A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
هنا ، نقدم بروتوكولًا للكشف عن الأجسام المضادة الفلورية بوساطة البروتينات في الاستعدادات الكاملة لأجنة ويرقات سمك الحمار الوحشي.
المناعة هي تقنية تستخدم على نطاق واسع لاستكشاف التعبير عن البروتين وتوطينه خلال كل من حالات النمو والأمراض الطبيعية. على الرغم من أن العديد من بروتوكولات الكيمياء المناعية قد تم تحسينها لأنسجة الثدييات وأقسام الأنسجة ، فإن هذه البروتوكولات غالبًا ما تتطلب التعديل والتحسين للكائنات النموذجية غير الثديية. تستخدم سمكة الحمار الوحشي بشكل متزايد كنظام نموذجي في البحوث الأساسية والطبية الحيوية والانتقالية للتحقيق في الآليات الجزيئية والوراثية والبيولوجية للخلايا في عمليات التطوير. حمار وحشي تقدم العديد من المزايا كنظام نموذجي ولكن أيضا تتطلب تقنيات معدلة للكشف عن البروتين الأمثل. هنا ، نقدم بروتوكولنا لكامل جبل الفلورالكيمياء المناعية في أجنة حمار وحشي واليرقات. ويصف هذا البروتوكول بالإضافة إلى ذلك عدة استراتيجيات مختلفة للتركيب يمكن استخدامها ونظرة عامة على المزايا والعيوب التي توفرها كل استراتيجية. كما نصف أيضًا التعديلات المدخلة على هذا البروتوكول للسماح بالكشف عن ركائز الكروموجين في أنسجة اليتصاعد الكاملة والكشف عن الفلورسينس في أنسجة اليرقات المقطعة. ينطبق هذا البروتوكول بشكل عام على دراسة العديد من مراحل النمو والهياكل الجنينية.
ظهر سمك الحمار الوحشي(Danio rerio)كنموذج قوي لدراسة العمليات البيولوجية لعدة أسباب بما في ذلك وقت الجيل القصير ، والتطور السريع ، وسهولة التقنيات الوراثية. ونتيجة لذلك، تستخدم عادة حمار وحشي في المستويات العالية من الإنتاجية الصغيرة الجزيئات شاشات للبحوث السمية واكتشاف المخدرات. كما أن سمك الحمار الوحشي هو نموذج جذاب لدراسة عمليات النمو بالنظر إلى أن أنثى واحدة يمكنها إنتاج 50-300 بيضة بشكل روتيني في كل مرة، وأن الأجنة الواضحة بصريًا تتطور خارجيًا مما يسمح بالتصور الفعال لعمليات النمو. ومع ذلك، اعتمدت الأبحاث المبكرة في الغالب على الشاشات الوراثية الأمامية باستخدام N-إيثيل-ن-نيتروسوريا (ENU) أو غيرها من المغيرات بسبب التحديات في إنشاء تقنيات وراثية عكسية. منذ ما يقرب من عقدين من الزمان ، تم استخدام موربولينو لأول مرة في حمار وحشي لضرب الجينات المستهدفة1. مورفولينوس هي قلة القلة المضادة للشعور الصغيرة التي تمنع ترجمة مرنا المستهدفة بعد الحقن المجهري في الجنين في مرحلة مبكرة من النمو. نقطة ضعف رئيسية من موربولينوس هو أنها مخففة كما تنقسم الخلايا وتفقد فعاليتها عموما من قبل 72 ساعة بعد الإخصاب (hpf). في حين أن morpholinos لا تزال أداة قوية لتعطيل الجينات حمار وحشي، النسخ المنشط مثل تأثير nucleases (TALENs)، nucleases الزنك الإصبع (ZFNs)، ومتجمعة بانتظام يكرر palindromic قصيرة (CRISPRs) يتم استخدامها في الآونة الأخيرة لاستهداف الجينوم حمار وحشي مباشرة2،3. وقد أنشأت هذه الاستراتيجيات الجينية العكسية، إلى جانب علم الوراثة إلى الأمام وشاشات الإنتاجية العالية، سمك الحمار الوحشي كنموذج قوي لدراسة التعبير الجيني والوظيفة.
تتطلب القدرة على دراسة وظيفة الجينات بشكل عام تقييمًا للتوزيع المكاني والزمني للتعبير عن الجينات أو المنتجات الجينية. الأسلوبان الأكثر استخداماً لتصور أنماط التعبير هذه أثناء التطوير المبكر هما التهجين في الموقع (ISH) وكيمياء الهيستوكيميائية الكاملة (IHC). في الموقع تم تطوير التهجين لأول مرة في عام 1969 ويعتمد على استخدام مسابير الحمض النووي الريبي المضادة للتحسس للكشف عن تعبير مرنا في كائن حي4. في المقابل، يتم استخدام الأجسام المضادة المسماة في الكيمياء المناعية لتصور التعبير البروتيني. تعود فكرة وضع العلامات على البروتينات للكشف عنها إلىعام 1930 و5 وتم نشر أول تجربة للسنة الدولية للخدمات الإنسانية في عام 1941 عندما تم استخدام الأجسام المضادة المسماة FITC للكشف عن البكتيريا المسببة للأمراض في الأنسجة المصابة6. وقد تطورت ISH وIHC بشكل ملحوظ على مدى العقود اللاحقة ، وتستخدم الآن على حد سواء بشكل روتيني في مختبر البحوث الجزيئية والتشخيصية7،8،9،10،11. في حين أن كلا التقنيتين لها مزايا وعيوب ، تقدم المدينة العالمية للخدمات الإنسانية العديد من الفوائد على ISH. عمليا ، هو أقل بكثير من الوقت المستهلكة من ISH وعموما أقل تكلفة اعتمادا على تكلفة الأجسام المضادة الأولية. وبالإضافة إلى ذلك، التعبير مرنا ليست دائما مقياس موثوق به من التعبير البروتين كما ثبت في الفئران والبشر أن حوالي ثلث فقط من البروتين وفرة الاختلاف يمكن تفسيره من قبل وفرة مرنا12. لهذا السبب، تعد المدينة العالمية للخدمات الإنسانية مكملاً هاماً لتأكيد بيانات ISH، عندما يكون ذلك ممكناً. وأخيراً، يمكن أن توفر المدينة العالمية للخدمات الإنسانية بيانات دون خلوية وبيانات توطين مشترك لا يمكن تحديدها بواسطة ISH13و14و15. هنا ، نصف طريقة خطوة بخطوة للكشف الموثوق عن البروتينات عن طريق الكيمياء المناعية في أجنة ويرقات حمار وحشي جبل كامل. الهدف من هذه التقنية هو تحديد التعبير المكاني والزماني لبروتين مهم في الجنين بأكمله. تستخدم هذه التقنية الأجسام المضادة الأولية الخاصة بالمستضدات والأجسام المضادة الثانوية الموسومة بالفلور. البروتوكول قابل للتكيف بسهولة للاستخدام على أقسام الأنسجة المثبتة على الشرائح وللاستخدام مع ركائز كروموجينية بدلاً من الفلورسينس. باستخدام هذا البروتوكول, ونحن نثبت أن تطوير حمار وحشي العضلات الهيكل العظمي يعبر عن مستقبلات الغلوتامات ionotropic, بالإضافة إلى مستقبلات أستيل. NMDA من نوع الغلوتامات مستقبلات الوحدات الفرعية يمكن الكشف عنها على العضلات الطولية في 23 hpf.
تمت الموافقة على إجراءات العمل مع البالغين والمستثرين من تربية سمك الحمار الوحشي الموصوفة في هذا البروتوكول من قبل لجنة الرعاية والاستخدام المؤسسي للحيوانات في جامعة ولاية موراي.
1. جمع الأجنة والتثبيت
2. إعداد الجنين
3. حضانة الأجسام المضادة الأولية
4. حضانة الأجسام المضادة الثانوية
خطوات اختيارية
5- التبييض
6. تشريح الجنين وإزالة الصفار
7. تركيب شقة على الشرائح
8. تصاعد في أغاروز
9. تصاعد على الشرائح جسر
10. DAB تلطيخ
ملاحظة: يبدأ هذا القسم بعد الخطوة 4.2 أعلاه ويحل محل بقية الخطوة 4.
11. بروتوكول تعديل لتلطيخ الأنسجة المقطعة التي يتم تركيبها على الشرائح
12 - الوثائق
كامل جبل المناعةhistochemistry يستخدم الأجسام المضادة للكشف عن النمط المكاني للتعبير البروتين في الحيوان سليمة. سير العمل الأساسي للكيمياء المناعية (الموضحة في الشكل 1)ينطوي على تربية سمك الحمار الوحشي ، ورفع وإعداد الأجنة ، ومنع المستضدات غير محددة ، وذلك باس?...
المناعة هي أداة متعددة الاستخدامات التي يمكن استخدامها لتوصيف التعبير المكاني والزماني من أي بروتين تقريبا من الفائدة في كائن حي. يستخدم الكيمياء المناعية على مجموعة واسعة من الأنسجة والكائنات الحية النموذجية. وقد تم تحسين هذا البروتوكول للاستخدام في حمار وحشي. قد تتطلب الكيمياء المناع?...
وليس لدى أصحاب البلاغ أي معلومات للكشف عنها.
التمويل من المعاهد القومية للصحة منحة 8P20GM103436 14.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Agarose | Fisher Scientific | BP160-100 | |
Aluminum foil, heavy duty | Kirkland | Any brand may be substituted | |
Anti-NMDA antibody | Millipore Sigma | MAB363 | |
Anti-phospho-Histone H3 (Ser10), clone RR002 | Millipore Sigma | 05-598 | |
Anti-pan-AMPA receptor (GluR1-4) | Millipore Sigma | MABN832 | |
Bovine serum albumin (BSA) | Fisher Scientific | BP1600-100 | |
Calcium Nitrate [Ca(NO3)2] | Sigma Aldrich | C4955 | |
Centrifuge tubes, 1.5 mL | Axygen | MCT150C | |
Clear nail polish | Sally Hanson | Any nail polish or hardener may be subsituted | |
Depression (concavity) slide | Electron Miscroscopy Sciences | 71878-01 | |
Diaminobenzidine | Thermo Scientific | 1855920 | |
Embryo medium, Danieau, 30% | 17.4 mM NaCl, 0.21 mM KCl, 0.12 mM MgS04, 0.18 mM Ca(NO3)2, 1.5 mM HEPES in ultrapure water. | ||
Embryo medium, E2 | 7.5 mM NaCl, 0.25 mM KCl, 0.5 mM MgSO4, 75 μM KH2PO4, 25 uM Na2HPO4, 0.5 mM CaCl2, 0.35 mM NaHCO3, 0.5 mg/L methylene blue | ||
Floating tube holder | Thermo Scientific | 59744015 | |
Fluorescence compound microscope | Leica Biosystems | DMi8 | |
Fluorescence stereomicroscope | Leica Biosystems | M165-FC | |
Glass coverslips 18 mm x 18 mm | Corning | 284518 | |
Glass coverslips 22 mm x 60 mm | Thermo Scientific | 22-050-222 | |
Glass slides | Fisher Scientific | 12-544-4 | |
Glycerol | Fisher Scientific | BP229-1 | |
Goat anti-mouse IgG Alexa 488 | Invitrogen | A11001 | |
HEPES solution | Sigma Aldrich | H0887 | |
Humid chamber with lid | Simport | M920-2 | |
Hydrogen peroxide, 30% | Fisher Scientific | H325-500 | |
Immunedge pap pen | Vector labs | H-4000 | |
Insect pins, size 00 | Stoelting | 5213323 | |
Magnesium Sulfate (MgSO4 · 7H2O) | Sigma Aldrich | 63138 | |
Mesh strainer | Oneida | Any brand may be substituted | |
Methanol | Sigma Aldrich | 34860 | |
Methylene blue | Sigma Aldrich | M9140 | |
Micro-tube cap lock | Research Products International | 145062 | |
Microwave oven | Toastmaster | ||
Mouse IgG | Sigma Aldrich | I8765 | |
Normal goat serum | Millipore Sigma | S02L1ML | |
Nutating mixer | Fisher Scientific | 88-861-044 | |
Paraformaldehyde | Fisher Scientific | 04042-500 | |
Pasteur pipettes | Fisher Scientific | 13-678-20C | |
PBTriton | 1% TritonX-100 in 1x PBS | ||
Permount mounting medium | Fisher Chemical | SP15-500 | |
Petri dish (glass) | Pyrex | 3160100 | |
Petri dish (plastic) | Fisher Scientific | FB0875713 | |
1-phenyl 2-thiourea | Acros Organics | 207250250 | |
Phosphate buffered saline (PBS), 10x, pH 7.4 | Gibco | 70011-044 | |
Phosphate buffered saline (PBS), 1x | 1x made from 10x stock diluted in dH2O | ||
Potassium Chloride (KCl) | Sigma Aldrich | P9333 | |
Potassium Hydroxide (KOH) | Fisher | P250-500 | |
Potassium Phosphate Monobasic (KH2PO4) | Sigma Aldrich | P5655 | |
Pronase | Sigma Aldrich | 10165921001 | |
Proteinase K | Invitrogen | AM2544 | |
Sodium Chloride (NaCl) | Sigma Aldrich | S7653 | |
Sodium Phosphate Dibasic (Na2HPO4) | Sigma Aldrich | S7907 | |
Spawning tank with lid and insert | Aquaneering | ZHCT100 | |
SuperBlock PBS | Thermo Scientific | 37515 | |
Superfrost + slides | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
Superglue gel | 3M Scotch | ||
TNT | 100 mM Tris, pH 8.0; 150 mM NaCl; 0.1% Tween20; made in dH2O | ||
Transfer pipette | Fisher | 13-711-7M | |
Trichloracetic Acid (Cl3CCOOH) | Sigma Aldrich | T6399 | |
Tris Base | Fisher Scientific | S374-500 | |
TritonX-100 | Sigma Aldrich | T9284 | |
Tween20 | Fisher Scientific | BP337-500 | |
Ultrafine forceps | Fisher Scientific | 16-100-121 | |
Water, ultrapure/double distilled | Fisher Scientific | W2-20 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved