Summary

A High Throughput In situ Método de hibridização para caracterizar padrões de expressão de mRNA no Rato Fetal Trato urogenital inferior

Published: August 19, 2011
doi:

Summary

Aqui, descrevemos uma produção eficiente de alta<em> In situ</em> Hibridação método (ISH) para a visualização de padrões de expressão de mRNA no desenvolvimento fetal do rato secções de tecido da próstata. O método pode ser facilmente adaptado para visualizar padrões de expressão de mRNA nos tecidos dos camundongos outros ou em tecidos de outras espécies.

Abstract

Desenvolvimento do trato urogenital (LUT) é um processo complexo. Essa complexidade é evidenciada durante a formação da próstata a partir da uretra fetal masculino, que se baseia em sinais androgênicos e epitelial-mesenquimal 1,2 interações. Compreensão dos mecanismos moleculares responsáveis ​​pelo desenvolvimento da próstata pode revelar os mecanismos de crescimento que são inadequadamente despertado mais tarde na vida para dar origem a doenças da próstata como a hiperplasia prostática benigna e câncer de próstata.

A LUT desenvolvimento é anatomicamente complexa. Pelo tempo de brotamento da próstata começa na concepção pós 16,5 dias (DPC), numerosos tipos de células estão presentes. Vasculatura, nervos e músculos lisos residir no estroma mesenquimal 3. Este estroma envolve um epitélio multicamada e dá origem à próstata fetal através de receptor de andrógeno-dependentes sinais parácrinos 4. A identidade do receptor de andrógeno estroma-responsive genes necessários para a próstata desenvolvimento eo mecanismo pelo qual as formas de próstata epitélio ductal em resposta a esses genes não é totalmente compreendido. A capacidade de identificar com precisão os tipos de células e localizar a expressão de factores específicos dentro deles é imperativo para entender melhor o desenvolvimento da próstata. A hibridização in situ (ISH) permite a localização de mRNAs dentro de um tecido. Assim, este método pode ser usado para identificar padrões e tempo de expressão de moléculas sinalizadoras e seus receptores, elucidando assim reguladores de próstata potencial de desenvolvimento.

Aqui, descrevemos uma técnica de ISH alta taxa de transferência para identificar padrões de expressão de mRNA na LUT rato fetal usando vibrando micrótomo de corte seções. Este método oferece diversas vantagens sobre outros protocolos de ISH. Realizar ISH em seções finas adere a um slide é tecnicamente difícil; criosecções freqüentemente têm qualidade estrutural pobres, enquanto ambos os criosecções e seções de parafina muitas vezes resultam em resolução do sinal fraco. Realizar ISH em tecidos todo suporte pode resultar em aprisionamento sonda. Em contraste, a nossa técnica de alto rendimento utiliza espessura de corte seções que revelam a arquitetura do tecido detalhadas. Tubos de microcentrífuga modificada permitir fácil manuseio das seções durante o procedimento ISH. Um máximo de 4 transcrições de mRNA podem ser rastreados a partir de um único LUT 17.5dpc com até 24 transcrições de mRNA detectados em uma única corrida, reduzindo custos e maximizando a eficiência. Este método permite que múltiplos grupos de tratamento para ser processado de forma idêntica e como uma única unidade, eliminando assim qualquer viés de interpretação dos dados. Mais pertinente para os pesquisadores de próstata, este método fornece uma localização espacial e temporal de transcritos mRNA baixa e alta abundância na uretra fetal do rato que dá origem à rede ductal da próstata.

Protocol

1. Síntese de uma Riboprobe digoxigenina-11-UTP-identificadas a partir de um modelo de PCR-Generated Para sintetizar uma riboprobe gene específico, use Entrez Gene (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez) para obter o gene seqüência de referência cDNA (RefSeq). Use o programa Primer3 (http://frodo.wi.mit.edu/primer3/) 5 para projetar primers gene-específicos PCR contra a região 3'-da seqüência de cDNA. Parâmetros recomendados para a seleção de primer PCR estão descritos …

Discussion

Usando o método descrito aqui, é possível detectar mRNAs em todos os principais tipos de células e dos compartimentos de tecido fetal do rato LUTs masculino e feminino, incluindo as almofadas mesenquimais, urotélio, o músculo liso, botões da próstata, ducto ejaculatório, e vagina. As seções 50 ìm utilizado neste protocolo tem a vantagem de ser grossa o suficiente para resolver arquitetura do tecido (como vasos sanguíneos), mas são finas o suficiente para evitar armadilhas sonda, que é um problema metodol?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os autores gostariam de agradecer ao Dr. Lan Yi, Cancer Institute de Nova Jersey, para assistência técnica na preparação de cestas de tecido. Este trabalho foi financiado pelo National Institutes of Grants Saúde DK083425 e DK070219.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number
Anti-Digoxigenin antibody, Fab fragments Roche Applied Science 11214667001
Blocking reagent Roche Applied Science 11096176001
BM Purple AP substrate, precipitating Roche Applied Science 11442074001
Bovine Serum Albumin Fisher Scientific BP1600-100
Cell culture plate, 24 well Corning 3524
Digoxigenin 11-UTP Roche Applied Science 1277073910
dNTPs Roche Applied Science 11969064001
Double-edged razor blade Wilkinson Sword Classic Model
Eliminase RNase remover Decon Laboratories 1102
Formamide Sigma F5786-1L
Gel extraction kit Qiagen 28704
Glutaraldehyde, 25% solution in H2O Sigma G6257-100ML
Heparin, sodium salt Sigma H3393
Hydrogen peroxide, 30% solution in H2O Fisher Scientific BP2633-500
Levamisole Sigma L9756
Loctite 404 quick set instant adhesive Henkel Corp. 46551
Magnesium chloride Fisher Scientific M33-500
Maleic acid Sigma M0375-500G
Microcentrifuge tubes, 1.5mL Biologix Research Company BP337-100
Millicell culture plate insert Millipore PICM01250
Molecular grinding resin G-Biosciences 786-138PR
Paraformaldehyde, 4% solution in phosphate buffered saline Affymetrix 19943
Phosphate buffered saline, without Ca & Mg MP Biomedicals ICN1760420
Polyester mesh, 33 micron, 12” x 24” Small Parts Inc CMY-0033-D
Proteinase K solution, 20mg/ml Amresco E195-5ML
QIAshredder Columns Qiagen 79654
Q solution Qiagen Provided with Taq DNA polymerase
RNase Sigma R6513
RNase inhibitor Roche Applied Science 03335399001
RNeasy mini kit Qiagen 74104
RNEASY mini kit Qiagen 74104
RQ1 RNase-free DNase Promega M6101
SeaPlaque low-melt agarose Lonza 50101
Sheep serum Sigma S2263-500mL
Stericup filter unit, 0.22μm, polyethersulfone, 500mL Millipore SCGPU05RE
Sodium azide, granular Fisher Scientific S227I-100
Sodium chloride Fisher Scientific BP358-212
Sodium dodecyl sulfate Fisher Scientific S529-500
SSC, 20X solution Research Products International S24022-4000.0
SuperScript III first-strand synthesis system Invitrogen 18080-051
T7 RNA polymerase Roche Applied Science 10881767001
Taq DNA polymerase Qiagen 201203
Tris-HCl Fisher Scientific BP153-1
Tween 20 Fisher Scientific BP337-100
Vibrating microtome with deluxe specimen bath Leica Microsystems VT1000A
Yeast tRNA Roche Applied Science 109495

References

  1. Cunha, G. R. The possible influence of temporal factors in androgenic responsiveness of urogenital tissue recombinants from wild-type and androgen-insensitive (Tfm) mice. Journal of Experimental Zoology. 205, 181-181 (1978).
  2. Cunha, G. R. Hormonal, cellular, and molecular regulation of normal and neoplastic prostatic development. Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 92, 221-221 (2004).
  3. Price, D. Comparative aspects of development and structure in the prostate. National Cancer Institute Monographs. 12, 1-1 (1963).
  4. Cunha, G. R. Stromal-epithelial interactions–I. Induction of prostatic phenotype in urothelium of testicular feminized (Tfm/y) mice. Journal of Steroid Biochemistry. 14, 1317-1317 (1981).
  5. Rozen, S. Primer3 on the WWW for general users and for biologist programmers. Methods in Molecular Biology. 132, 365-365 (2000).
  6. Zhang, Z. A greedy algorithm for aligning DNA sequences. Journal of Computational Biology. 7, 203-203 (2000).
  7. Vezina, C. M. Dioxin causes ventral prostate agenesis by disrupting dorsoventral patterning in developing mouse prostate. Toxicological Sciences. 106, 488-488 (2008).
  8. Wilkinson, D. G. Detection of messenger RNA by in situ hybridization to tissue sections and whole mounts. Methods in Enzymology. 225, 361-361 (1993).

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Cite This Article
Abler, L. L., Mehta, V., Keil, K. P., Joshi, P. S., Flucus, C., Hardin, H. A., Schmitz, C. T., Vezina, C. M. A High Throughput in situ Hybridization Method to Characterize mRNA Expression Patterns in the Fetal Mouse Lower Urogenital Tract. J. Vis. Exp. (54), e2912, doi:10.3791/2912 (2011).

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