كانت جميع الفئران المستخدمة من السلالة الوراثية C57BL/6J (انظر جدول المواد). تم تسلسل هذه السلالة بالكامل وهي قياسية للعديد من الدراسات حول بنية المبيض ووظيفته. تم إيواء الفئران وفقا لإرشادات المعاهد الوطنية للصحة ، وتمت الموافقة على الإجراءات التي تم تنفيذها من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوانات المؤسسية في مختبر جاكسون. وترد الكواشف والتركيبات المستخدمة في هذا البروتوكول في جدول المواد والجدول 1 على التوالي.
1. إعداد الكواشف
- المثبت: تحضير 4٪ بارافورمالديهايد (PFA) في 1x PBS. على سبيل المثال ، بالنسبة ل 24 عينة (0.5 مل / عينة = 12 مل الحجم الكلي) ، أضف 3 مل من 16٪ PFA المجهري الإلكتروني إلى 9 مل من 1x PBS.
- المخزن المؤقت للنفاذية
- قم بقياس كحول البولي فينيل (PVA) في كوب بلاستيكي سعة 250 مل يحتوي على 1x PBS في اليوم السابق لحاجة إلى المخزن المؤقت للنفاذ. حرك المحلول طوال الليل للسماح ل PVA بالذوبان تماما.
- أضف بوروهيدريد الصوديوم إلى PVA المذاب واترك الخليط يتجانس لمدة 3-5 دقائق تقريبا. توقع الحل للرغوة.
- أضف Triton X-100 إلى الحل واستخدم المخزن المؤقت بمجرد حل Triton X-100.
ملاحظة: يستغرق PVA وقتا طويلا حتى يذوب (3 ساعات على الأقل) ، ويعتمد تغلغل الجسم المضاد على مدى ذوبانه. بالنسبة للمبايض الكبيرة ، من الأهمية بمكان إذابة PVA تماما.
- حظر المخزن المؤقت
- قم بقياس ألبومين مصل البقر (BSA) في كوب مع 1x PBS. حرك المحلول حتى يذوب BSA.
- أضف الجلايسين وتريتون X-100 والبنسلين والستربتومايسين وأزيد الصوديوم. يحرك المزيج حتى يتجانس المحلول. انقل المخزن المؤقت إلى زجاجة وخزنه على درجة حرارة 4 درجات مئوية. أضف مصل الماعز العادي قبل الاستخدام.
- المخزن المؤقت للغسيل: قم بقياس PVA في كوب يحتوي على 1x PBS. حرك المحلول بين عشية وضحاها للسماح ل PVA بالذوبان. أضف تريتون X-100 وأزيد الصوديوم. بمجرد خلط المخزن المؤقت ، قم بتخزينه عند 4 درجات مئوية.
- محلول ScaleS4 (0) (الرقم الهيدروجيني 8.1): يذوب D-sorbitol في PBS في كوب مع التحريك عند ≤100 درجة مئوية. أضف اليوريا إلى المحلول ، وبمجرد ذوبان اليوريا ، أطفئ الحرارة واترك المحلول يحرك حتى يذوب تماما. يضاف الجلسرين وثنائي ميثيل سلفوكسيد ، ويحرك حتى يتجانس المحلول. تخزين الحل في درجة حرارة الغرفة في الظلام.
ملاحظة: يجب أن يكون محلول ScaleS4 (0) طازجا في اليوم الأول من تطهير المبايض.
- حل ScaleCUBIC-1
- تذوب اليوريا في كوب يحتوي على PBS مع التحريك عند درجة حرارة ≤100 درجة مئوية. قم بقياس N,N,N′,N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine في كوب منفصل ، ثم أضف اليوريا الذائبة ، وحرك عند درجة حرارة ≤100 درجة مئوية حتى تذوب الكواشف تماما. بمجرد أن تصبح جميع الكواشف في المحلول ، أطفئ الحرارة ، وابرد في درجة حرارة الغرفة. يخزن في الظلام.
- قم بتفريغ المحلول عن طريق نقله إلى قارورة تصفية. قم بتوصيل القارورة بفراغ باستخدام الأنابيب ، وقم بتغطية القارورة ، وقم بتشغيل الفراغ حتى تختفي الفقاعات في المحلول. استخدم المحلول بعد إزالة الغاز هذه.
ملاحظة: يمكن تخزين الحل في الظلام لاستخدامه لمدة تصل إلى شهر.
- محلول السكروز: إذابة السكروز في 1x PBS. ثم قم بإزالة المحلول قبل الاستخدام.
ملاحظة: قم بإعداد المحلول طازجا قبل الاستخدام.
- حل ScaleCUBIC-2
- يذوب السكروز في كوب يحتوي على PBS مع التحريك عند درجة حرارة ≤100 درجة مئوية. يضاف اليوريا ويحرك المزيج عند درجة حرارة ≤100 درجة مئوية حتى تذوب اليوريا. أطفئ الحرارة.
- أضف ثلاثي إيثانولامين وتريتون X-100. يحرك المزيج حتى يتجانس المحلول. اترك المحلول يبرد إلى درجة حرارة الغرفة ويخزن في الظلام. قم بتفريغ المحلول قبل الاستخدام.
ملاحظة: يمكن تخزين الحل في الظلام لاستخدامه لمدة تصل إلى شهر.
2. تشريح وتثبيت المبايض قبل الولادة (الشكل 1 أ)
- تزاوج الإناث البالغات (≥8 أسابيع) والذكور وفقا للبروتوكول المؤسسي المعتمد. تحقق من وجود سدادات مهبلية كل صباح.
ملاحظة: يتم تعيين صباح القابس المهبلي على أنه 0.5 أيام بعد الجماع (d.p.c) أو E0.5.
- في يوم التشريح ، قم بإعداد 4٪ paraformaldehyde (PFA) و aliquot ~ 0.5 مل في أنابيب الطرد المركزي الدقيقة ، الموضوعة على جانب المقعد (~ 4 لكل أنثى حامل).
ملاحظة: PFA مادة خطرة ويجب التعامل معها تحت غطاء كيميائي.
- تحضير ثلاث صفائح 100 مم تحتوي على ~ 10 مل من 1x محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) لكل أنثى حامل (لحصاد الرحم ، لتشريح مجمع المبيض الميزونيفروسي ، وعزل المبايض).
- القتل الرحيم للإناث الحوامل اللواتي يحملن أجنة مرحلة النمو المفضلة ويشرعن في تشريحها. القتل الرحيم لا يزيد عن 1-2 أنثى في وقت واحد. استخدم بروتوكولا معتمدا للقتل الرحيم للفئران الحامل (على سبيل المثال ، التعرض لثاني أكسيد الكربون2 متبوعا بخلع عنق الرحم).
- بمجرد القتل الرحيم للأنثى ، رش البطن بنسبة 70٪ من الإيثانول. باستخدام الملقط ، ارفع جلد البطن واستخدم المقص لإجراء شق على شكل حرف V من خلال جدار البطن والجسم. قطع على طول جانبي الشق وتقشير الجلد مرة أخرى لفضح الأعضاء الداخلية والأجنة في الرحم.
- باستخدام الملقط والمقص ، قم بقطع وفصل الرحم مع الأجنة عن دهون البطن وشرايين المبيض والأوردة. قم بإزالة الرحم وضعه في صفيحة 100 مم تحتوي على 1x PBS. إطلاق الأجنة في PBS عن طريق قطع جدار الرحم وثقب كيس صفار البيض. قطع الحبل السري.
ملاحظة: بالنسبة للأجنة التي يقل عمرها عن 15 يوما في الحمل ، يضمن القتل الرحيم للأم وإزالتها من الرحم الموت السريع للجنين. يجب قتل الأجنة التي يزيد عمرها عن 15 يوما في فترة الحمل حتى الولادة بقطع الرأس.
- انقل الجنين إلى طبق جديد مع 1x PBS طازجة. لقطع رأس الجنين E15.5 ، قم بتثبيت الطرفين الخلفيين بدقة على اللوحة باستخدام ملقط لشل حركة الجنين. باستخدام زوج ثان من الملقط المثبتة في اليد المهيمنة ، أمسك الرقبة بين شقوق الملقط واضغط لقطع رأس الجنين ، أو استخدم المقص لقطع الرقبة.
- باستخدام ملقط اليد المهيمن ، اقطع أسفل الأطراف الأمامية واسحب الجزء العلوي من الجسم برفق بعيدا. بعد ذلك ، أدخل نقطة نهاية واحدة من ملقط اليد المهيمنة في التجويف البريتوني عموديا في فتحة منطقة البطن بينما تبقى نقطة النهاية الأخرى للملقط في الخارج. أغلق الملقط ، وقرص جدار الجسم لقطعه ، وفضح الأعضاء الداخلية.
- باستخدام نفس الملقط ، قم بإزالة الأعضاء بلطف ، بما في ذلك الأمعاء والكبد ، حتى تصبح الكلى والأعضاء التناسلية مرئية. تحديد جنس الجنين: في E15.5 ، يكون للمبايض شكل ممدود يشبه النقانق بينما تكون الخصيتان بيضاويتين.
ملاحظة: في المراحل المبكرة، قد تكون هناك حاجة إلى التنميط الجيني لتحديد الجنس.
- باستخدام زوج واحد من الملقط ، أمسك الجنين الأنثوي لأسفل واستخدم الملقط الآخر لفهم كل مركب ميزونفروس-مبيض وفصله بلطف عن الكلى والقنوات المولرية. ضع المبيضين في صفيحة جديدة مع 1x PBS ، واترك الميزونيفروس متصلا ، ولكن قم بإزالة الأنسجة المحيطة لضمان تعرض المبيضين. ضع كلا المبيضين في ~ 0.5 مل من 4٪ PFA في أنابيب أجهزة الطرد المركزي الدقيقة وقم بإصلاحه عند 4 درجات مئوية بين عشية وضحاها. في اليوم التالي ، استبدل PFA بالإيثانول بنسبة 70٪.
- لتشريح وتثبيت مبايض E18.5 ، افصل الأجنة عن الرحم كما هو موضح أعلاه ثم اتبع بروتوكول الجراء قبل البلوغ الموصوف في القسم 3 (الشكل 1B).
3. تشريح وتثبيت المبيضين قبل البلوغ (الشكل 1B)
- تحضير 4٪ PFA و aliquot ~ 0.5 مل في أنابيب 1.5 مل ووضعها على جانب المقعد (~ أنبوب واحد لكل جرو). تحضير لوحات 35 مم مع 1x PBS (~ واحد لكل جرو). القتل الرحيم للجراء باستخدام البروتوكول المؤسسي المعتمد.
ملاحظة: قطع الرأس هو الطريقة المفضلة للقتل الرحيم للفئران التي يبلغ عمرها 8 أيام أو أقل. يمكن قطع رأس الفئران حديثي الولادة باستخدام مقص تشريح 3-4 بوصات أو مقص Mayo مقاس 5-7 بوصات.
- تحديد جنس الجراء عن طريق قياس المسافة الشرجية التناسلية ، والتي هي أكبر في الذكور منها في الإناث. استخدم مقص قطع الرأس الحاد لقطع رؤوس الجراء الإناث. ضع الجسم ، الجانب المفتوح لأسفل ، على منشفة ورقية لتصريف الدم (~ 5-10 ثانية).
- تأمين الجرو على ظهره عن طريق وضع دبوس في وسادة مخلب كل قدم. رش البطن مع 70 ٪ من الإيثانول. استخدم الملقط لإبقاء جلد الجرو بعيدا عن الجسم واستخدم المقص لإجراء شق صغير على شكل حرف V في جلد أسفل البطن.
- أدخل المقص في الشق تحت الجلد وقطعه على جانبي البطن. استخدم الملقط لتقشير الجلد بلطف والكشف عن أسفل البطن. حرك الأمعاء بلطف لأعلى وحدد موقع قرون الرحم بجوار المثانة. اتبع كل قرن رحمي نحو الكلى وحدد موقع المبيض مع الأنسجة الدهنية المحيطة أسفل كل كلية.
- لتشريح المبيضين ، امسك قرن الرحم أسفل المبيض وقناة البيض بزوج واحد من الملقط (الملقط A ، الشكل 1B) وارفعه بلطف بعيدا عن الجسم. باستخدام زوج آخر من الملقط (الملقط B) ، أمسك بلطف أسفل الزوج الأول من الملقط بحيث يكون المبيض وقناة البيض في الوسادة الدهنية مرئيين فوق الزوج الثاني من الملقط. ثم ، اقطع أسفل الزوج الثاني من الملقط بالمقص أو اسحبه بعناية لفصل المبيضين والأنسجة المرفقة.
- ضع الأعضاء المعزولة في لوحة مع 1x PBS. قم بتقليم الأنسجة الدهنية الزائدة وقناة البيض وقرن الرحم لتنظيف المبيض وعزله. افتح الجراب المحيط بالمبيض بدقة وكشف المبيض بأكمله.
- قم بتقليم غشاء الجراب دون إتلاف المبيض واترك الأنسجة حول الهيلوم (بنية تشبه الرباط بين المبيض والجهاز التناسلي) للتعامل مع المبيض ، كما هو موضح في الشكل 1B ، P5. بمجرد تقليم المبيضين ، ضعهما في 4٪ PFA وأصلح المبيضين عند 4 درجات مئوية بين عشية وضحاها. في اليوم التالي ، استبدل 4٪ PFA بالإيثانول بنسبة 70٪ وخزن المبيضين عند 4 درجات مئوية حتى خطوة بروتوكول تلطيخ المناعة.
4. تروية وتشريح وتثبيت مبايض البلوغ (الشكل 1C)
- الفئران المتدرجة وفقا للبروتوكولات المعتمدة مؤسسيا مع الفأر تحت التخدير العميق في غطاء الدخان الكيميائي. تحضير معدات التروية والكواشف. انظر البروتوكول المفصل في 42.
ملاحظة: التروية هي إجراء القتل الرحيم النهائي الذي يحل محل الدم في جميع أنحاء نظام الأوعية الدموية مع مثبت الأنسجة.
- وزن أنثى الفأر البلوغ (P28) وتسجيل وزن الفأر (عادة بين 13 جم إلى 15 جم). احسب كمية عامل التخدير المعتمد لاستخدامه.
ملاحظة: هنا ، تم استخدام 0.35 مل من ثلاثي برومو الإيثانول لكل 10 غرام من وزن الجسم في هذا البروتوكول.
- استخدم حقنة سعة 10 مل يمكن التخلص منها بإبرة 20 جم لملء المحقنة بعامل التخدير المعتمد. استبدل إبرة 20 جم بإبرة 26 جم × 3/8.
- كبح جماح الماوس بعناية عن طريق قشور جلد الرقبة الظهرية بيد واحدة. اقلب الماوس لكشف البطن. حقن الكمية المحسوبة مسبقا من المخدر في التجويف البريتوني. ضع الماوس في وعاء به غطاء حتى يصبح التخدير ساري المفعول (أي أن الماوس لم يعد يتحرك).
- بمجرد توقف الماوس عن الحركة ، اضغط بلطف على قدميه للتحقق من عدم وجود استجابة وتأكد من تخدير الماوس بالكامل قبل بدء التروية. ضع الماوس وثبته على ظهره عن طريق تثبيت جميع الأرجل الأربعة برفق من خلال منصات المخلب على اللوحة. تأكد من تثبيت الساقين في وضع مريح ، وليس التمدد الزائد.
- رش الماوس مع 70 ٪ من الإيثانول من البطن إلى منطقة الصدر. استخدم الملقط لقرص جلد البطن ورفعه بلطف ثم استخدم المقص لعمل قطع صغير على شكل حرف V عبر الجلد وجدار الجسم.
- ارفع رفرف الجلد بعيدا عن تجويف الجسم وأدخل المقص أسفل الجلد وجدار الجسم. قطع الجلد وجدار الجسم مباشرة نحو الرأس إلى حافة التجويف الصدري في القص.
- افتح التجويف الصدري عن طريق قطع الأضلاع بعناية على جانبي القص إلى أسفل الكتف مباشرة. احرص على عدم ثقب الرئتين أسفل القفص الصدري. أمسك بالجلد / اللوحات الضلعية بالملقط وقم بتثبيتها لفضح الأعضاء الداخلية.
- قم بتقليم أي نسيج بلطف، مثل الغدة الصعترية، قد يعيق الوصول الواضح إلى القلب. كشف جميع الأعضاء ، بما في ذلك الجهاز الهضمي ، للسماح بتأكيد بصري بأن الجسم كله منصهر ، بما في ذلك أسفل البطن.
- استخدم مقص التشريح لقص الأذين الأيمن للقلب وإطلاق الدم من النظام. أمسك القلب برفق باستخدام الملقط وأدخل إبرة تروية (متصلة بوحدة تحكم في المضخة التمعجية) في البطين الأيسر.
- ضخ ~ 10 مل من PBS ، مع ضغط لطيف ولكن ثابت ، حتى تتحول الأنسجة مثل الكبد والكلى والجهاز التناسلي (الشكل 1E ، F) من اللون الوردي إلى الأبيض. بعد ذلك ، استبدل PBS ب PFA طازج بنسبة 1٪ واستمر في التروية بحوالي 10 مل من PFA أو حتى يحدث الوخز في الجزء السفلي من جسم الماوس (على سبيل المثال ، الذيل).
ملاحظة: تشير هزات التثبيت هذه إلى نجاح التروية.
- بمجرد الانتهاء من التروية ، حدد موقع وسادة الدهون مع المبيضين أسفل الكلى وتشريح الجهاز التناسلي بأكمله بلطف ، بما في ذلك وسادة الدهون والمبيضين وقرون الرحم ، ووضع الجهاز في قارورة مع 4 ٪ PFA. إصلاح المبيضين في درجة حرارة الغرفة بين عشية وضحاها (~ 16-24 ساعة). بعد ذلك ، استبدل PFA بنسبة 4٪ بالإيثانول بنسبة 70٪ لمدة يوم واحد على الأقل وقم بتقليم المبيضين (الشكل 1E ، F) ، كما هو موضح أعلاه ، قبل البدء في بروتوكول تلطيخ المناعة.
5. تلطيخ مناعي كامل المبيض (الشكل 2A)
ملاحظة: مارس تقنيات معقمة أثناء بروتوكول التلطيخ المناعي ، خاصة عند تغيير المخازن المؤقتة ، لمنع التلوث أثناء فترات الحضانة الطويلة.
- قم بتنفيذ جميع خطوات التلطيخ المناعي في صفيحة من 24 بئرا ، كما هو موضح في الشكل 2A. اضبط وحدات تخزين الكاشف للتنسيقات الأخرى. غيري المخازن المؤقتة بعناية لتجنب فقدان المبيضين الصغيرين قبل الولادة وقبل البلوغ.
ملاحظة: يمكن استخدام تنسيقات أخرى ، مثل لوحات 48 و 96 بئرا ، ولكن الآبار العميقة والفتحات الأضيق تجعل من الصعب استنشاق المخازن المؤقتة دون فقدان المبيضين أو إتلافهما.
- اليوم 1
- ماصة 1 مل من PBS / بئر في عدد الآبار اللازمة في لوحة نظيفة من 24 بئرا. اقطع طرف ماصة 200 ميكرولتر لعمل فتحة واسعة واستخدمها لنقل المبيضين قبل البلوغ بلطف من أنابيب 1.5 مل مع 70٪ من الإيثانول إلى الآبار. بالنسبة لمبايض البلوغ ، استخدم طرف ماصة 1000 ميكرولتر مع قطع الطرف للنقل.
ملاحظة: يمنع الفتح الأوسع للطرف تلف الأنسجة أثناء النقل.
- بمجرد نقل جميع العينات إلى الآبار ، استخدم نصيحة جديدة لشفط PBS واستبدالها ب 0.8 مل طازجة من PBS / well. احتضان العينات في درجة حرارة الغرفة على شاكر في ~ 100-150 دورة في الدقيقة بين عشية وضحاها. ابدأ في إعداد المخزن المؤقت للنفاذية (انظر الجدول 1 والقسم 1 ).
ملاحظة: يمنع الطرف الجديد المبيضين من الالتصاق بالطرف ، وتسمح خطوة حضانة PBS للمبايض بالتوازن في PBS وإعادة الترطيب قبل التلطيخ.
- اليوم 2
- الانتهاء من إعداد المخزن المؤقت permeabilization. استنشاق PBS من الآبار واستبدالها ب 0.8 مل من المخزن المؤقت للنفاذية لكل بئر. ضع الألواح مرة أخرى على الخلاط واحتضن العينات في درجة حرارة الغرفة لمدة 4 ساعات.
- بعد 4 ساعات من الحضانة ، استنشق تماما المخزن المؤقت للنفاذية واستبدله ب 0.5 مل من المخزن المؤقت للحظر (انظر الجدول 1 والقسم 1 ). أغلق اللوحة بالبارافيلم لمنع التبخر ، وضعها في حاوية مغطاة بإحكام على شاكر ، واحتضن العينات بإثارة لطيفة في منع المخزن المؤقت بين عشية وضحاها (16-24 ساعة) في درجة حرارة الغرفة.
- اليوم 3
- تحضير الأجسام المضادة الأولية عن طريق التخفيف في منع المخزن المؤقت. لتصور البويضات، استخدم علامات البويضات، على سبيل المثال، الببتيداز الحمضي النووي المضاد للجراثيم (GCNA)/TRA98 لكل من مبايض ما قبل الولادة وما قبل البلوغ ومرطب الأرانب المضاد للصندوق الميت 4 (DDX4)/ماوس فاسا هومولوج (MVH) لكل من المبيضين قبل البلوغ والبلوغ. لتحديد تعبير LINE-1 ORF1p في مبايض ما قبل الولادة، استخدمي أرنب مضاد LINE-1 ORF1p أو أي جسم مضاد آخر متاح.
ملاحظة: لا يمكن اكتشاف إشارة GCNA/TRA98 في مبايض البلوغ.
- استنشاق المخزن المؤقت المانع من العينات واستبدله ب 0.5 مل من الأجسام المضادة الأولية المخففة. ختم اللوحة مع parafilm لمنع التبخر. ضع الألواح في وعاء به غطاء لمنع جفاف العينات أثناء الحضانة. ضع الحاوية على الخلاط واحتضن العينات لمدة 3-4 أيام في درجة حرارة الغرفة.
- اليوم 7
- قم بإزالة البارافيلم بلطف من الألواح وقم بشفط خليط الأجسام المضادة الأساسي من العينات. تخزين مخاليط الأجسام المضادة الأولية في 4 درجات مئوية (لمدة تصل إلى شهر أو ثلاثة استخدامات) وإعادة استخدامها في وقت لاحق عن طريق تكملة مع الأجسام المضادة الطازجة (على سبيل المثال، 2 ميكرولتر من أليكوت الأجسام المضادة الطازجة لكل 5 مل من الخليط المستخدم سابقا).
- أضف 1 مل من مخزن الغسيل العازل (انظر الجدول 1 والقسم 1 ) لكل بئر إلى العينات وهز الألواح بلطف لبضع ثوان لشطف الأجسام المضادة المتبقية. قم بشفط المخزن المؤقت للغسيل بعناية واستبدله بمخزن مؤقت للغسيل الطازج بسعة 0.8 مل وهز الألواح في درجة حرارة الغرفة طوال الليل.
- اليوم 8
- قم بشفط المخزن المؤقت للغسيل بين عشية وضحاها، واستبدله بمخزن مؤقت للغسيل الطازج سعة 0.8 مل، ثم رجه في درجة حرارة الغرفة لمدة 2 ساعة. كرر خطوة الغسيل باستخدام مخزن غسيل مؤقت جديد لمدة 2 ساعة أخرى.
- بعد الغسيل الأخير ، استبدل مخزن الغسيل المؤقت ب 0.5 مل من خلطات الأجسام المضادة الثانوية المخففة في مخزن مؤقت مانع ، على سبيل المثال ، الماعز المضاد للفئران Alexa Fluor 555 والماعز المضاد للأرانب Alexa Fluor 647 عند تخفيف 1: 1000. تحضير خليط الأجسام المضادة الثانوي طازجا لكل تجربة تلطيخ مناعي.
- ختم اللوحة مع parafilm لمنع التبخر أثناء الحضانة. احتضن العينات في درجة حرارة الغرفة في الظلام أو في ألواح مغطاة بورق الألومنيوم مع إثارة لطيفة لمدة 3 أيام.
ملاحظة: تتم هذه الخطوة وجميع الخطوات اللاحقة في الظلام أو مع التفاف رقائق الألومنيوم.
- اليوم 11
- استنشق خليط الأجسام المضادة الثانوي وقم بإجراء غسل أولي باستخدام 1 مل من المخزن المؤقت للغسيل. هز الألواح بلطف لبضع ثوان لشطف الأجسام المضادة الثانوية المتبقية.
- قم بشفط المخزن المؤقت للغسيل ، واستبدله ب 0.8 مل من مخزن الغسيل الطازج ، واحتضن العينات في درجة حرارة الغرفة لمدة 2 ساعة مع الاهتزاز ، محميا من الضوء. كرر خطوة الغسيل 2 مرات لما مجموعه 3 غسلات. بعد الغسيل الثالث ، انتقل إلى خطوة التطهير (القسم 6).
6. تطهير المبايض الكاملة الملطخة بالمناعة (الشكل 2A).
ملاحظة: قم بتنفيذ جميع خطوات التطهير في الظلام عن طريق لف الألواح بورق الألومنيوم أو وضعها في حاويات غير شفافة. تختلف خطوات المقاصة بالنسبة للمبايض قبل البلوغ والبلوغ.
- اليوم 11 [يتم مسح المبيضين قبل الولادة وما قبل البلوغ في بروتوكول من خطوة واحدة]
- بعد الغسيل الأخير، قم بشفط مخزن الغسيل المؤقت واستبدله بمحلول ScaleS4(0) الطازج الصنع (انظر الجدول 1 والقسم 1 ). أغلق اللوحة بالبارافيلم واحتضن العينات في الظلام مع الاهتزاز في درجة حرارة الغرفة لمدة ثلاثة إلى أربعة أيام قبل التصوير.
- استبدل محلول ScaleS4 (0) بمحلول جديد يوميا إذا لزم الأمر ؛ انتبه أثناء استبدال المحاليل ، حيث تصبح المبايض التي تم تطهيرها شفافة ويصعب رؤيتها. بعد التطهير، انتقل إلى إعداد العينات والتصوير (القسم 7).
ملاحظة: لم يؤد تغيير الحلول إلى تحسين جودة الصورة بشكل كبير. تزيد التغييرات اليومية من احتمال فقدان عينات صغيرة وشفافة في الغالب.
- الأيام 11-15 [يتم مسح مبايض البلوغ في بروتوكول من خطوتين]
- بعد آخر غسل مناعي ، استنشق مخزن الغسيل المؤقت واستبدله ب 0.8 مل من ScaleCUBIC-1 (انظر الجدول 1 والقسم 1 ). أغلق اللوحة باستخدام البارافيلم وهز العينات بلطف عند 37 درجة مئوية لمدة 3 أيام في الظلام. استبدل محلول ScaleCUBIC-1 بالمحلول الطازج يوميا.
- في اليوم 15 ، اغسل العينات 3 مرات لمدة 10 دقائق في كل مرة في 0.8 مل من PBS في درجة حرارة الغرفة مع اهتزاز لطيف. استبدل PBS ب 0.8 مل من السكروز المنزوع الغاز بنسبة 20٪ المحضر طازجا باستخدام PBS. رج بلطف في درجة حرارة الغرفة لمدة 1 ساعة.
- استبدل محلول السكروز بنسبة 20٪ بمحلول ScaleCUBIC-2 بنسبة 0.8 مل (انظر الجدول 1 والقسم 1 ) ، وأغلق اللوحة بالبارافيلم ، ورجها بلطف في درجة حرارة الغرفة مع التغييرات اليومية لمحلول ScaleCUBIC-2. مسح لمدة 4-5 أيام وانتقل إلى الصورة. احرصي عند تبادل المحاليل لتجنب فقدان العينة لأن المبيضين اللذين تم تطهيرهما شفافان ويصعب رؤيتهما. انتقل إلى إعداد العينات والتصوير (القسم 7).
7. إعداد العينات والتصوير باستخدام مجهر متعدد الفوتونات
ملاحظة: تم تنفيذ جميع الخطوات الموضحة أدناه باستخدام Leica DIVE / 4TUNE / FALCON مع اثنين من ليزر Ti:Sapphire متعدد الفوتونات قابل للضبط مع مدة نبض تبلغ 120 fs مع هدف غمر متعدد 16x / NA0.6 (سائل الغمر = الجلسرين) مع مسافة عمل قصوى تبلغ 2.2 مم. راجع جدول المواد للحصول على تفاصيل حول برنامج الحصول على الصور. يوضح الجدول التكميلي S1 والشكل التكميلي S1 الإعدادات المستخدمة لهذا البروتوكول. بالنسبة لمنصات التصوير الأخرى، استشر نواة الفحص المجهري أو اتبع مواصفات/توصيات الشركات المصنعة.
- إعداد العينة
- قم بإعداد الإعداد لتركيب العينات. على سبيل المثال ، استخدم طوقا سيليكون لزجا ومرنا لإنشاء بئر لاصق. ضع البئر اللاصق على غطاء واحد 25 مم × 25 مم رقم 1.5 صغير لإنشاء بئر يتم فيه وضع المبيضين (الشكل 2B).
ملاحظة: حشية بسماكة 1 مم تستوعب جميع أحجام المبايض. يوصى بهذا الإعداد لأنه يلغي حركة المبيض أثناء التصوير ، والتي يمكن أن تحدث عندما يتم وضع المبيضين في حامل في طبق من أسفل الزجاج.
- باستخدام طرف ماصة مع قطع الطرف (20 ميكرولتر لما قبل الولادة وما قبل البلوغ) ، انقل المبيضين باستخدام ~ 5-10 ميكرولتر من محلول ScaleS4 (0) إلى منتصف المادة اللاصقة كما هو موضح في الشكل 2B. بالنسبة لمبيض البلوغ، استخدمي طرف ماصة سعة 200 ميكرولتر مع قطع الطرف بعيدا بما يكفي لنقل المبيضين. أضف ~ 15-20 ميكرولتر من محلول ScaleCUBIC-2 في منتصف البئر اللاصقة.
ملاحظة: قد يتسبب الكثير من المحلول في التسرب إلى مرحلة المجهر ، وسيؤدي الحل القليل جدا إلى جودة صورة رديئة. استخدم مجهر التشريح لنقل العينات حيث تصبح المبايض التي تم تطهيرها شفافة ويصعب رؤيتها.
- بمجرد نقل المبيضين إلى آبار فردية مع قطرة من محلول التطهير ، ضع بلطف زجاج غطاء آخر على البئر اللاصق ، واضغط لإنشاء ختم ، واحتفظ بالعينات في مكانها في مجموعة صغيرة من محلول التطهير المحصور بين الغطاءين (الشكل 2B). للتصوير ، ضع "ساندويتش" coverslip في شريحة محول المجهر المطبوعة 3D (على سبيل المثال ، 43 ).
ملاحظة: الآبار اللاصقة قابلة لإعادة الاستخدام بعد تفكيك "الشطيرة" والغسيل بالماء.
- التصوير (الجدول التكميلي S1 والشكل التكميلي S1)
- قم بتشغيل المجهر والبرامج وفقا لإرشادات قلب الفحص المجهري أو الشركة المصنعة. ضع العينات المثبتة على مرحلة المجهر وانظر من خلال العدسة لتحديد موقع العينة المضاءة بمصباح LED فلوري منخفض الطاقة.
- بمجرد تحديد موقع العينات ، قم بتشغيل الليزر (الليزر) وقم بتعيين كل كاشف لصبغة / علامة Alexa Fluor محددة. بالنسبة لأشعة الليزر المتعددة، اسمح بالحصول على صور متتابعة. احصل على المكدس بالكامل قبل تبديل الليزر.
ملاحظة: بالنسبة لهذا البروتوكول ، تم استخدام ليزر واحد للحصول على صورة لكل من 555 نانومتر و 647 نانومتر من الفلوروفورات.
- قم بإعداد المعلمات للحصول على الصور وفقا لمواصفات نواة الفحص المجهري أو الشركة المصنعة. استخدم الحصول على الصور ثنائية الاتجاه، إن وجدت، لتقليل وقت المسح الضوئي وتحسين الكفاءة. اضبط الإعدادات الأخرى، بما في ذلك متوسط الخط (1) ومتوسط الإطار (1) وتراكم الإطارات (1).
ملاحظة: يسمح الحصول على الصور ثنائية الاتجاه لأشعة الليزر بالمسح الضوئي في كلا الاتجاهين أثناء تحركها على المحور X.
- قم بإعداد Z-Stack عن طريق تحديد البداية (أسفل العينة/الغطاء الزجاجي السفلي) وموضع النهاية (أعلى العينة/الغطاء الزجاجي العلوي). حدد حجم الخطوة Z من 2 ميكرومتر للمبايض قبل البلوغ و 5 ميكرومتر للمبايض البلوغ.
- قم بتنشيط ميزة Z-compensation ، وضمن هذه الميزة ، قم بتنشيط كسب الإثارة. اضبط تعويض Z لأسفل العينة وأعلاها عن طريق تحديد كثافة ليزر لكل من الجزء السفلي (الكثافة المنخفضة) والمكدس العلوي (الكثافة العالية). انظر الشكل التكميلي S1 ، تعويض Z الخطي ، حيث يتم تحديد مربع كسب الإثارة ، ويتم تعيين كثافة الليزر للأسفل (0) والأعلى (347.75) على أنهما 10 و 12 ، على التوالي.
- استخدم وضع التجانب للعينات الأكبر التي لا يمكن التقاطها في مجال رؤية واحد. قم بتنشيط متصفح الصور والإشارة إلى عدد البلاطات اللازمة لالتقاط العينة بأكملها باستخدام أداة وضع العلامات المستطيلة.
- ابدأ في الحصول على الصورة. بالنسبة للصور ذات اللوحات المتعددة، ابدأ في الحصول على الصور باستخدام المستكشف لالتقاط جميع اللوحات. بمجرد اكتمال الحصول على الصورة، احفظ أولا جميع الصور، وإذا تم الحصول على تجانبات متعددة، فقم بتشغيل أداة دمج الفسيفساء لدمج التجانبات في صورة واحدة.
- احفظ الملفات المدمجة في مجلد مشروع منفصل لتسهيل العمل مع الصور بحجم جيجابايت. نقل الملفات لمعالجة الصور مع 3D صورة التصور وبرنامج التحليل. يوضح الشكل 3 الصور التمثيلية التي تم التقاطها في مراحل مختلفة مع علامتين (GCNA و DDX4).
8. معالجة الصور
ملاحظة: تم تطوير جميع الخطوات الموضحة أدناه وتنفيذها باستخدام برنامج IMARIS 3D لتصور الصور وتحليلها.
- قم باستيراد الصورة (الصور) إلى برنامج تصور وتحليل الصور ثلاثي الأبعاد ، وإذا لزم الأمر ، قم بتحويل الملفات من التنسيق الأصلي (على سبيل المثال ، .lif و .czi و .lsm و .lei و .oib و .oif و .nd2) إلى تنسيق .ims.
- إذا لزم الأمر، قم بمعالجة الصور باستخدام مرشح غاوسي لتقليل البكسل (الشكل 4A). باستخدام ميزة العرض 3D ، ضع الصورة وقم بإلغاء تحديد خيار الإطار (لإزالة الإطار ).
ملاحظة: هناك مرشحات اختيارية أخرى، يمكن استخدامها أيضا لتقليل البكسل وتقليل كثافة الخلفية.
- قم بتكبير الصورة إلى مقياس معين واستخدم ميزة اللقطة. اضبط التفضيلات على النحو التالي: حدد 300 نقطة في البوصة، واحفظ كصورة TIFF، وخلفية شفافة. التقط لقطة للصورة واحفظها. يوضح الشكل 3 الصور المجمعة بالكامل.
9. تحديد كمية البويضات
ملاحظة: يمكن استخدام التألق المناعي للمبيض الكامل وتصور وتحليل الصور ثلاثية الأبعاد لتقدير أعداد البويضات في المبيضين الكاملين (الشكل 3 والشكل 4) باستخدام ميزة Spot. يمكن استخدام إشارة GCNA لتحديد كمية البويضات في المبيضين قبل الولادة وما قبل البلوغ، كما هو موضح في الشكل 4 (P5). في مبايض البلوغ، استخدم إشارة DDX4 لتحديد مجموعتين من البويضات في بصيلات غير متنامية (بنية "تشبه الحلقة"، سهم مغلق) وبصيلات متنامية (هياكل كبيرة، سهم مفتوح، الشكل 4، P28).
- حدد حجم البويضات التي سيتم استخدامها كمعلمة لقياس البويضات باستخدام ميزة البقع في الخطوة 9.2.
- افتح الصورة وحدد خيار شريحة لفتح صورة Z-stack.
- حدد خيار الخط في لوحة القياس وقم بقياس المسافة عن طريق رسم خط من حافة واحدة من البويضة / العلامة إلى الحافة الأخرى في أوسع نقطة لتحديد قطر XY لنوع / حجم البويضة المراد حسابه. تحرك عبر المكدس واحصل على نطاق الأقطار لبويضات متعددة من نفس النوع. استخدم أقصر طول كمعيار لاختيار الحجم لعدد البويضات.
-
ميزة البقع: حدد خيار 3D View وقم بتنشيط وظيفة إضافة بقع جديدة في لوحة المشهد لفتح لوحة الخوارزمية. قم بإلغاء تحديد جميع إعدادات الخوارزمية حيث سيتم استخدام مرشح تحديد الحجم مع حجم البويضة الذي تم الحصول عليه في الخطوة 9.1.
- انقر على سهم واحد للأمام للانتقال إلى القناة المصدر. حدد القناة التي تحتوي على العلامة المفضلة واكتب في قطر XY المقدر الذي تم الحصول عليه في الخطوة 9.1. على سبيل المثال، استخدمي قطر XY يقدر ب 7 ميكرومتر للبويضات السابقة للولادة و 11 ميكرومتر للبويضات P5 (GCNA = إشارة خضراء; الشكل 3 والشكل 4 ألف).
- استخدم 30 ميكرومتر لإشارة DDX4 لتقدير عدد البويضات في البصيلات النامية في مبايض P5 (DDX4 = إشارة أرجوانية; الشكل 3 والشكل 4 ألف). بالنسبة لمبيض البلوغ، استخدمي إشارة DDX4 لتحديد كميات البويضات. على سبيل المثال ، استخدم أقطار XY من 15 ميكرومتر و 80 ميكرومتر لتحديد البويضات داخل البصيلات غير المتنامية والبصيلات النامية ، على التوالي ، كما هو موضح في الشكل 4A.
ملاحظة: قد يختلف الحجم المحدد بسبب معايير الحصول على الصور ونوع المجهر المستخدم. قد يختلف الاختيار أيضا بين السلالات الجينية لأن المبيضين اللذين يحتويان على المزيد من البويضات سيتطلبان اختيارات أصغر حجما للكشف الآلي عن البويضات بشكل أفضل.
- بعد تحديد الحجم، قم بتنشيط استطالة PSF النموذجية وطرح الخلفية، والتي يتم تحديدها تلقائيا. حدد السهم الأمامي الفردي للانتقال إلى لوحة تصفية النقاط . أضف عامل تصفية الجودة وحدد عتبة. لضمان التقدير الدقيق لأعداد البويضات، قم بتكبير الصورة حيث يتم ضبط العتبة لاختيار قيمة عتبة تختار معظم البويضات. انقر على السهم المزدوج لإنهاء عمليات العد التلقائية.
- تحقق يدويا من البويضات المحددة باستخدام علامة التبويب تحرير لتحديد البويضات الفائتة أو إلغاء تحديد الجسيمات غير البويضة المحددة بواسطة العتبة التلقائية. سجل البيانات في علامة التبويب إحصائيات ضمن علامة التبويب إجمالي لمزيد من التحليل.
ملاحظة: يمكن حفظ المعلمات المستخدمة لحساب البقع واستخدامها لمجموعة عينات أخرى ولكن يوصى بإجراء فحص يدوي قبل تشغيل تحليل الدفعات.
- لتخزين المعلمات ، انقر فوق علامة التبويب إنشاء وانقر فوق معلمات المتجر للدفعة.
ملاحظة: يمكن التعرف بسهولة على العلامات النووية (بويضات GCNA+ ، الشكل 4A) بواسطة ميزة البقعة وقد لا تتطلب الكثير من الضبط اليدوي. ومع ذلك ، فإن العلامة السيتوبلازمية (بويضة DDX4 + ، الشكل 3 (P28 ، السهم المغلق) والشكل 4A) ستتطلب المزيد من التعديل اليدوي لضمان تحديد الحجم / النوع الصحيح للبويضة.
10. تحديد حجم التعبير عن البروتين في المبيضين
ملاحظة: هناك عدة طرق لقياس تعبير البويضات عن علامات معينة باستخدام كل من ميزة البقع (القسم 9 والخطوة 10.1) وميزة الأسطح (الخطوة 10.2). يمكن استخدام ميزة البقع للبروتينات ذات أنماط التوطين المتميزة مثل العلامات النووية (GCNA) ، ويمكن استخدام ميزة الأسطح للبروتينات ذات أنماط التوطين غير الموحدة كما هو موضح في الشكل 5A حيث تم قياس كثافة LINE-1 ORF1p في المبيضين E15.5 و E18.5. لحساب ومقارنة شدة البروتين محل الاهتمام بين عينتين (على سبيل المثال ، النقاط الزمنية أو العلاجات أو الأنماط الوراثية) ، قم بجمع الصور بنفس الخصائص. استخدم العينات ذات الإشارة الأكثر كثافة لتحديد المعلمات التي يمكن تخزينها واستخدامها للعينات الأخرى.
- للحصول على تعبير البروتين باستخدام ميزة Spots ، حدد أولا البويضات كما هو موضح (القسم 9).
- ثم ضمن ميزة النقاط ، حدد علامة التبويب إحصائيات ، متبوعة بعلامة التبويب تفصيل . انقر على السهم لأسفل وحدد قيم محددة ، والتي ستفتح علامة تبويب أخرى تحتها تحتوي على قياسات مختلفة. حدد متوسط كثافة القناة المستخدمة لتوليد السطح (أو حدد قياسات الكثافة الأخرى مثل متوسط الكثافة).
- للحصول على المعلومات الإحصائية المجمعة/المتوسطة، حدد معيار متوسط القيم . بمجرد الانتهاء من ذلك ، قم بتصدير البيانات وحفظها لمزيد من التحليل.
- للحصول على تعبير البروتين باستخدام ميزة Surfaces ، افتح الصورة، وحدد خيار 3D View وقم بتنشيط وظيفة إضافة أسطح جديدة في لوحة المشهد لفتح لوحة الخوارزمية . قم بإلغاء تحديد جميع إعدادات الخوارزمية إذا لم تكن هناك حاجة إليها وانقر فوق السهم الأمامي الفردي للانتقال إلى قناة المصدر.
- حدد القناة التي تحتوي على إشارة الأجسام المضادة المراد قياسها. الخصائص الأخرى التي يجب تحديدها هي خيارات خاصة بالمستخدم. هنا ، تم استخدام إشارة LINE-1 كعلامة. تم الاحتفاظ بقيم تفاصيل الأسطح وطرح الخلفية (التباين المحلي) عند القيم الافتراضية 1.42 و 5.33 على التوالي.
- انقر على السهم الأمامي للانتقال إلى لوحة العتبة. اختر قيمة عتبة قابلة للمقارنة في كلتا العينتين (على سبيل المثال، هنا، تم استخدام تعبير LINE-1 في E18.5 لاختيار عتبة). حدد تمكين بقطر افتراضي لنقاط البذور يبلغ 7.10 (تم العثور على هذه القيمة مثالية للصور ولكنها قد تعتمد على حجم البكسل المتوقع للميزات).
- انقر على السهم الأمامي للانتقال إلى لوحة تصفية الأسطح . تم استخدام مرشح الجودة ، وقم بتأسيس القيمة ، كما هو الحال مع قيمة العتبة ، على التعبير عن البروتينات في كلتا العينتين المبيضين. بمجرد تحديد خاصية المرشح ، انقر فوق السهم الأمامي المزدوج لإكمال توليد السطح.
- للحصول على قيم الكثافة، حدد علامة التبويب إحصائيات ، متبوعة بعلامة التبويب مفصلة . انقر على السهم لأسفل وحدد قيم محددة ، والتي ستفتح علامة تبويب أخرى تحتها تحتوي على قياسات مختلفة.
- حدد متوسط كثافة القناة المستخدمة لتوليد السطح (أو حدد قياسات كثافة أخرى مثل متوسط الكثافة).
- للحصول على المعلومات الإحصائية المجمعة/المتوسطة، حدد معيار متوسط القيم . بمجرد الانتهاء من ذلك ، قم بتصدير البيانات وحفظها لمزيد من التحليل (الشكل 5C).
11. تقدير إجمالي أعداد البويضات في المبيض التالف مع التصحيح الحسابي
ملاحظة: إذا حدث تلف بسيط في المبيض أثناء التشريح، فقد يكون من الممكن تقدير إجمالي عدد البويضات حسابيا. يوصى باستخدام المبيضين السليمين من نفس السلالة ومرحلة النمو لتقدير عدد البويضات كما هو موضح في الشكل 6. تشير عمليات المحاكاة التي أجريت مع المبيضين عند E15.5 إلى أن تصحيح الخسارة بنسبة ≥30٪ يؤدي إلى انحراف كبير عن الأرقام الفعلية (الشكل 6C).
- افتح صورا للمبايض السليمة باستخدام IMARIS وحدد ميزة الإطار. ضمن إعدادات الإطار، حدد المربع والشبكة وعلامات التجزئة وتسميات المحور. ضمن علامة التبويب الموضع X/Y/Z، حدد 200 ميكرومتر لإنشاء علامات اختيار بمسافات 200 ميكرومتر في جميع مواضع X/Y/Z.
ملاحظة: تنشئ علامات التجزئة شبكة/مسطرة في مستويات X وY وZ لتحديد البويضات داخل منطقة معينة.
- قم بتنشيط ميزة البقع لتحديد البويضات كما هو موضح في القسم 9 (الشكل 4). قم بإنشاء نموذج 3D باستخدام البويضات المحددة في جميع المبايض السليمة المستخدمة في المحاكاة عن طريق تحديد اسفير ضمن علامة التبويب نمط / جودة النقاط في ميزة البقع .
ملاحظة: يمكن أيضا تغيير عرض البكسل ضمن علامة التبويب نمط النقاط/جودتها .
- باستخدام الصندوق الذي تم إنشاؤه في الخطوة 11.1 ، قم بمحاذاة النماذج ثلاثية الأبعاد للمبايض السليمة في نفس الاتجاه كما هو موضح في الشكل 6A.
- باستخدام علامات التجزئة 200 ميكرومتر (الخطوة 11.1) ، حدد البويضات التي تقع ضمن 50٪ من حجم كل مبيض. انقر على ميزة البقع وحدد تحرير التسميات لتصنيف البويضات التي تقع ضمن منطقة 50٪ حسب اللون ، كما هو موضح في الشكل 6A.
ملاحظة: بمجرد تصنيف البويضات في منطقة ما، سيتم توفير عدد البويضات التي تقع ضمن كل فئة.
- قم بتكبير منطقة 50٪ وتغيير علامات التجزئة من 200 ميكرومتر إلى 50 ميكرومتر لإنشاء مسطرة أصغر لتحديد البويضات. الحفاظ على نسبة التكبير/التصغير في جميع الصور. باستخدام علامات التجزئة 50 ميكرومتر كدليل ، قسم منطقة 50٪ إلى خمسة أجزاء متساوية.
ملاحظة: تمثل البويضات داخل كل جزء 10٪ من الحجم كما هو موضح في الشكل 6A ، حيث يظهر المبيض السليم البويضات في النصف العلوي من المبيض مصنفة بخمسة ألوان مختلفة مع كل لون يمثل البويضات داخل منطقة حجمية 10٪.
- سجل أعداد البويضات في كل منطقة بنسبة 10٪ كما هو موضح في الشكل 6A ، B. احسب متوسط عدد البويضات لزيادات 10 و 20 و 30 و 40 و 50٪.
- استخدم المميز في الخطوات من 11.1 إلى 11.6 للحصول على أرقام البويضات في المبيض الجزئي التالف. ضع المبيض التالف في نفس اتجاه المبيضين السليمين وقدر حجمه/نسبته المفقودة كما هو موضح أعلاه.
- لتقدير إجمالي عدد البويضات في المبيض بأكمله ، أضف متوسط عدد البويضات المحسوبة لحجم مماثل للعدد الذي تم الحصول عليه من المبيض الجزئي (الشكل 6B).