마이 오신 중쇄 면역를 사용하여 쥐의 근육 크로스 섹션에서 근육 섬유 인구 분석을위한 신속한 자동화 프로토콜
Summary
여기에서는 개선 된 염색 품질함으로써 자동 취득하고 자유롭게 사용할 수있는 소프트웨어를 사용 ImageJ에 섬유 집단의 정량화를 허용 빠른 근섬유 분석을위한 프로토콜을 제시한다.
Abstract
근육 섬유 인구의 정량화 질환, 외상 및 골격 근육의 구성에 다양한 영향의 효과에 대한 깊은 통찰력을 제공합니다. 다양한 시간이 많이 걸리는 방법은 전통적으로 연구의 많은 분야에서 섬유 인구를 연구하는 데 사용되었다. 그러나, 최근에 하나의 섹션에서 여러 섬유 종류를 식별하기 위해 빠른 대안을 제공 마이 오신 중쇄 단백질 발현에 따라 면역 조직 화학적 방법을 개발했다. 여기, 우리는 전체 크로스 섹션과 ImageJ에와 섬유 인구의 자동 정량을 자동으로 얻을 수 있도록 개선 염색 품질에 대한 신속하고 안정적이고 재현 가능한 프로토콜을 제시한다. 이를 위해, 임베디드 골격 근육 세포 핵 염색을위한 이차 형광 항체 및 DAPI와 미오신 중쇄 항체를 사용하여 염색 단면으로 절단된다. 전체 단면은 고해상도의 복합체를 획득하기 위하여 슬라이드 스캐너를 사용하여 자동으로 스캔전체 표본의 사진. 섬유 인구 분석은 이후 ImageJ에 대한 자동화 된 매크로를 사용, 느린 중간 빠른 섬유를 정량화하기 위해 수행된다. 우리는 이전에이 방법은 ± 4 % 정도에 안정적으로 섬유 인구를 식별 할 수있는 것으로 나타났습니다. 또한,이 방법은 사용자 간 변동과 크게 오픈 소스 ImageJ에 플랫폼을 사용하여 분석 당 시간을 감소시킨다.
Introduction
골격근 조성물은 노화 1, 2, 운동 3, 4, 5, 6, 7, 또는 질병 8, 9, 10 또는 11 같은 외상 병태 생리적 과정 과정에서 큰 변화를 겪는다. 따라서, 이러한 프로세스의 구조적 효과에 대한 연구 집중의 여러 분야는 기능 변화를 이해합니다. 근육의 기능을 결정하는 핵심 요소 중 하나는 근섬유의 조성물이다. 근섬유 다른 마이 오신 중쇄 (MHC) 단백질을 발현시켜, 13, 중간 느린 또는 빠른 섬유 (7), (12)로 구분 </sup > 14, 15, 16, 17. 생리 학적, 근육은 몸에 그 기능에 따라 다른 근육 섬유의 조성이있다. 근섬유 입력을 사용하여, 섬유 집단은 17 생리 학적 또는 병태 생리 학적 과정 7 적응력을 식별하기 위해 정량화 될 수있다. 역사적으로, 시간이 많이 소요되는 다수의 방법은 근육 섬유 유형을 구별하기 위해 적용되어왔다. 이를 위해, 근육 섬유는 다양한 pH 값 또는 근육 효소 활성에 미오신의 ATPase의 반응성에 의해 어느 분류 하였다. 다른 섬유의 특성은 하나의 섹션에서 평가 될 수없는 것처럼, 여러 단면이 모든 근육 섬유를 확인하고 정량화 14, 16, 17 수동 있도록해야했습니다,= "외부 참조"> 18, 19, 20, 21, 22. 대조적으로, 최근 간행물 빠르게 한 단면에서 여러 종류의 섬유를 염색 미오신 중쇄 단백질에 대한 면역 조직 화학 (IHC)를 사용 하였다. 이 절차의 장점을 바탕으로, 지금은 근육 섬유 인구 분석 19, 23, 24의 황금 표준으로 간주됩니다. 개선 IHC 염색 프로토콜을 사용하여, 우리는 전체 근육의 단면 이후 자동 근육 섬유 정량의 완전 자동 인수는 오픈 소스 플랫폼 ImageJ에를 사용 가능한 것으로 보여 최근 수 있었다. 수동 정량에 비해, 우리의 방법은 4 % ~ ± 정확하면서 슬라이드 당 필요한 시간 (수동의 약 10 %를 분석)의 상당한 감소를 제공하는 25 </s>까지.
이 방법의 전반적인 목표는 오픈 소스 플랫폼을 사용하여 전체 쥐의 근육에서 자동 근육 섬유 정량에 신속하고 신뢰할 수있는, 사용자가 독립적 인 가이드를 설명하는 것입니다. 또한, 우리는 쥐 또는 인간의 근육과 같은 다른 시편의 사용을 허용 할 가능성이 수정 사항을 설명합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기, 우리가 공부하고 자동으로 시간을 효율적으로 면역 조직 화학 염색을 통해 쥐의 단면의 근육 섬유의 인구를 정량화하기 위해 광범위하게 접근 방법을 보여줍니다. 재현성을 위해, 우리는 단계의 설명과 본 연구에서 설명되지 않은 다른 종의 응용 프로그램에 대한 잠재적 인 수정하여 자세한 단계를 제시한다. 또한, 우리는 최적의 기능과 한계에 대한 절차의 장점, 전제 조건에 대해 설?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
본 연구는 크리스찬 도플러 연구 재단에 의해 지원되었다. 우리는 프로젝트 전반에 걸쳐 지원 비엔나, 오스트리아의 의과 대학의 핵심 시설 이미지에서 사빈 Rauscher에게 감사의 말씀을 전합니다. 차 항체는 NIH의 NICHD에 의해 만들어지고 아이오와, 생물학과, 아이오와 시티, 아이오와 대학에서 유지, 발달 연구 하이 브리 도마 은행에서 얻은, Schiaffino, S.에 의해 개발되었다.
Materials
| O.C.T compound | Tissue-Tek, Sakura, Netherlands | For embedding of muscle tissue | |
| Isopentane | for adequate freezing of muscle tissue | ||
| Superfrost Ultra Plus slides | Thermo Scientific, Germany | 1014356190 | adhesive slides |
| phosphate buffered saline | |||
| Triton X-100 | Thermo Scientific, Germany | 85112 | Detergent Soluation |
| Goat serum | Thermo Scientific, Germany | 50197Z | Goat Serum |
| DAKO Fluorescent Mounting Medium | Dako Denmark | S3023 | |
| Dako pen | Dako Denmark | S200230-2 | |
| TissueFAXSi plus | TissueGnostics, Vienna, Austria | ||
| Primary antibodies | |||
| MHC-I (Cat# BA-F8, RRID: AB_10572253) | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB, Iowa, USA) | Supernatant | |
| MHC-IIa (Cat# SC-71, RRID: AB_2147165) | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB, Iowa, USA) | Supernatant | |
| MHC-IIb (Cat# BF-F3, RRID: AB_2266724) | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB, Iowa, USA) | Supernatant | |
| Secondary antibodies | |||
| Alexa Fluor 633 Goat Anti-Mouse IgG2b | Thermo Scientific, Germany | A-21146 | |
| Alexa Fluor 488 Goat Anti-Mouse IgG1 (γ1) | Thermo Scientific, Germany | A-21121 | |
| Alexa Fluor 555 Goat Anti-Mouse IgM (µ chain), | Thermo Scientific, Germany | A-21426 | |
| NucBlue Fixed Cell ReadyProbes Reagent | Thermo Scientific, Germany | R37606 |
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