면역 형광 검사를 사용 하 여 마우스 뇌의 시 냅 스 단백질의 다른 유형의 분포를 측정
Summary
여기, 우리 면역 형광 염색 법을 사용 하 여 마커 단백질, confocal 현미경 검사 법 및 컴퓨터 기반 분석 시 냅 스 단백질의 분포를 결정 하는 양적 접근 방식을 설명 합니다.
Abstract
존재, 결핍, 또는 특정 시 냅 스 단백질의 수준을 심각 하 게 시 냅 스 전송을 좌우할 수 있다. Elucidating 단백질의 기능, 뿐만 아니라 또한 그것의 배급을 결정에 필수적입니다. 여기, 우리는 면역 형광 검사, confocal 현미경 검사 법, 및 시 냅 스 단백질 발동기 (TPRGL 또는 SVAP30 라고도 함)의 분포를 확인 하기 위해 컴퓨터 기반 분석 프로토콜을 설명 합니다. 우리는 따라서 발동기의 분포 synaptic vesicles의 풍부에 상대적인 양적 방식 결정 시 냅 스 소포 단백질 synaptophysin의 발동기의 분포를 비교 합니다. 특히,이 방법은 잠재적으로 다른 연구를 통해 또는 다른 항 체 또는 현미경을 사용 하 여 단백질의 분포의 비교 있도록 구현 수 있습니다. 우리의 방법은 절대 형광 수준 보다는 오히려 비율을 양보 하 여 immunofluorescent stainings의 고유의 가변성 circumvents. 또한, 우리가 설명 하는 방법 다른 수준에 단백질의 분포를 분석 하는 연구원을 가능: 전체 뇌 조각 한 두뇌 지역, 다른 레이어는 해 마의 또는 감각에서 오는 다른 아구에 뇌 영역에서 외피가입니다. 움직이는 시 냅 스 소포와 연결 되는 척추 관련 단백질 이다. 이 방법으로 우리는 발동기입니다 heterogeneously 뇌 영역, 상부 복 부 마, septal 핵에는 편도 해 마의 다른 레이어 같은 단일 뇌 영역 내에서 분산을 보여줍니다.
Introduction
뉴런 간의 통신 시 냅 스 라는 전문된 연락처 사이트에서 발생 합니다. 시 냅 스 통합 하는 시 냅 스 전송 하는 다른 단백질의 무수를 포함 합니다. 그 단백질의 일부는 신경 시스템을 통해 다른 유형의 분포를 표시 하 고 모든 시 냅 스1에 존재 하지 않습니다. 이러한 단백질에 대 한 한 예로 시 냅 스 소포 프라이 밍 과정에 포함 되는 Munc13 이다. heterogeneously 뇌2전체 분포, Munc13의 다른 isoforms 그리고 존재 또는 부재 특정 isoforms의 영향을 미칠 수 단기 시 냅 스가 소성 및 시 냅 스 소포 역학3, 4 , 5. 따라서 뇌 분야에 걸쳐 다른 시 냅 스 단백질의 존재를 식별할 수에 중요 한 중요성의 이다.
-지금까지-시 냅 스 단백질의 정량화에 대 한 선택의 메서드는 질량 분석 및 서 부 럽, 보다는 오히려 immunohistochemistry6,7,,89. 경우에 따라 여러 가지 방법은 모두 수량과 특정 단백질 (즉, 빌헬름 외 의 지역화를 평가 하기 위해 서로 보완 하 되 10). 여기 설명 하는 방법 지역화 하 고 정량화 없이 단순히 채용 immunofluorescent stainings 어떤 생 화 확 적인 방법을 사용 하 여 관심사의 단백질의 수 있습니다. 또 다른 장점은 여기은 훨씬 작은 지역에는 정량화를 할 수 있습니다, 따라서, 그 보다 더 구체적인 다른 방법으로 달성. 그러나, 하나의 신뢰할 수 있는 레퍼런스 단백질 관심사의 단백질의 분포를 평가 하는 데 필요한은 고려 하고있다.
Immunohistochemistry 여 형광 얼룩 다른 신경 구획 내에서 뿐만 아니라 뇌 영역에 걸쳐 정기적으로 단백질의 지역화를 식별할 수 있습니다. 다른 구획을 식별 하기 위해 특정 마커 사용 됩니다. 일반적으로, synapsin 및 synaptophysin11 에 대하여 항 체 바 순에 대 한 항 체는 연 접 터미널12의 활성 영역 레이블을 동안 시 냅 스 소포 라벨을 사용할 수 있습니다. 기공을 전송기, 기공을 조미료 전송기 (vGluT) 또는 기공을 GABA 운송업 자 (vGAT), 같은 라벨을 흥분 성의13 및 금지14 연 접 맨끝 각각 사용 됩니다. Postsynaptic 측면에서 호머 단백질에 대 한 항 체 postsynaptic 터미널과 postsynaptic 밀도 단백질 95 (PSD95)15,,1617 또는 gephyrin18 에 대 한 항 체를 채택 될 수 있다 , 19 , 20 흥분 성의 또는 금지 postsynaptic 단말기를 각각 레이블을 수 있습니다. 관심 및 위에서 설명한 것과 같은 표시자의 단백질에 대하여 항 체를 사용 하 여 하나 이러한 단백질의 지 방화를 결정할 수 있습니다. 날짜에 많은 연구 질적 방법21에이 일을. 그러나, 특정 시 냅 스 단백질의 차등 분배를 안정적으로 결정 하려면 하나 결정 해야 합니다 하지만 그것의 존재 또는 부재 뿐만 아니라 그것의 상대 농도. 시 냅 스의 밀도 크기의이 시 냅 스 마커 및 관심사의 단백질 간의 비율을 설정 하는 것이 중요 합니다. 그렇지 않으면, 해 마의 비 피라미드 층 및 소 뇌의 분자 층 등 냅 풍부한 지역 시 냅 스 단백질, 시 냅 스의 높은 밀도 인해만 하지만 그 단백질의 강한 존재 때문에의 높은 밀도 표시 됩니다. (예를 들어, Wallrafen 및 Dresbach1) 각 시 냅 스. 신경 소마 (예를 들어, TGN3822)에 단백질이 hippocampal 피라미드 셀 레이어 또는 hippocampal 또는 소 뇌과 립 세포 층 신경 셀 시체의 높은 농도 때문에 강한 존재를 보여줄 것 이다 일반적으로 다른 한편으로, 에 그 지역. 따라서,이 비 균질 유통 구조,이 경우 synapses, 자체는 관심사의 단백질의 분포의 잘못 된 추정으로 이어질 수 있습니다. 또한, 샘플 immunohistochemical stainings에 걸쳐 휘도 얼룩에 본질적인 변화가입니다. 여기에 설명 된 프로토콜 고려이 고 immunohistochemical 방법에서 발생 하는 다른 주의 사항으로 그런 편견을 피 한다.
우리 16 서로 다른 뇌 영역1에 걸쳐 발동기 (TPRGL23 또는 SVAP3024라고도 함)의 차동 식을 설명 하기 위해이 메서드를 사용 해야, 우리의 최근 연구. 움직이는 척추 관련 시 냅 스 단백질 시 냅 스 소포에 협회에서 찾을 수 있습니다 및 영향 신경 전달 물질 방출25,,2627이다. 우리 시 냅 스 소포 참조 표식으로 synaptophysin에 대 한 얼룩에 의해 시 냅 스 소포의 풍요에 발동기 식을 관련 있다. 우리는 특히 septal 핵, 복 부 마와 편도 체에 발동기의 높은 수준을 발견. 해 마, 내 우리 레이어 내부 hippocampal 계산와 입력 및 출력 계층의 낮은 수준에서에서 높은 수준으로 발동기의 다른 유형의 분포를 발견.
Protocol
Representative Results
Discussion
메서드는 알려진된 분포와 마커 단백질의 풍부에 상대적인 관심사의 단백질의 분포를 측정 하는 겨냥 여기 제시. 면역 형광 염색 얼룩 다른 조각 사이 농도의 높은 다양성을 표시할 수 있습니다. 정량화 방법은 여기에 설명 된 북반구 전체 평균에 관심사의 단백질의 비율을 결정 하 여이 문제를 circumvents. 따라서, 분할 영역에 걸쳐 서로 다른 착 색 농도가 밖으로 취소 하 고 정량에 대 한 허용.
<…Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 우수한 기술 지원 Irmgard와 이즈를 감사합니다. 저자는 헤르메스 Pofantis / Andoniya Petkova 지원을 인정합니다. 저자는 또한 유럽 신경 과학 연구소의 LSM800 및 기술 지원, 특히 박사 Nils Halbsgut에 의해 사용에 대 한 감사합니다. 이 작품은 대학 의료 센터 괴팅겐에 의해 투자 되었다. JSV 인정 나노 현미경과 분자 생리학의 두뇌 (CNMPB)를 위한 센터에 의해 지원 합니다.
Materials
| 1.5 mL reaction tubes | Eppendorf | 30120094 | |
| 50 mL reaction tubes | Greiner Bio-One | 227261 | |
| multiwell 24 well | Fisher Scientific | 087721H | |
| plastic pipette (disposable) | Sarstedt | 861,176 | |
| 1000 mL pipette | Rainin | 17014382 | |
| 2 ml pipette | Eppendorf | 3123000012 | |
| Vortex Genius 3 | IKA | 3340001 | |
| Menzel microscope slides | Fisher Scientific | 10144633CF | |
| Stereoscope | Leica | ||
| LSM800 | Zeiss | Confocal microscope | |
| freezing microtome | Leica | ||
| PBS (10X) | Roche | 11666789001 | |
| PFA | Sigma | P6148-1kg | |
| NaCl | BioFroxx | 1394KG001 | |
| sucrose | neoFroxx | 1104KG001 | |
| Tissue Tek | Sakura | 4583 | OCT |
| Na2HPO4 | BioFroxx | 5155KG001 | |
| NaH2PO4 | Merck | 1,063,460,500 | |
| normal goat serum | Merck Millipore | S26-100ML | |
| normal donkey serum | Merck | S30-100ML | |
| Triton X-100 | Merck | 1,086,031,000 | |
| rabbit anti-Mover | Synaptic Systems | RRID: AB_10804285 | |
| guinea pig anti-Synaptophysin | Synaptic Systems | RRID: AB_1210382 | |
| donkey anti-rabbit AF647 | Jackson ImmunoResearch | RRID: AB_2492288 | |
| goat anti-mouse AF488 | Jackson ImmunoResearch | RRID: AB_2337438 | |
| Mowiol4-88 | Calbiochem | 475904 | |
| ZEN2 blue software | Zeiss | Microscopy software | |
| FIJI | ImageJ | Analysis software | |
| Microsoft Excel | Microsoft | ||
Riferimenti
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