Summary

בידוד, קיבוע, Immunofluorescence הדמיה של העכבר בלוטת יותרת הכליה

Published: October 02, 2018
doi:

Summary

כאן אנו מציגים שיטה כדי לבודד את בלוטת יותרת הכליה של עכברים, לתקן את הרקמות, סעיף אותם ולבצע immunofluorescence מכתים.

Abstract

Immunofluorescence היא טכניקה ומבוססת על גילוי של אנטיגנים ברקמות עם העבודה של נוגדנים fluorochrome מצומדת ויש קשת רחבה של יישומים. זיהוי של אנטיגנים מאפשרת אפיון וזיהוי של סוגי תאים מרובים. ממוקם מעל הכליות, כמוס על ידי שכבה של תאים mesenchymal, בלוטת יותרת הכליה הוא איבר האנדוקרינית הולחן על ידי שני ברקמות שונות עם מקורם embryological שונים, mesonephric ביניים, נגזר והמזודרם בקליפת המוח החיצונית, את עצבי קרסט-derived לשד פנימית. קליפת יותרת הכליה מפרישה סטרואידים (קרי, mineralocorticoids, glucocorticoids, הורמוני המין), ואילו ליבת יותרת הכליה מייצרת catecholamines (קרי, אדרנלין, ונוראדרנלין). בעת ביצוע מחקר בלוטת יותרת הכליה, חשוב להבדיל בין תאים ייחודיים עם פונקציות שונות. כאן אנו מספקים פרוטוקול שפותח במעבדה שלנו המתאר סדרה של שלבים רציפים הנדרש להשגת immunofluorescence מכתים לאפיין את סוגי התאים של בלוטת יותרת הכליה. אנו מתמקדים תחילה הקרע של בלוטות יותרת הכליה העכבר, הסרת שומן periadrenal ואחריו את הקיבעון, עיבוד, פרפין הטבעה של הרקמה מיקרוסקופית. לאחר מכן נתאר חלוקתה של אבני רקמה עם מיקרוטום רוטרי. לבסוף, אנו מפרטים עבור צביעת immunofluorescent של בלוטת יותרת הכליה שרכשנו כדי למזער את איגוד שאינם ספציפיים נוגדנים והן autofluorescence על מנת להשיג אות אופטימלית פרוטוקול.

Introduction

אימונוהיסטוכימיה היא טכניקה לגילוי הרקמות מרכיבים עם השימוש של נוגדנים ספציפיים מולקולות התאית, טכניקות צביעת הבאים כדי לזהות את הנוגדנים מצומדת1. הליך immunohistochemical דורש קיבוע ספציפיים, עיבוד של רקמות שנקבעות לעיתים קרובות מדעית של אנטיגן ספציפי, רקמות, נוגדן מנוצל2. קיבעון הוא חיוני כדי לשמור על המדינה “מקורי” של הרקמות, ובכך שומר על סלולרי ללא פגע, subcellular מבנים ותבניות ביטוי. בהמשך הטמעת נהלים ועיבוד נדרשים להכין את הרקמה חלוקתה פרוסות דק המשמשים עבור היסטולוגית מחקרים שכללו אימונוהיסטוכימיה.

Immunostaining יכול להתבצע עם זיהוי הדפסות כסף או פלורסנט. זיהוי הדפסות כסף מחייבת הניצול של אנזים להמיר מצע מסיסים מוצר בצבע לא מסיסים. בעוד אנזים זה יכול להיות מצומדת כדי הנוגדן לזהות אנטיגן (נוגדן ראשוני), היא מצומדת לעתים קרובות יותר כדי הנוגדן לזהות נוגדן ראשוני (קרי, הנוגדן משנית). טכניקה זו היא רגישה מאוד; המוצר בצבע הנובע התגובה אנזימטי photostable ודורש רק מיקרוסקופ brightfield עבור הדמיה. עם זאת, immunostaining הדפסות כסף מתאים בהכרח כאשר מנסה להמחיש שני חלבונים לשפה משותפת, מאז בתצהיר של צבע אחד יכול להסוות בתצהיר של האחר. במקרה של שיתוף מכתים, immunofluorescence הוכיחה להיות יותר יתרון. כניסתו של immunofluorescence מיוחס אלברט ירקו ועמיתיו, שפיתח מערכת כדי לזהות אנטיגנים רקמות עם נוגדנים מסומנים fluorescein ותנסו לדמיין את אותם ברקמות משרטוטי תחת אור אולטרה סגול3. קרינה פלואורסצנטית זיהוי מבוסס על נוגדן מצומדת עם fluorophore הפולטת אור לאחר עירור. מכיוון שישנם מספר fluorophores עם פליטת באורכי גל שונים (עם חפיפה אין או הקטנה), שיטה זו זיהוי הינו אידיאלי עבור המחקרים של מספר חלבונים.

בלוטת יותרת הכליה הוא איבר לזווג הממוקם מעל הכליה, המאופיינת על ידי שני מרכיבים נפרדים embryologically מוקף קפסולה mesenchymal. קליפת יותרת הכליה החיצוני, נגזר והמזודרם ביניים, mesonephric מפריש הורמונים סטרואידים בעוד לשד פנימית, נגזר על הרכס העצבי, מייצרת catecholamines כולל אדרנלין ונוראדרנלין, דופמין. קליפת יותרת הכליה בהיסטולוגיה והן מבחינה תפקודית מחולקת לשלושה אזורים קונצנטריים, עם כל אזור מפריש מחלקות שונות של הורמונים סטרואידים: glomerulosa zona החיצוני (zG) מייצרת mineralocorticoids המווסתים הומאוסטזיס אלקטרוליט, קרישה תוך-כלית כרך; fasciculata zona האמצעי (zF), ישירות מתחת zG, מפריש glucocorticoids המתווכות את תגובת המתח דרך הגיוס של מאגרי האנרגיה כדי להגדיל גלוקוז; וסקס reticularis zona הפנימי (zR), אשר משלב מבשרי סטרואידים (קרי, דהידרואפיאנדרוסטרון (DHEAS))4.

גיוון ב- adrenocortical zonation קיים בין המינים: לדוגמה, ס. מאסכאלאס חסרה את zR. ייחודי כמחנכת X-האזור של מסיה musculus הוא שריד של קליפת המוח העוברי מאופיין על ידי תאים קטנים השומנים עלוב עם acidophilic cytoplasms5. אזור X נעלמת בגיל ההתבגרות בעכברים זכרים, לאחר ההריון הראשון בעכברים נקבה, או בהדרגה והגויות ב הנקבות-bred לא6,7. יתר על כן, tortuosity ואת עובי המוצגים zG שסומנו וריאציה בין המינים אינה ארגון של תאי גזע וקדמון היקפיים, סמוך zG. העכברוש, בניגוד מכרסמים אחרים, יש אזור מובחן גלוי (זו) בין zG המיקלע זד אף כי פונקציות כמו אזור תא גזע ו/או אזור של ארעי הגברה אבות. אם זו היא ייחודית חולדות או פשוט יותר מאורגן בצורה בולטת אשכול של תאים הוא לא ידוע8,9.

תאים של קליפת יותרת הכליה מכילים טיפות השומנים המאחסנים אסטרים כולסטרול לשרת כמבשר הורמונים סטרואידים כל10,11.  המונח “steroidogenesis” מגדיר את תהליך הייצור של הורמונים סטרואידים מ כולסטרול דרך סדרה של תגובות אנזימטיות המערבות את הפעילות של פקטור שחלת בקר 1 (SF1), אשר הביטוי הוא סמן של פוטנציאל שחלת בקר. בלוטת יותרת הכליה, ביטוי Sf1 קיים רק בתאים של קליפת12. אדם מעניין למצוא הביטוי של ביוטין אנדוגני תאים adrenocortical עם פוטנציאל שחלת בקר13. זה אמנם יכול להיות הגורם של רקע גבוה יותר מבוססות-ביוטין/streptavidin שיטות מוכתמים, עקב הגילוי של ביוטין אנדוגני על ידי נוגדנים מצומדת עם streptavidin, מאפיין זה יכול להיות מועסק גם כדי להבדיל את שחלת בקר תאים של אוכלוסיות אחרות בתוך בלוטת יותרת הכליה, קרי, אנדותל, דרכים, ואת תאי לשד.

Innervated על ידי נוירונים preganglionic אוהדת ליבת יותרת הכליה מאופיין על ידי תאים basophilic עם ציטופלזמה פרטנית המכיל אפינפרין ונוראפינפרין. לשד תאים נקראים “chromaffin” בשל תכולה גבוהה של catecholamines בצורת פיגמנט חום לאחר חמצון14. טירוזין hydroxylase (ה) הוא האנזים מזרז את הצעד הגבלת קצב הסינתזה של catecholamines ו, ב בלוטת יותרת הכליה, מתבטאת רק לשד ה-15.

כאן אנו מציגים פרוטוקול עבור הבידוד של העכבר בלוטת יותרת הכליה, עיבודם להטבעת פרפין, חלוקתה, ואת שיטה לבצע immunofluorescence מכתים במקטעי האדרנל כדי לזהות את סוגי הסלולר המהוות קליפת יותרת הכליה ואת לשד. פרוטוקול זה הוא תקן במעבדה שלנו עבור immunostaining עם מספר נוגדנים בשימוש שגרתי במחקר שלנו.

Protocol

כל השיטות בוצעו על פי פרוטוקולים המאושרות כמוסד תחת auspice הוועדה האוניברסיטה על שימוש ובעלי טיפול ב אוניברסיטת מישיגן. 1. הכנה לניתוח ביום לפני הניתוח, להכין 4% paraformaldehyde (PFA) / פוספט buffered תמיסת מלח (PBS). במקרה של aliquots קפואים, המשך להפשיר אחד ולאחסן ב 4 º C.הערה: 4% PFA אינה יציבה …

Representative Results

איור 1 מייצג תיאור סכמטי של פרוטוקול כל המתואר לעיל. בלוטת יותרת הכליה נקצרים מן העכברים, רקמת שומן הסמוכה הסרת תחת מיקרוסקופ ויבתר ו יותרת הכליה ואז המתוקנים ב- 4% מחברים. לאחר שלב זה, האנדרנלין, המוטבעות פרפין, מעובדים למחלקה עם מיקרוטום לחתוך את האיבר פרו?…

Discussion

פרוטוקול זה מתאר שיטה בידודו של העכבר יותרת הכליה יחד עם ההכנה, צביעה של העכבר פרפין-מוטבע משרטוטי האדרנלים.

לעומת פרוטוקולים אחרים שבדקנו, פרוטוקול immunofluorescence זה הוכיח מתאים עבור הרוב המכריע של נוגדנים בשימוש המעבדה שלנו. עם זאת, במקרים מסוימים זה עשוי לדרוש כמה התאמות כדי ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

אנו מודים ד ר פרהיוט אבבה זובייר על ההערות המועילות שלו וסיוע טכני בהקמה של פרוטוקול זה. עבודה זו נתמכה על ידי במכון הלאומי של סוכרת, העיכול, מחלות כליה, נבחרת מוסדות של הבריאות מחקר גרנט 2R01-DK062027 (ל G.D.H).

Materials

24-well cell culture plate Nest Biotechnology Co. 0412B
Disposable needles 25Gx5/8" Exel International 26403
Paraformaldehyde (PFA) Sigma-Aldrich  P6148
Paraplast plus  McCormik scientific 39502004 Paraffin for tissue embedding
Shandon biopsy cassettes II with attached lid Thermo scientific 1001097 Cassettes for tissue processing
High Profile Microtome Blades Accu-Edge 4685 Disposable stainless steel blades
Peel-a-way disposable plastic tissue embedding molds Polysciences Inc. 18986 Truncated,22mm square top tapered to 12mm bottom
Superfrost Plus Microscope Slides Fisherbrand 12-550-15 75x25x1 mm
Xylene Fisher Chemical X5P1GAL 
200 Proof Ethanol Decon Labs, Inc.
Certi-Pad Gauze pads  Certified Safety Mfg, Inc 231-210 3"x3. Sterile latex free gauze pads
M.O.M kit  Vector laboratories BMK-2202 For detecting mouse primary antibodies on mouse tissue
KimWipes Kimtech 34155 Wipes 4.4×8.4 inch
Super PAP PEN Invitrogen  00-8899 Pen to draw on slides
Microscope cover glass  Fisherbrand 12-544-D Size: 22x50x1.5
DAPI Sigma D9542  (Prepared in 20mg/mL stock)
ProLong Gold antifade reagent Molecular Probes P36930 Mounting agent for immunofluorescence
X-cite series 120Q Lumen Dynamics Light source
Coolsnap Myo Photometrics Camera
Optiphot-2  Nikon Microscope
microtome Americal Optical
Tissue embedder Leica EG1150 H 
Tissue processor  Leica ASP300S
Normal goat serum Sigma G9023
Mouse anti-TH Millipore MAB318 Primary antibody
Rabbit anti-SF1 Ab proteintech group (PTGlabs)  custom made Primary antibody
Alexa-488 Mouse IgG  raised goat Jackson ImmunoResearch 115-545-003  Secondary antibody
Dylight-549 Rabbit IgG raised goat Jackson ImmunoResearch 111-505-003 Secondary antibody
Citrate acid anhydrous Fisher Chemical A940-500
NIS-Elements Basic Research  Nikon Software for imaging

References

  1. Brandtzaeg, P. The increasing power of immunohistochemistry and immunocytochemistry. Journal of Immunological Methods. 216 (1-2), 49-67 (1998).
  2. Matos, L. L., Trufelli, D. C., de Matos, M. G., da Silva Pinhal, M. A. Immunohistochemistry as an important tool in biomarkers detection and clinical practice. Biomark Insights. 5, 9-20 (2010).
  3. Coons, A. H., Creech, H. J., Jones, R. N. Immunological properties of an antibody containing a fluorescent group. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. 47 (2), 200-202 (1941).
  4. Lerario, A. M., Finco, I., LaPensee, C., Hammer, G. D. Molecular Mechanisms of Stem/ Progenitor Cell Maintenance in the Adrenal Cortex. Frontiers in Endocrinology. 8, (2017).
  5. Yates, R., et al. Adrenocortical Development, Maintenance, and Disease. Endocrine Gland Development and Disease. 106, 239-312 (2013).
  6. Jones, I. C. Variation in the Mouse Adrenal Cortex with Special Reference to the Zona Reticularis and to Brown Degeneration, Together with a Discussion of the Cell Migration Theory. Quarterly Journal of Microscopical Science. 89 (1), 53 (1948).
  7. Sucheston, M. E. C., Samuel, M. The Transient-Zone in the Human and Mouse Adrenal Gland. The Ohio Journal of Science. 72, 120-126 (1972).
  8. Guasti, L., Paul, A., Laufer, E., King, P. Localization of Sonic hedgehog secreting and receiving cells in the developing and adult rat adrenal cortex. Molecular and Cellular Endocrinology. 336 (1-2), 117-122 (2011).
  9. Pihlajoki, M., Dorner, J., Cochran, R. S., Heikinheimo, M., Wilson, D. B. Adrenocortical zonation, renewal, and remodeling. Frontiers in Endocrinology. 6, 27 (2015).
  10. Farese, R. V., Walther, T. C. Lipid Droplets Finally Get a Little R-E-S-P-E-C-T. Cell. 139 (5), 855-860 (2009).
  11. Shen, W. J., Azhar, S., Kraemer, F. B. Lipid droplets and steroidogenic cells. Experimental Cell Research. 340 (2), 209-214 (2016).
  12. Finco, I., LaPensee, C. R., Krill, K. T., Hammer, G. D. Hedgehog signaling and steroidogenesis. Annual Review of Physiology. 77, 105-129 (2015).
  13. Paul, A., Laufer, E. Endogenous biotin as a marker of adrenocortical cells with steroidogenic potential. Molecular and Cellular Endocrinology. 336 (1-2), 133-140 (2011).
  14. Lowe, J., Anderson, P. . Stevens & Lowe’s Human Histology, 4th Edition. , 263-285 (2015).
  15. Nagatsu, T. Genes for human catecholamine-synthesizing enzymes. Neuroscience Research. 12 (2), 315-345 (1991).
  16. Berthon, A., et al. Age-dependent effects of Armc5 haploinsufficiency on adrenocortical function. Human Molecular Geneticst. 26 (18), 3495-3507 (2017).
  17. Brown, C. Antigen retrieval methods for immunohistochemistry. Toxicologic Pathology. 26 (6), 830-831 (1998).
  18. Billinton, N., Knight, A. W. Seeing the wood through the trees: a review of techniques for distinguishing green fluorescent protein from endogenous autofluorescence. Analytical Biochemistry. 291 (2), 175-197 (2001).
  19. Hirsch, R. E., San George, R. C., Nagel, R. L. Intrinsic fluorometric determination of the stable state of aggregation in hemoglobins. Analytical Biochemistry. 149 (2), 415-420 (1985).
  20. Whittington, N. C., Wray, S. Suppression of Red Blood Cell Autofluorescence for Immunocytochemistry on Fixed Embryonic Mouse Tissue. Current Protocols in Neuroscience. 81, 28 (2017).
  21. Watson, J. Suppressing autofluorescence of erythrocytes. Biotechnic & Histochemistry. 86 (3), 207 (2011).
  22. Epp, J. R., et al. Optimization of CLARITY for Clearing Whole-Brain and Other Intact Organs. eNeuro. 2 (3), (2015).
  23. Erturk, A., et al. Three-dimensional imaging of solvent-cleared organs using 3DISCO. Nature Protocols. 7 (11), 1983-1995 (2012).

Play Video

Cite This Article
Finco, I., Hammer, G. D. Isolation, Fixation, and Immunofluorescence Imaging of Mouse Adrenal Glands. J. Vis. Exp. (140), e58530, doi:10.3791/58530 (2018).

View Video