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Neuroscience

小鼠脉络丛的显微切割和全安装扫描电子显微镜可视化

Published: December 16, 2022 doi: 10.3791/64733
* These authors contributed equally

Summary

脉络丛(CP)是神经科学中研究不足的组织,在中枢神经系统的健康和疾病中起着关键作用。该协议描述了用于分离CP的显微切割技术,并使用扫描电子显微镜来获得其细胞结构的整体视图。

Abstract

脉络丛(CP)是一种突出到脑室的高度血管化结构,是神经科学中最缺乏研究的组织之一。随着越来越清楚的是,这种微小的结构在中枢神经系统(CNS)的健康和疾病中起着至关重要的作用,因此以允许下游处理的方式正确解剖脑室CP至关重要,从功能到结构分析。这里描述了侧脑室和第四脑室小鼠CP的分离,而无需专门的工具或设备。这种分离技术保留了CP内细胞的活力,功能和结构。由于其高血管化,可以使用双目显微镜可视化漂浮在大脑心室腔内的CP。然而,下游分析所需的经心灌注会使 CP 组织的鉴定复杂化。根据进一步的处理步骤(例如,RNA和蛋白质分析),这可以通过经心灌注溴酚蓝 可视化 CP来解决。分离后,可以使用多种技术(包括RNA,蛋白质或单细胞分析)处理CP,以进一步了解这种特殊大脑结构的功能。在这里,整个安装CP上的扫描电子显微镜(SEM)用于获得结构的整体视图。

Introduction

紧密的屏障将中枢神经系统 (CNS) 与外围隔离开来,包括血脑屏障 (BBB) 和血脑脊液 (CSF) 屏障。这些屏障保护中枢神经系统免受外部侮辱,并确保平衡和受控的微环境123虽然BBB随着时间的推移得到了广泛的研究,但位于脉络丛(CP)的血液 - 脑脊液屏障在过去十年中才获得了越来越多的研究兴趣。后一种屏障可以在大脑的四个脑室中找到(图1A,B),其特征在于围绕中央基质的单层脉络丛上皮(CPE)细胞,渗漏的毛细血管,成纤维细胞以及淋巴和骨髓细胞群(图1C456.CPE细胞通过紧密的连接牢固地相互连接,从而防止从下面的开窗毛细血管渗漏到脑脊液和大脑中。此外,通过CPE细胞的运输受到许多向内和向外运输系统的调节,这些系统管理有益化合物(例如,营养物质和激素)从血液流入脑脊液以及有害分子(例如,代谢废物,过量的神经递质)在另一个方向的外排16。为了能够发挥其主动转运功能,CPE细胞在其细胞质中含有许多线粒体7。此外,CP是脑脊液的主要来源,并通过常驻炎症细胞的存在充当大脑的守门人1。由于其在血液和大脑之间的独特位置,CP也非常适合进行免疫监视8

Figure 1
图 1:脉络丛 (CP) 的位置和组成的示意图。 (A,B)CP组织存在于(A)人类和(B)小鼠大脑的两个侧脑室第三脑室和第四脑室内。(C)CP组织由单层紧密连接的骰骨CP上皮(CPE)细胞组成,围绕开窗毛细血管,松散结缔组织以及淋巴和骨髓细胞,并形成血脑脊液屏障(根据参考文献23改编和修改)。用 Biorender.com 创建的图。请点击此处查看此图的大图。

在过去的十年中,越来越多的证据,包括我们研究小组的几份报告,表明CP在健康和疾病中起着核心作用9,10,11,12,13,1415161718.例如,已知老化的血液-脑脊液屏障在细胞核、微绒毛和基底膜119 等中显示出形态改变。此外,在阿尔茨海默病的背景下,整体屏障完整性受到损害,所有这些与年龄相关的变化似乎更加明显1820除了形态变化外,CP的转录组,蛋白质组和分泌组在疾病12212223期间也发生了变化。因此,CP的先进知识对于更好地了解其在神经系统疾病中的作用并可能开发新的治疗策略至关重要。

一种将脑室CP准确显微解剖的有效方法是允许正确研究这种微小大脑结构的第一步。由于其高度血管化的性质(图2B),可以使用双目显微镜识别漂浮在脑室腔内的CP。然而,下游分析通常需要经心灌注,使CP组织的正确识别和分离复杂化(图2C)。如果进一步的处理步骤允许(例如,在RNA和蛋白质分析的情况下),可以通过溴酚蓝经心灌注 观察CP(图2A)。一些出版物已经描述了从大鼠24 和小鼠幼崽大脑25中分离CP。本文描述了一种显微解剖分离技术,用于从成年小鼠中分离CP。重要的是,这种分离技术保留了CP内细胞的活力,功能和结构。本文描述了漂浮在第四脑室和侧脑室中的CP的分离。简而言之,小鼠被终末麻醉,并在必要时经心灌注。但是,应该注意的是,灌注会损害CP内细胞的结构。因此,如果要使用透射电子显微镜(TEM),连续块面扫描电子显微镜(SBF-SEM)或聚焦离子束SEM(FIB-SEM)分析样品,则不应进行灌注。接下来,整个大脑被隔离,镊子被用来对大脑进行射手半切。从这里,可以识别和解剖漂浮在侧脑室中的CP,而来自第四脑室的CP可以从大脑的小脑侧分离出来。

Figure 2
图 2:(A,D) 溴酚蓝灌注、(B,E) 无灌注和 (C,F) PBS/肝素灌注后的 (A-C) 第四和 (D-F) 侧脑室脉络丛 (CP) 的可视化。 图像是用体视显微镜(8x-32x放大倍率)拍摄的。请点击此处查看此图的大图。

一旦脑瘫从脑室中正确解剖出来,就可以应用一整套技术来进一步了解这种结构的功能。例如,可以进行流式细胞术或单细胞RNA测序,以量化和表型分析某些疾病条件下的浸润性炎症细胞2627。除了细胞组成外,还可以 通过酶联 免疫吸附测定(ELISA)、免疫印迹或使用细胞因子珠阵列28同时分析多种细胞因子来分析CP的分子组成以评估细胞因子和趋化因子的存在。此外,转录组、血管、免疫细胞组织学和分泌组分析可以在显微解剖的 CP 外植体上进行 29。在这里,整个卡口CP上的扫描电子显微镜(SEM)用于获得CP结构的整体视图。SEM使用聚焦电子束扫描表面并创建表面形貌和成分的图像。由于电子的波长远小于光的波长,因此SEM的分辨率在纳米范围内,优于光学显微镜。因此,可以通过SEM 进行 亚细胞水平的形态学研究。 简而言之,将解剖的CP立即转移到含戊二醛的固定剂中进行过夜固定,然后进行渗透和乙酸铀酰染色。然后用天冬氨酸铅染色处理样品,脱水,最终包埋进行成像。

因此,该协议有助于从小鼠脑室中有效分离CP,可以使用各种下游技术进一步分析以研究其结构和功能。

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Protocol

本研究中描述的所有动物实验均根据国家(比利时法律14/08/1986和22/12/2003,比利时皇家法令06/04/2010)和欧洲立法(欧盟指令2010/63 / EU,86/609 / EEC)进行。所有关于小鼠和动物实验方案的实验均已获得根特大学伦理委员会的批准(许可证号LA1400091和EC 2017-026)。

1. 准备

  1. 麻醉药:准备终末麻醉药。例如,可以制备磷酸盐缓冲盐水(PBS)中的戊巴比妥钠(≥100mg / kg)溶液。
  2. 经心灌注溶液:制备10mL(每只小鼠)PBS/肝素(含0.2%肝素)溶液,补充有0.5%溴酚蓝。
    注意:如果下游处理步骤允许(例如,在RNA和蛋白质分析的情况下),可以通过溴酚蓝经心灌注 可视化 脉络丛(CP)。如果溴酚蓝与进一步的处理步骤(例如,用于成像)不相容,请使用PBS/肝素进行灌注。
  3. 准备 SEM 分析所需的解决方案。
    1. 制备0.1 M 二甲胂酸钠缓冲液(pH 7.4)。在0.1M二甲胂酸钠缓冲液中制备2%多聚甲醛和2.5%戊二醛的溶液。每个样品制备 20 mL 该溶液。
    2. 在 0.1 M 二甲胂酸钠缓冲液(每个样品 5 mL)中制备 2% 四氧化锇。
    3. 准备 50%、70%、85% 和 100% 乙醇溶液。每个样品制备 5 mL 的每种 EtOH 溶液。

2.将脉络丛显微剥离出侧脑室和第四脑室

注意:本研究使用雌性,9周龄的C57BL / 6小鼠。然而,所描述的分离技术与成年小鼠的品系、性别和年龄无关。

  1. 隔离小鼠大脑。
    1. 腹膜内注射致死剂量的短效巴比妥酸盐(>100mg / kg,在步骤1.1中制备)使用26G针头对小鼠进行终末麻醉。通过用镊子捏住鼠标的后爪来检查鼠标的脚反射。
    2. 当没有足反射时,将终末麻醉动物置于背褥位置,并通过将四肢固定在板上来固定小鼠。
      注意:如果不需要对小鼠进行经心灌注,则根据下游分析方法(例如,用于SEM成像),继续执行步骤2.1.7。但是,如果需要灌注以去除血液中的血细胞或其他成分,则CP可以通过溴酚蓝灌注 可视化 为漂浮在脑室中的蓝色结构。
    3. 通过喷洒70%乙醇对胸部进行消毒。在手术区域周围放置无菌窗帘。使用碳钢手术刀片在横膈膜下方切开~4厘米的切口(见 材料表)。
    4. 打开皮肤,用手术剪刀露出胸部。将隔膜完全切开。
    5. 分开胸部,露出肺部和跳动的心脏。
    6. 使用灌注泵以4.5mL / min的速率用10mL灌注溶液经心灌注小鼠(参见 材料表)。灌注将需要~2分钟。在左心室插入26G针头,将溶液泵入全身回路。此外,在右心房用手术剪刀切开,以便血液可以流出循环。
      注意:灌注泵比手动施用流体更可取,因为它将以精确编程的速率输送流体,并确保灌注引起的剪切力不会太强。过度的剪切力会损害CP内细胞的活力和结构。 此外,此处推荐的灌注流速最适合从7周开始灌注成年小鼠。如果使用较年轻的小鼠,则应使用较低的流速。同样重要的是,要擦去从右心房流出的血液,以保持手术部位的清洁。
    7. 斩首鼠标。
      注意:注意将头部切得尽可能低到肩膀,以保留大脑结构。如果切口太高,小脑可能会受损。
    8. 斩首后,从耳朵之间切开头皮,从眼睛上方切开。横向拉动皮肤以露出头骨。然后,沿着鳞状缝合线向鼻部切开头骨。
      注意:轻轻移除颅骨以保持大脑完整性很重要。
    9. 将大脑放入冰冷的培养皿中,并在脑组织上加入 1 mL 冰冷的 1x PBS。
      注意:不需要对培养皿进行涂层。
  2. 隔离漂浮在第四心室的CP。
    1. 用手术刀轻轻地从大脑中切断小脑。大脑是大脑的最大部分,而小脑是大脑后部的较小部分。如有必要,从小脑中取出剩余的脑干组织部分。
    2. 旋转大脑,使切割线朝上。确保第四脑室腔现在在切片中间可见,CP 漂浮在背侧部位。如有必要,用锋利的镊子拉开结缔组织,稍微打开心室。这样,CP将更加明显,更容易到达。
    3. 使用微小锋利的镊子轻轻地将CP从心室壁中撕下。
      注意 重要的是在此步骤中仅触摸并取出CP,以免样品被周围组织污染。如步骤2.2.2中所述打开心室将有助于步骤2.2.3。
  3. 隔离突出于侧心室的CP。
    1. 用微小锋利的镊子将大脑切成两个半球。
    2. 旋转大脑,使切割线朝上。要露出侧脑室,请轻轻地将皮质从丘脑中拉开。
    3. 将海马体缩回矢状中部切割线。现在可以看到侧脑室,CP位于心室底部。如有必要,用锋利的镊子拉开结缔组织,稍微打开心室。这样,CP将更加明显,更容易到达。
    4. 使用微小锋利的镊子轻轻地将CP从心室壁中撕下。
      注意:重要的是在此步骤中仅触摸并取出CP,以免周围组织污染样品。如步骤2.3.4中所述打开心室将有助于步骤2.3.5。在此步骤中,请谨慎行事,以尽可能保留CP的结构。最容易开始将CP从鼻翼拉到尾部方向。

3. 使用扫描电子显微镜(SEM)对CP组织进行形态学分析

注意:在以下处理步骤中使用有毒溶液。建议在通风橱中进行样品制备。

  1. 如下所述执行 SEM 的样品制备。
    1. 将新鲜分离的CP转移到0.1M Na-二甲胂酸钠缓冲液(pH 7.4)中含有2%多聚甲醛和2.5%戊二醛的新鲜固定溶液中。在4°C孵育过夜。
      注意:由于CP组织非常脆弱和薄,因此应将组织放入小标本篮中(参见 材料表)以在缓冲液之间转移。这样,组织的结构将得到更好的保存。基于二甲胂酸盐的固定剂使用于基于PBS的固定剂,因为强二甲胂酸盐缓冲液可以抵消EM固定剂中戊二醛的低pH值。
    2. 用 3-5 mL 的 0.1 M 二甲胂酸钠缓冲液 (pH 7.4) 洗涤样品 3 次,每次 5 分钟。
    3. 将样品后固定在 3-5 mL 的 2% 四氧化锇 0.1 M 二甲胂酸钠缓冲液中 30 分钟。用 3-5 mL 超纯水洗涤样品 3 次,每次 5 分钟。
    4. 将样品在一系列增加EtOH浓度(50%,70%,85%,100%)的冰冷溶液中脱水,每个EtOH溶液15分钟。使用临界点干燥器对样品进行适当的点干燥。
      注意 从液相变为气相会影响表面张力,导致表面结构损坏。临界点干燥步骤允许保留表面结构。
    5. 将样品小心地放在带有碳贴纸的试样支架上(参见 材料表)。
    6. 用一层薄薄的(2-5 nm)铂涂覆样品。为此,将铂金源安装在两个大电流电气端子之间的真空系统中,并将铂金加热到其蒸发温度。细小的铂流沉积在样品上。
      注意:参考文献30中提供了此步骤的更详细的协议。除铂金外,还可以使用黄金或金/钯。
  2. 用SEM可视化CP样品(见材料表)。通过SEMCP组织的可视化过程与其他类型的组织类似,并且取决于所使用的软件和仪器。带有随附视频的分步SEM协议可在参考文献31或参考文献30中找到

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Representative Results

所描述的方案有助于将CP与小鼠脑侧(图2A-C)和第四(图2D-F)心室有效分离。分离整个大脑后,使用镊子对大脑进行骨状半球化,并识别漂浮在侧脑室中的CP。来自第四脑室的CP可以从大脑的小脑侧分离出来。溴酚蓝灌注可用于可视化CP(图2A,D);然而,当在进一步的处理步骤中不允许溴酚蓝时,可以进行PBS /肝素灌注(图2C,F)或不灌注(图2B,E)。将CP从脑室中分离出来后,可以对组织进行一整套分析。其中包括基因表达谱 (RT-qPCR)28、细胞类型谱分析(流式细胞术32、单细胞 RNA 测序2627)以及通过酶联免疫吸附测定 (ELISA)、免疫印迹或多重免疫测定检测细胞因子和趋化因子28。此外,可以将显微解剖的CP置于培养物中以使CP外植体进一步阐明其功能,例如,研究其分泌组以响应特定刺激232829。在这篇手稿中,我们描述了如何进行扫描电子显微镜(SEM)以形态学分析脉络丛上皮(CPE)细胞的表面。图3显示了通过SEM获得的从第四脑室分离的CP(图3A)和从侧脑室分离的CP(图3B)的概述图像。这些图像清楚地显示了侧脑筋膜CP的典型C形形式和第四脑室脑室CP的双臂结构。 

Figure 3
图 3:解剖脉络丛 (CP) 组织的概述扫描电子显微镜 (SEM) 图像。 (AB)从小鼠大脑的(A)第四和(B)侧脑室分离出来的CP的代表性SEM图像。比例尺 = 100 μm。设置:电子高压 (EHT) = 5.00 kV;工作距离 (WD) = 4.8 mm 请点击此处查看此图的大图。

通过放大CPE细胞,可以检测到CPE细胞顶端侧的其他细胞(图4A)。图像中捕获的细胞可能是表层细胞,一种位于CP顶端表面的巨噬细胞样细胞。但是,无法通过SEM 识别 该细胞的特定性质。除了SEM成像外,还可以对活外植体中的脉络丛上皮进行双光子成像,如Shipley等人29所示。虽然SEM有助于CP表面结构的可视化,但双光子成像可以对广泛的细胞和细胞过程进行可视化,只要它们可以被荧光监测。这包括血管和免疫细胞的可视化,以及CP外植体29中的分泌事件。

更高的SEM放大率显示CPE细胞顶端侧的囊泡样结构(图4B)以及微绒毛(图4C)。这些微绒毛突出到脑脊液(CSF)中,并增加细胞和脑脊液之间的CPE细胞表面积。这些结果表明,可以使用SEM研究CPE细胞在疾病条件下的形态变化。

Figure 4
图 4:脉络丛 (CP) 组织的详细扫描电子显微镜 (SEM) 图像。 (A)脉络丛上皮(CPE)细胞顶端侧的细胞。比例尺= 2μm。 (B)CPE细胞顶端侧的囊泡样结构。比例尺 = 10 μm。 (C) CPE 细胞表面及其微绒毛的可视化。比例尺 = 1 μm。设置:电子高压 (EHT) = 5.00 kV;工作距离 (WD) = 4.9 毫米;3,000 倍放大倍率。请点击此处查看此图的大图。

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Discussion

这里描述了一种将脉络丛(CP)从小鼠大脑的侧脑室和第四脑室中分离出来的方法。CP 的整个安装方法有助于使用一系列技术进行进一步分析,以获得 CP 形态、细胞组成、转录组、蛋白质组和分泌组的完整视图。这种分析对于更好地了解从大脑脑室突出的这种显着结构至关重要。这些知识具有巨大的研究兴趣,因为越来越清楚的是,CP在健康和疾病中起着至关重要的作用9,10,11,12,13,141516,1718

方法的关键步骤、修改和故障排除
最重要的是检查鼠标的足部反射,以确保终末麻醉执行良好。除了道德原因外,这也确保了在执行实验程序时鼠标保持在正确的位置。目的是麻醉动物,使其在灌注时心脏跳动时不会在手术过程中感到疼痛。如果组织的进一步处理需要去除血液,则可以进行经心灌注。这里使用含有肝素的生理盐水以避免血液凝固。EDTA也可用于此目的,但是,如果需要保持细胞活力,肝素是EDTA更好的选择。当心脏因过度麻醉而停止跳动时,应立即开始灌注。灌注泵比手动施用流体更可取,因为这能够以精确编程的速率输送流体,并确保灌注引起的剪切力不会太强。过大的剪切力会损害CP内细胞的活力和结构。

需要训练有素的眼睛才能看到漂浮在小鼠脑室中的CP。因此,多练习至关重要。建议对注入溴酚蓝的小鼠开始训练,因为这会将CP染成蓝色,并更容易将微小的CP组织与大脑的其他部分区分开来(图2A,D)。在以后的试验中,CP可以从未灌注的小鼠中分离出来。与溴酚蓝灌注小鼠的CP分离相比,这更难,但CP组织仍然可以从其高度血管化的性质中鉴定(图2BE)。只有经过广泛的训练,才有可能将CP组织从未灌注的小鼠中分离出脑室,而不会受到脑实质的污染(图2C,F)。

CP是一种非常脆弱和薄的结构,这意味着应谨慎地进行其分离,以保持其内细胞的活力,功能和结构。因此,所描述方案中的不同步骤需要以必要的精度和谨慎执行,以保持大脑的完整性。首先,重要的是将鼠标斩首靠近肩膀。如果切口太高,小脑可能会受损,使第四脑室CP的分离复杂化。接下来,需要小心地移除头骨,以免损害大脑。一旦大脑被隔离,保持低温以防止大脑变得糊状是至关重要的,因为这会使脑瘫隔离变得非常复杂。为此,重要的是将大脑放在冰冷的培养皿上,并在大脑上添加冰冷的PBS。执行所描述的隔离技术需要一定程度的训练,因为这将显着缩短小鼠斩首和CP最终分离之间的处理时间。短暂的分离过程将增强分离组织的活力和结构保存。最后,用于隔离的工具,尤其是镊子,需要锋利和尖锐,以促进CP从心室中快速有效地分离出来。但是,在隔离期间应注意不要损坏结构的完整性。

为了在SEM样品处理过程中保持组织完整性,在缓冲液之间转移时,可以将CP放入小样品篮中,从而避免接触组织本身。此外,建议在将组织从EtOH溶液中移出时进行临界点干燥。这确保了CP的表面结构的保留,包括微绒毛。由液相过渡到气相引起的表面张力可能会损坏这些结构。

方法的局限性
如前所述,CP是一个微小的结构,并且根据下游分析(例如,流式细胞术),可能需要汇集来自不同小鼠的CP。CP隔离的一个重大障碍是当结构仍然漂浮在心室中时识别结构。CP的高度血管化性质有助于其在大脑的脑室腔内正确识别(经过一些训练)。然而,如果需要去除含血成分进行进一步分析,经心灌注是必不可少的。根据下游分析,可以进行溴酚蓝灌注,这将使CP蓝染色,从而促进组织的分离。不幸的是,这种可视化技术并不总是可行的(例如,用于免疫组织化学染色)。在这种情况下,CP需要盲目隔离,这需要足够的培训。玩弄显微镜的光衍射可以帮助识别漂浮在心室中的CP。此外,本手稿描述了漂浮在第四心室和侧脑室的CP的分离,而没有讨论第三脑室CP的分离。

相对于现有方法的重要性
在该协议中,在进行进一步分析之前,首先将CP从脑室中解剖出来。如果使用染色程序作为后续读数,也可以对含有CP的脑切片进行染色。后一种技术的附加价值是脑室和大脑内CP组织的方向仍然可见,如果CP首先从脑室中显微解剖出来,则情况并非如此。另一方面,对含有CP的脑切片进行染色仅提供来自该特定切片的信息,而对分离的CP进行染色可以帮助收集有关整个CP的信息。

所描述技术的优点是它保留了CP内细胞的活力,功能和结构。此外,该方法有助于完全分离成年小鼠第四和外脑室中漂浮的CP。先前已经报道了分离CP的方法(例如,从大鼠大脑24 和小鼠幼崽大脑25)。然而,重要的是要考虑到分离技术可能因物种而异,在年轻人和成年人之间可能有所不同。

该技术的其他应用
除了保留CP内细胞的活力,功能和结构外,这种分离技术还有助于下游技术的应用,以更深入地了解CP功能。例如,可以进行流式细胞术或单细胞RNA测序,以在某些疾病条件下对CP细胞和浸润细胞进行定量和表型分析2627。此外,可以通过酶联免疫吸附测定(ELISA)、免疫印迹或通过所谓的细胞因子珠阵列同时分析 多种 细胞因子来研究CP的分子组成以评估细胞因子和趋化因子的存在。此外,转录组、血管、免疫细胞组织学和分泌组分析可以在显微解剖的 CP 外植体上进行 29

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Disclosures

作者没有什么可透露的。

Acknowledgments

这项工作得到了比利时阿尔茨海默氏症研究基金会(SAO;项目编号:20200032),法兰德斯研究基金会(FWO Vlaanderen;项目编号:1268823N,11D0520N,1195021N)和Baillet Latour基金的支持。我们感谢VIB生物成像核心的培训,支持和进入仪器园区。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
26G x 1/2 needle Henke Sass Wolf 4710004512
Aluminium specimen mounts EM Sciences 75220
Cacodylate buffer EM Sciences 11652
Carbon steel surgial blades Swann-Morton 0210 size: 0.45 mm x 12 mm
Carbon adhesive tabs -12 mm EM Sciences 77825-12
Critical point dryer  Bal-Tec  CPD030
Crossbeam 540 Zeiss SEM system
Forceps Fine Science Tools GmbH  91197-00
Glutaraldehyde EM Sciences 16220
Heparin Sigma-Aldrich H-3125
Ismatec Reglo ICC Digital Peristaltic pump 2-channel Metrohm Belgium N.V CPA-7800160
Osmium Tetroxide  EM Sciences 19170
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich P6148
Phosphate buffered saline (PBS) Lonza BE17-516F
Platinum  Quorum  Q150T ES PBS without Ca++ Mg++ or phenol red; sterile filtered
Sodium pentobarbital Kela NV 514
Specimen Basket Stainless Steel EM Sciences 70190-01
Stemi DV4 Stereo microscope Zeiss
Surgical scissors Fine Science Tools GmbH  91460-11

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References

  1. Vandenbroucke, R. E. A hidden epithelial barrier in the brain with a central role in regulating brain homeostasis. Implications for aging. Annals of the American Thoracic Society. 13, Suppl 5 407-410 (2016).
  2. Engelhardt, B., Sorokin, L. The blood-brain and the blood-cerebrospinal fluid barriers: function and dysfunction. Seminars in Immunopathology. 31 (4), Springer-Verlag. 497-511 (2009).
  3. Engelhardt, B., Wolburg-Buchholz, K., Wolburg, H. Involvement of the choroid plexus in central nervous system inflammation. Microscopy Research and Technique. 52 (1), 112-129 (2001).
  4. Engelhardt, B., Vajkoczy, P., Weller, R. O. The movers and shapers in immune privilege of the CNS. Nature Immunology. 18 (2), 123-131 (2017).
  5. De Bock, M., et al. A new angle on blood-CNS interfaces: a role for connexins. FEBS Letters. 588 (8), 1259-1270 (2014).
  6. Strazielle, N., Ghersi-Egea, J. F. Physiology of blood-brain interfaces in relation to brain disposition of small compounds and macromolecules. Molecular Pharmaceutics. 10 (5), 1473-1491 (2013).
  7. Redzic, Z. B., Segal, M. B. The structure of the choroid plexus and the physiology of the choroid plexus epithelium. Advanced Drug Delivery Reviews. 56 (12), 1695-1716 (2004).
  8. Kratzer, I., Ek, J., Stolp, H. The molecular anatomy and functions of the choroid plexus in healthy and diseased brain. Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes. 1862 (11), 183430 (2020).
  9. Demeestere, D., Libert, C., Vandenbroucke, R. E. Clinical implications of leukocyte infiltration at the choroid plexus in (neuro)inflammatory disorders. Drug Discovery Today. 20 (8), 928-941 (2015).
  10. Brkic, M., et al. Amyloid βoligomers disrupt blood-CSF barrier integrity by activating matrix metalloproteinases. Journal of Neuroscience. 35 (37), 12766-12778 (2015).
  11. Vandenbroucke, R. E., et al. Matrix metalloprotease 8-dependent extracellular matrix cleavage at the blood-CSF barrier contributes to lethality during systemic inflammatory diseases. Journal of Neuroscience. 32 (29), 9805-9816 (2012).
  12. Marques, F., et al. The choroid plexus response to a repeated peripheral inflammatory stimulus. BMC Neuroscience. 10, 135 (2009).
  13. Marques, F., et al. The choroid plexus in health and in disease: dialogues into and out of the brain. Neurobiology of Disease. 107, 32-40 (2017).
  14. Lun, M. P., Monuki, E. S., Lehtinen, M. K. Development and functions of the choroid plexus-cerebrospinal fluid system. Nature Reviews Neuroscience. 16 (8), 445-457 (2015).
  15. Spector, R., Keep, R. F., Snodgrass, S. R., Smith, Q. R., Johanson, C. E. A balanced view of choroid plexus structure and function: Focus on adult humans. Experimental Neurology. 267, 78-86 (2015).
  16. Lehtinen, M. K., et al. The choroid plexus and cerebrospinal fluid: emerging roles in development, disease, and therapy. Journal of Neuroscience. 33 (45), 17553-17559 (2013).
  17. Balusu, S., Brkic, M., Libert, C., Vandenbroucke, R. E. The choroid plexus-cerebrospinal fluid interface in Alzheimer's disease: more than just a barrier. Neural Regeneration Research. 11 (4), 534-537 (2016).
  18. Demeestere, D., Libert, C., Vandenbroucke, R. E. Therapeutic implications of the choroid plexus-cerebrospinal fluid interface in neuropsychiatric disorders. Brain, Behavior, and Immunity. 50, 1-13 (2015).
  19. Simon, M. J., Iliff, J. J. Regulation of cerebrospinal fluid (CSF) flow in neurodegenerative, neurovascular and neuroinflammatory disease. Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Basis of Disease. 1862 (3), 442-451 (2016).
  20. Serot, J. M., Zmudka, J., Jouanny, P. A possible role for CSF turnover and choroid plexus in the pathogenesis of late onset Alzheimer's disease. Journal of Alzheimer's Disease. 30 (1), 17-26 (2012).
  21. Marques, F., et al. Altered iron metabolism is part of the choroid plexus response to peripheral inflammation. Endocrinology. 150 (6), 2822-2828 (2009).
  22. Thouvenot, E., et al. The proteomic analysis of mouse choroid plexus secretome reveals a high protein secretion capacity of choroidal epithelial cells. Proteomics. 6 (22), 5941-5952 (2006).
  23. Vandendriessche, C., et al. Importance of extracellular vesicle secretion at the blood-cerebrospinal fluid interface in the pathogenesis of Alzheimer's disease. Acta Neuropathologica Communications. 9 (1), 143 (2021).
  24. Bowyer, J. F., et al. A visual description of the dissection of the cerebral surface vasculature and associated meninges and the choroid plexus from rat brain. Journal of Visualized Experiments. (69), e4285 (2012).
  25. Inoue, T., Narita, K., Nonami, Y., Nakamura, H., Takeda, S. Observation of the ciliary movement of choroid plexus epithelial cells ex vivo. Journal of Visualized Experiments. (101), e52991 (2015).
  26. Dani, N., et al. A cellular and spatial map of the choroid plexus across brain ventricles and ages. Cell. 184 (11), 3056-3074 (2021).
  27. Carloni, S., et al. Identification of a choroid plexus vascular barrier closing during intestinal inflammation. Science. 374 (6566), 439-448 (2021).
  28. Van Hoecke, L., et al. Involvement of the choroid plexus in the pathogenesis of Niemann-Pick disease type. C. Frontiers in Cell Neuroscience. 15, 757482 (2021).
  29. Shipley, F. B., et al. Tracking calcium dynamics and immune surveillance at the choroid plexus blood-cerebrospinal fluid interface. Neuron. 108 (4), 623-639 (2020).
  30. Guerin, C. J., Kremer, A., Borghgraef, P., Lippens, S. Targeted studies using serial block face and focused ion beam scan electron microscopy. Journal of Visualized Experiments. (150), e59480 (2019).
  31. JoVE. Scanning Electron Microscopy (SEM). JoVE Science Education Database. , https://www.jove.com/v/5656/scanning-electron-microscopy-sem (2022).
  32. Pauwels, M., et al. Choroid plexus derived extracelular vesicles exhibit brain targeting characteristics). Biomaterials. 290, 121830 (2022).

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神经科学,第190期,脉络丛,神经退行性疾病,扫描电子显微镜(SEM),中枢神经系统,脑
小鼠脉络丛的显微切割和全安装扫描电子显微镜可视化
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Van Wonterghem, E., Van Hoecke, L.,More

Van Wonterghem, E., Van Hoecke, L., Van Imschoot, G., Verhaege, D., Burgelman, M., Vandenbroucke, R. E. Microdissection and Whole Mount Scanning Electron Microscopy Visualization of Mouse Choroid Plexus. J. Vis. Exp. (190), e64733, doi:10.3791/64733 (2022).

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