Summary

三维成像伤害表皮内神经纤维在人体皮肤活检

Published: April 29, 2013
doi:

Summary

为了研究伤害表皮内神经纤维(IENFs)在痛苦神经病(PN)的变化,我们开发的协议,可以直接检查观察伤害IENFs的三维形态变化。三维分析IENFs的有潜力评估的形态变化IENF PN。

Abstract

一拳的皮肤活检是常用的量化表皮内神经纤维密度(IENFD)的周边多发性神经病变的诊断1,2。目前,通常的作法是,以收集从小腿远端(DL)和近端大腿长度依赖多神经病的评价3(PT)中的3毫米的皮肤活组织切片检查。然而,由于多向性质IENFs,它是具有挑战性的研究通过分析重叠的神经结构的二维(2D)成像。另外,三维(3D)成像,可以提供一个更好的解决方案,这种困境。

在目前的报告中,我们提出了应用三维成像的方法研究痛性神经病变(PN)。为了拣选IENFs的,皮肤样本进行处理的蛋白基因产物9.5(PGP),锅的神经元的标记物的免疫荧光分析。目前,标准做法是诊断小纤维神经病使用IENFD阻止使用PGP免疫组化开采的明视场显微镜4。在目前的研究中,我们采用双重免疫分析识别总IENFD,使用PGP,痛觉IENF,通过使用抗体,承认原肌球蛋白受体激酶A(TRK),高亲和力受体的神经生长因子5。 PGP和TRK A抗体共同染色IENF与优势,有利于PN明确PGP阳性,痛觉纤维染色的研究。这些荧光信号可以被量化,以确定的伤害IENFD及形态学的影响IENF与PN。荧光共聚焦显微镜图像采集和3D分析处理。 3D成像提供了旋转的能力,以进一步分析与PN相关的形态学变化。两者合计,荧光染色,共聚焦成像和3D分析明显受益PN的研究。

Introduction

目前,通常的做法是从皮肤打孔活检,可用于诊断小纤维神经病6-8医师量化表皮内神经纤维密度,(IENFD)。活检取自小腿远端(DL),10厘米以上外踝,和大腿近端(PT),20厘米以下的髂前上棘9。 ,所有IENF标记蛋白基因产物9.5(PGP),泛神经标记10-12。目前,标准做法是小纤维神经病诊断确定由PGP染色与明视场显微镜6 IENFD。此外,一些研究小组已经使用PGP免疫组化免疫协议7-9。小纤维神经病变通常伴有神经性疼痛。为了进一步了解必不可少的疼痛处理IENF的作用,我们制定了技术合作标签总IENF的纤维,产生疼痛。 Nocicep略去IENF,特别是Aδ和C纤维,可以研究通过使用PGP IENF标签和痛觉标记,原肌球蛋白受体激酶A(TRK)5。蒂尔克是伤害性的发展是必不可少的神经生长因子的高亲和力受体。 A-阳性的TRK痛觉神经纤维肽纤维快递P物质(SP)和降钙素基因相关肽(CGRP)。此前,劳里亚和他的同事们采用双标记技术,研究PN,共同标签PGP阳性IENF与疼痛标记10。在我们以前的研究中,我们证实蒂尔克A-阳性IENF,但不是蒂尔克A-负面IENF的,上调糖尿病痛性神经病变的动物模型。这个共同标签技术提供了比较量化痛觉IENFD的,总IENFD和学习能力与PN相关的形态学变化的能力。可视的痛觉IENF和COMPA能力,重新量化总IENFD到痛觉IENFD的疼痛的存在可以提供客观的证据,并有可能洞察疼痛的严重程度与PN。这种技术也适用于皮肤的动物模型。在以往的研究相比,目前的协议描述为3D图像分析的方法,创造了机会,以避免错误可能发生在2D图像分析。

Protocol

A部分:免疫组化 96 – 孔板的下游和预防的背景染色打孔皮肤活检从人类受试者收集孵育12-24小时,在固定液(用0.75M的L-赖氨酸溶液(pH7.4)中的2%的多聚甲醛和0.05 mM的高碘酸钠)在4℃下,如前面所述。样本,然后cryoprotected的在磷酸盐缓冲盐水(PBS),在4℃的20%甘油1周,嵌入安装媒体最佳的切削温度(OCT),然后划分成50微米厚的部分在低温恒温器中。下面描述的?…

Representative Results

我们套用了目前的协议与PN患者在PT和DL皮肤活检研究的形态IENF。犹他州立大学的皮肤,从三个科目,收集展示的病理形态学与PN。主要内容包括:案例1:一名51岁的男性与2型糖尿病(持续时间:14个月;疼痛得分:51)的PN历史案例2:一个56岁的男性与PN的历史2型糖尿病(工期:108个月;疼痛得分:47);案例3:一个66岁的男性与PN 2型糖尿病(持续时间:42个月;疼痛得分:46)的历史。神经系统病史和?…

Discussion

测量IENFD已被广泛用于周围神经病变13,14的程度来决定。目前,最常用的协议仅用于测量神经纤维的密度,穿透基底膜的表皮,它并没有考虑到轴突分枝和/或神经的形态变化。此外,还没有被证明电流IENFD分析与疼痛的存在PN 15相关联IENFD的。

我们以前报道,都与在db / db小鼠的疼痛行为,2型糖尿病的小鼠模型增加的痛觉IENFD的数字。在该报告中,我们首先采用?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作是由美国国立卫生研究院资助的支持K08 NS061039-01A2,神经学研究发现,和A.阿尔弗雷德·陶布曼医学研究所在密歇根大学的计划。这项工作用了密歇根州的糖尿病研究和培训中心,由国家卫生部授予5P90 DK-20572研究院从国家糖尿病,消化道和肾脏疾病研究所资助的形态和图像分析核心。笔者想感谢罗宾逊的Singleton和戈登史密斯(犹他州大学)的慷慨捐款支持初始伤害性的生物标志物免疫组化技术的发展,人类皮肤样本。

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
10X PBS Fisher Scientific BP399-4 To make up 1X PBS
Image-IT FX Signal Invitrogen I36933 Image-IT
Protein Gene Product 9.5 (Polyclonal rabbit) AbD Serotec 7863-0504 PGP
Tropomyosin Related-Kinase A (Polyclonal goat) R&D Systems AF1056 Trk A
Alexa Fluor 488 donkey α-rabbit Invitrogen A21206 AF488 donkey α-goat
Alexa Fluor 647 donkey α-goat Invitrogen A21447 AF647 donkey α-goat
Albumin, from Bovine Serum Sigma-Aldrich A7906-100 BSA
Triton X- 100 Sigma-Aldrich T9284 TX-100
Non-calibrated Loop LeLoop MP 199025 inoculating Loop
96-well assay plate Corning Incorporated 3603 Well plate
Prolong Gold antifade reagent with DAPI Invitrogen P36931 DAPI
Microscope Cover Glass 22×22 mm Fisher Scientific 12-541-B Coverslips
Superfrost Plus Microscope Slides Fisher Scientific 12-550-15 Microscope Slides
Olympus Fluoview Laser Scanning Confocal Microscope Olympus FV500 Confocal Microscope
Optimum Cutting Temperature Sakura 4583 OCT
Leica cryostat Leica CM1850 Cryostat

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Dauch, J. R., Lindblad, C. N., Hayes, J. M., Lentz, S. I., Cheng, H. T. Three-dimensional Imaging of Nociceptive Intraepidermal Nerve Fibers in Human Skin Biopsies. J. Vis. Exp. (74), e50331, doi:10.3791/50331 (2013).

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