'etichettatura avviene su sezioni di tessuti fissati in cui gli antigeni sono più facilmente accessibili. Nel corso degli anni, una serie di modifiche hanno migliorato le post-embedding metodi per migliorare e preservare immunoreattività ultrastruttura Fissazione dei tessuti è una parte cruciale di studi EM. Fissativi chimicamente reticolare le macromolecole per bloccare le strutture di tessuto in posizione. La scelta di fissativo influenza non solo la conservazione strutturale ma anche antigenicità e contrasto. Tetrossido di osmio (OsO 4), formaldeide e glutaraldeide sono stati i fissativi standard per decenni, anche per il sistema nervoso centrale (SNC), tessuti che sono particolarmente inclini a danni strutturali durante la lavorazione chimica e fisica. Purtroppo, OsO 4 è altamente reattivo e ha dimostrato di mascherare antigeni 6, con conseguente etichettatura povero e insufficiente. Approcci alternativi per evitare la fissazione chimica comprendono il congelamento dei tessuti. Ma queste tecniche sono difficili da eseguire e richiedono strumentazione costosa. Per risolvere alcuni di questi problemi e di migliorare tessuto del SNC etichettatura, Phend et al. sostituito OsO 4 con acetato di uranile (UA) e tannico acid (TA), e introdotto con successo ulteriori modifiche per migliorare la sensibilità della rilevazione dell'antigene e conservazione strutturale nel cervello e del midollo spinale 7. Abbiamo adottato questo osmio senza post-embedding metodo al tessuto del cervello di ratto e ottimizzato la tecnica immunogold etichettatura per rilevare e studiare le proteine ​​sinaptiche.

Vi presentiamo qui un metodo per determinare la localizzazione ultrastrutturale delle proteine ​​sinaptiche nel ratto CA1 dell'ippocampo neuroni piramidali. Usiamo organotipiche fettine di ippocampo in coltura. Queste fette mantenere la circuiteria trisynaptic dell'ippocampo, e quindi sono particolarmente utili per studiare la plasticità sinaptica, un meccanismo ampiamente pensato alla base dell'apprendimento e della memoria. Organotipiche fettine ippocampali di postnatali giorni 5 e 6 di topo / ratto cuccioli possono essere preparati come descritto in precedenza 8, e sono particolarmente utili per acutamente knockdown o esprimono molti proteine ​​esogene. Abbiamo già usato questo protocollo per characterize neurogranin (Ng), un neurone-specifica proteina con un ruolo critico nella regolazione della funzione sinaptica 8,9. Abbiamo anche usato per caratterizzare la localizzazione ultrastrutturale di calmodulina (CaM) e Ca 2 + / CaM-dipendente proteina chinasi II (CaMKII) 10. Come illustrato nei risultati, questo protocollo permette una buona conservazione ultrastrutturale delle spine dendritiche e l'etichettatura efficiente del Ng per caratterizzare la sua distribuzione nella colonna vertebrale 8. Inoltre, la procedura qui descritta può avere un'ampia applicabilità in studio molte altre proteine ​​coinvolte in funzioni neuronali.

Protocollo

1. Fissazione

Fissativi sono cancerogene, indossare guanti e gestire i fissativi in ​​una cappa aspirante. Se non diversamente specificato, tutte le incubazioni sono effettuate su tutte le soluzioni ghiaccio e deve essere filtrata prima dell'uso. Utilizzare microscopia elettronica di grado reagenti.

Giorno 1

  1. Dopo condizioni sperimentali (ad esempio iniezione virale, trattamento farmacologico), posizionare la membrana con organotipiche fettine di ippocampo in un 60 x 15 millimetri capsula di Petri in polistirolo contenente ghiacciata 0.1 M tampone fosfato (tampone fosfa....

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Risultati

La Figura 2B mostra un esempio di distribuzione di molecole endogene Ng in spine dendritiche dei neuroni dell'ippocampo CA1 piramidale. Griglie nichel con ultrasottili (60 nm) tessuti contenenti regione CA1 dell'ippocampo (come visto in Figura 2A) sono stati coperti in 1% T / PB, 50 mM glicina, poi bloccate con BSA 2,5% e 2,5% di siero prima dell'incubazione con anticorpi anti Ng-anticorpo. Dopo lavaggio con T / PB, griglie sono state poi coperto in anti-coniglio anticorpo s.......

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Discussione

In questo protocollo, abbiamo adottato il metodo Phend e Weinberg per il cervello e del midollo spinale per studiare spine dendritiche nelle culture fetta dell'ippocampo di ratto. Spine dendritiche in ippocampo CA3-CA1 zona sono strutture delicate che contengono una grande varietà di proteine ​​che svolgono un ruolo importante nel regolare le funzioni neuronali. Il metodo proposto fornisce un approccio equilibrato per raggiungere antigenicità maggiore pur mantenendo una buona conservazione ultrastrutturale (.......

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Dichiarazioni

Non abbiamo nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Gli autori desiderano ringraziare Matteo Firenze per la preparazione delle culture fetta dell'ippocampo. Questo lavoro è stato sostenuto dalle concessioni dal National Institute on Aging e Associazione Alzheimer di NZG.

....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Piastra di Petri in polistirene 60 x 15 mmFalcon351007
Bisturi monousoEXELINT29552
Inserti per colture cellulariMilliporePICM03050
10 nm Oro capra-anti-coniglioMicroscopia elettronica Scienze25108
Anticorpo anti-neurograninaMilliporeAB5620
100% Acido picricoMicroscopia elettronica Scienze19550
96% ParaformaldeideAcros OrganicsAC41678-0030
25% Glutaraldeide (grado EM)SigmaG5882
Acetato di uranileMicroscopia elettronica Scienze22400
p-FenilendiamminaSigmaP6001
Clorurodi platino (IV)Sigma379840
Acido tannico Microscopiaelettronica Scienze21710

Riferimenti

  1. Faulk, W. P., Taylor, G. M. An immunocolloid method for the electron microscope. Immunochemistry. 8, 1081-1083 (1971).
  2. Stirling, J. W. Immuno- and affinity probes for electron microscopy: a review of labeling and preparation techniques. J. His....

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Ristampe e permessi

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