A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
يصف هذا البروتوكول كيفية الحصول على الصور من خلال الجمع بين التهجين في الموقع والكيمياء المناعية للأقسام الجنينية لأسماك الزرد. تم إجراء التهجين في الموقع قبل التقسيم بالتبريد ، يليه تلطيخ الأجسام المضادة. من المفيد الكشف عن أنماط التعبير عن جينين في الزرد إذا كان هناك ندرة في الأجسام المضادة.
كفقاريات ، تم استخدام الزرد على نطاق واسع في الدراسات البيولوجية. يشترك الزرد والبشر في التماثل الوراثي العالي ، والذي يسمح باستخدامه كنموذج للأمراض البشرية. تعتمد دراسة وظائف الجينات على الكشف عن أنماط التعبير الجيني. على الرغم من أن الكيمياء الهيستولوجية المناعية توفر طريقة قوية لفحص تعبير البروتين ، إلا أن العدد المحدود من الأجسام المضادة المتاحة تجاريا في الزرد يقيد تطبيق التلطيخ. يستخدم التهجين في الموقع على نطاق واسع في أجنة الزرد للكشف عن تعبير mRNA. يصف هذا البروتوكول كيفية الحصول على الصور من خلال الجمع بين التهجين في الموقع والكيمياء المناعية لأقسام أجنة الزرد. تم إجراء التهجين في الموقع قبل التقسيم بالتبريد ، يليه تلطيخ الأجسام المضادة. تم إجراء الكيمياء الهيستولوجية المناعية وتصوير تشريح واحد بعد التهجين في الموقع . البروتوكول مفيد لكشف نمط التعبير لجينين ، أولا عن طريق الكشف عن النسخ في الموقع ثم عن طريق الكيمياء الهيستولوجية المناعية ضد بروتين في نفس القسم.
الزرد هو نموذج قوي للفقاريات لدراسات التنمية وعلم الوراثة1،2. يشترك الزرد والبشر في التماثل الجيني العالي (70٪ من الجينات مشتركة مع الجينوم البشري) ، مما يسمح باستخدامه كنموذج للأمراض البشرية3. في الزرد ، من الشائع جدا اكتشاف أنماط التعبير عن جينين وعلاقتهما المكانية. تم استخدام الكيمياء الهيستولوجية المناعية لأول مرة في عام 1941 للكشف عن مسببات الأمراض في الأنسجة المصابة عن طريق تطبيق الأجسام المضادة التي تحمل علامة FITC4. يتم تمييز البروتين المستهدف في قسم الأنسجة أولا بجسم مضاد أولي ، ثم يتم تمييز القسم بجسم مضاد ثانوي ضد أنواع الغلوبولين المناعي المضيف للجسم المضاد الأساسي. تلطيخ الأجسام المضادة هو نهج قوي للكشف عن توطين البروتينات ، والذي يوفر دقة بصرية عالية على المستوى داخل الخلايا. ومع ذلك ، فإن عدد الأجسام المضادة المتاحة محدود للغاية في الزرد. أظهرت دراسة حديثة أن ما يقرب من 112000 جسم مضاد متاح تجاريا للفئران. ومع ذلك ، فقد ثبت أن عددا قليلا جدا من الأجسام المضادة يمكن الاعتماد عليها في الزرد5.
بدلا من ذلك ، في الزرد ، تم تطبيق التهجين في الموقع على نطاق واسع لتحليل نمط التعبير الجيني. تم استخدام هذه الطريقة لأول مرة لتقييم التعبير الجيني في أجنة ذبابة الفاكهة في ثمانينيات القرن العشرين 6,7 ، ومنذ ذلك الحين ، تم تطوير هذه التكنولوجيا وتحسينها باستمرار. في البداية ، تم استخدام مجسات الحمض النووي ذات العلامات الإشعاعية للكشف عن نسخ mRNA. ومع ذلك ، كانت الدقة المكانية منخفضة نسبيا ، وكانت هناك مخاطر صحية محتملة ناجمة عن النشاط الإشعاعي. بعد ذلك ، يعتمد التهجين في الموقع على مجسات الحمض النووي الريبي الموسومة بالديجوكسيجينين (DIG) أو الفلوريسئين (Fluo) ، والتي يتم اقترانها بالفوسفاتيز القلوي (AP) أو يتم اكتشافها بواسطة تضخيم إشارة التيراميد الفلوري (TSA) 8,9. على الرغم من استخدام TSA للكشف عن جينين أو ثلاثة جينات ، إلا أن وضع العلامات على DIG لتحقيقات الحمض النووي الريبي والأجسام المضادة المترافقة antiDIG AP لا تزال مناهج حساسة للغاية ومستقرة ومستخدمة على نطاق واسع للتهجين في الموقع. لذلك ، فإن الأجسام المضادة التجارية جنبا إلى جنب مع المجسات في الموقع التي تحمل علامة DIG مفيدة لتوفير نظرة ثاقبة حول توطين البروتين والتعبير عن جين واحد.
لا يمكن للأجنة الكاملة أن تكشف عن العلاقة المكانية بين الجينات بسبب الدقة البصرية المنخفضة ، على الرغم من أن أجنة الزرد صغيرة وشفافة10. وبالتالي ، فإن التقسيم ضروري لتحليل أنماط التعبير عن الجينات على المستوى داخل الخلايا. تم استخدام التشريح بالتبريد على نطاق واسع في الزرد لأنه سهل الأداء ويمكن أن يحافظ على المستضد بشكل فعال. لذلك ، يوفر التهجين في الموقع جنبا إلى جنب مع الكيمياء الهيستولوجية المناعية في عمليات التبريد لأسماك الزرد طريقة قوية لتحليل أنماط التعبير لجينين. تم تطبيق مزيج من التهجين في الموقع والكيمياء المناعية على الزرد11. ومع ذلك ، تم استخدام علاج البروتيناز K لتعزيز تغلغل المسبار على حساب سلامة المستضد. للتغلب على هذا القيد ، يستخدم هذا البروتوكول التسخين للحث على استرجاع المستضد. لا ينطبق هذا البروتوكول فقط على الأجنة ذات المراحل المختلفة وأقسام الأنسجة ذات السماكات المختلفة (أقسام الرأس 14 ميكرومتر وأقسام الحبل الشوكي 20 ميكرومتر) ، ولكن تم التحقق منه أيضا باستخدام الجينات المعبر عنها في عضوين ، بما في ذلك الرأس والحبل الشوكي.
سوف تصف هذه المقالة كيفية الجمع بين التهجين في الموقع وتلطيخ الأجسام المضادة في أجنة الزرد في عمليات التبريد. يتم إثبات تنوع هذا البروتوكول باستخدام عدد من تركيبات التهجين والكيمياء الهيستولوجية المناعية في الموقع ، بما في ذلك مجسات التهجين في الموقع لخليتين عصبيتين مختلفتين. هذه الطريقة مناسبة للكشف عن mRNA والبروتين في مناطق مختلفة والأجنة من مختلف الأعمار ، وكذلك أنماط التعبير عن جينين.
تمت الموافقة على جميع بروتوكولات الحيوانات من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوان بجامعة نانتونغ (رقم S20191210-402).
1. مجموعة من أجنة الزرد
2. التهجين في الموقع
ملاحظة: المياه المستخدمة في الخطوات 2.1-2.11 هي مياه معالجة بثنائي إيثيل بيروكربونات (DEPC) (انظر جدول المواد).
3. التضمين
4. التشريح بالتبريد
5. تلطيخ المناعة
ملاحظة: يتم إجراء تلطيخ GFP على الأقسام.
يمكن استخدام هذا البروتوكول لفحص نمط التعبير ل mRNA واحد وبروتين واحد في وقت واحد. يوضح الشكل 1 سير العمل التجريبي. مستقبل 5-HT2C هو نوع فرعي من مستقبلات 5-HT المرتبطة بالناقل العصبي السيروتونين (5-هيدروكسي تريبتامين ، 5-HT). يتم توزيعه على نطاق واسع في الجهاز العصبي المركزي (CNS) ويمكن...
يقترح هذا البروتوكول مزيجا من التهجين في الموقع والكيمياء الهيستولوجية المناعية ، وهي خطوة مهمة في تجارب التوطين المشترك على أجنة الزرد. تعمل هذه الطريقة كطريقة سهلة وفعالة لتحليل mRNA واحد وبروتين واحد في وقت واحد. تم إجراء التهجين في الموقع وتلطيخ الأجسام المضادة على أجنة الزرد...
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للكشف عنه.
تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة نانتونغ للعلوم والتكنولوجيا في الصين (MS12019011) ، ومؤسسة نانتونغ للعلوم والتكنولوجيا في الصين (JC2021058) ، ومؤسسة العلوم الطبيعية لمؤسسات التعليم العالي في جيانغسو (21KJB180009).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alexa Fluor 488 secondary antibody | Invitrogen | A21202 | |
Anti-Digoxigenin AP Fab fragments | Roche | 11093274910 | |
Anti-GFP antibody | Millipore | MAB3580 | |
Blocking reagent | Roche | 11096176001 | |
Blocking solution-1 | made in lab | N/A | Dissolve the blocking reagent in 1X MAB to a final concentration of 10% (wt/vol). Autoclave and store at -20 °C before use. |
Blocking solution-2 | made in lab | N/A | 0.1% Triton X-100, 3% BSA, 10% goat serum in 1x PBS |
BM purple | Roche | 11442074001 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma | B2064 | |
CaCl2 | Sigma | C5670 | |
Citrate buffer | Leagene | IH0305 | |
Citric acid | Sigma | C2404 | |
Cryomold for tissue, 15 mm x 15 mm x 5 mm | Head Biotechnology | H4566 | |
DEPC-Treated Water | Sangon Biotech | B501005 | |
Digital camera, fluorescence microscope | Nikon | NI-SSR 931479 | |
E3 embryo medium | made in lab | N/A | 5 mM NaCl, 0.17 mM KCl, 0.33 mM CaCl2, 0.33 mM MgSO4 |
Formamide | Invitrogen | AM9342 | |
Goat serum | Sigma | G9023 | |
Heparin sodium salt | J&K Scientific | 542858 | |
HYB | made in lab | N/A | preHYB plus 50 µg/mL heparin sodium salt, 100 µg/mL ribonucleic acid diethylaminoethanol salt |
Immunohistochemical wet box | Mkbio | MH10002 | |
KCl | Sigma | P5405 | |
Low profile leica blades | Leica | 819 | |
MABT (1x) | made in lab | N/A | 0.1 M maleic acid, 0.15 M NaCl, 0.02% Tween-20, pH 7.5 |
Maleic acid | Sigma | M0375 | |
Methanol | J&K Scientific | 116481 | |
Methylene blue | Macklin | M859248 | |
MgSO4 | Sigma | M2643 | |
NaCl | Sigma | S5886 | |
NTMT | made in lab | N/A | 0.1M Tris-HCl, 0.1M NaCl, 1% Tween-20 |
OCT medium | Tissue-Tek | 4583 | |
PAP pen | Enzo Life Sciences | ADI-950-233 | |
Paraformaldehyde, 4% | Abbexa | abx082483 | made in lab in 1x PBS |
PBST (1x) | made in lab | N/A | 1x PBS plus 0.1% Tween-20 |
Phenylthiourea | Merck | 103-85-5 | |
Phosphate-buffered saline (10x) | Invitrogen | AM9624 | |
preHYB | made in lab | N/A | 50% formamide, 5x SSC, 9.2 mM citric acid (pH 6.0), 0.1% Tween-20 |
Proteinase K | Roche | 1092766 | |
Ribonucleic acid diethylaminoethanol salt | Sigma | R3629 | |
RNase-free 1.5 mL tubes | Ambion | AM12400 | |
SSC (20x) | Invitrogen | AM9770 | |
SSCT (0.2x) | made in lab | N/A | 0.2x SSC plus 0.1% Tween-20 |
SSCT (1x) | made in lab | N/A | 1x SSC plus 0.1% Tween-20 |
Sucrose | Invitrogen | 15503022 | |
Triton X-100 | Sigma | T9284 | |
Tween-20 | Sigma | P1379 | |
Zebrafish | Laboratory Animal Center of Nantong University | N/A |
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