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在这里,我们提供了一个实用的程序,用于解剖和执行小鼠锁骨上棕色脂肪组织的组织学和基因表达分析。
棕色脂肪组织(BAT)介导的产热在代谢的调节中起着重要作用,其形态和功能在小鼠和人类中受到环境刺激的影响很大。目前,小鼠肩胛间 BAT (iBAT) 位于小鼠上背侧的两个肩胛骨之间,是研究实验室用于研究 BAT 功能的主要 BAT 库。最近,在小鼠中发现了一些以前未知的BAT库,包括一种类似于人类锁骨上棕色脂肪组织的细胞库。与 iBAT 不同,小鼠锁骨上棕色脂肪组织 (scBAT) 位于颈部的中间层,因此不容易进入。
为了促进对新鉴定的小鼠scBAT的研究,本文介绍的方案详细说明了从出生后和成年小鼠中解剖完整scBAT的步骤。由于scBAT的尺寸相对于其他脂肪库较小,因此专门针对处理scBAT的程序进行了修改和优化。这些改进包括在组织采集过程中使用解剖显微镜来提高冷冻scBAT样品的精密度和均质化程度,从而提高后续qPCR分析的效率。通过这些优化,可以在小鼠中确定scBAT的鉴定、形态学外观和分子特征。
肥胖症在美国和全球的患病率不断上升,引发了人们对了解其病因和确定潜在治疗方法的极大兴趣1,2。脂肪组织在新陈代谢中起着至关重要的作用,脂肪组织的失调会导致肥胖的发展。一般来说,脂肪组织有两种类型,白色和棕色脂肪组织。白色脂肪组织 (WAT) 可以储存化学能并分泌内分泌因子,而棕色脂肪组织 (BAT) 可以利用化学能产生热量并在寒冷中保持体温 3,4。由于这种独特的能力,BAT 的激活还可以增加能量消耗并提高胰岛素敏感性5。
BAT 通过非颤抖产热发挥其功能,该过程由解偶联蛋白 1 (UCP1) 介导6。哺乳动物,包括小鼠和人类,拥有不同数量的BAT。BAT的经典观点是,这些脂肪组织在小鼠和婴儿中比在成年人类中更丰富。iBAT位于肩胛骨之间的上背侧,是小鼠中研究最多的BAT库。通过应用放射性同位素成像和活检测试,最近的研究在成年人类中发现了几个BAT库。其中一些,包括在颈部深部和锁骨上区域发现的仓库,以前没有在小鼠或其他模式动物中鉴定出来7,8,9,10,11。在这些 BAT 仓库中,scBAT 是成年人中最常见的仓库。为了更好地了解这些新发现的BAT库在人类中的起源和分子贡献,必须确定小鼠体内的等效库,这些库允许遗传和分子操作来追踪和测试这些库的功能作用。因此,我们和其他人在小鼠的不同解剖位置发现了一些以前未知的 BAT 库,包括 scBAT12,13、胸血管周围 BAT14,15、肾周 BAT16 和主动脉周围 BAT17。小鼠scBAT在解剖学上与人类scBAT相似,形态学上与经典iBAT相似,表达高水平的UCP112。
与易于解剖的小鼠 iBAT 不同,scBAT 位于小鼠颈部的中间层、唾液腺下方和颈外静脉。分离该库进行组织学和分子分析可能具有挑战性。在这里,我们详细描述了从出生后和成年小鼠中解剖scBAT并处理该库进行组织学和基因表达分析的过程。
动物程序已获得贝勒医学院机构动物护理和使用委员会的批准。所有程序均在3周龄和3个月大的C57BL / 6J雄性小鼠上进行。在解剖之前,所有小鼠都使用批准的啮齿动物二氧化碳安乐死程序进行安乐死。有关本协议中使用的所有材料、试剂和仪器的详细信息,请参阅材料表。
1. scBAT的解剖
2. scBAT的加工和苏木精和伊红(H&E)染色 ( 如图2A所示)
3. scBAT的基因表达分析
与位于两个肩胛骨之间的背部皮下层的 iBAT 不同,scBAT 位于颈部的中间层,在骨骼肌和唾液腺层之间延伸深处,因为它沿着颈外静脉生长(图 1A)。剖析 scBAT 并不像 iBAT 那么简单。在这里,我们提供了一个详细的程序,包括从出生后和成年小鼠中解剖完整scBAT的关键步骤(图1B,C)。使用提供的方案打开颈部后,?...
在该方案中,我们详细介绍了用于H&E和基因表达分析的解剖和处理scBAT的程序。由于scBAT位于颈部的中间层,并位于大静脉中,因此该库的分离需要精确的技术。具体来说,为了获得仓库的清晰视图,我们建议在颈部打开后将小鼠置于解剖显微镜下。使用一对超细尖镊子从唾液腺和周围静脉剥离 scBAT,应注意避免刺穿静脉。出血过多会使 scBAT 更难定位。为了处理用于 H&E 染色的 scBAT,我们调整了已...
作者没有需要披露的利益冲突。
这项工作得到了美国国立卫生研究院(NIH)的NIDDK的支持,奖励编号为R01DK116899,USDA / ARS的奖励编号为3092-51000-064-000D,以及贝勒医学院心血管研究所的试点奖。流程图是使用 BioRender 制作的。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
95% Dehydrant Alcohol (Flex 95) | Epredia | 8201 | |
100% Dehydrant Alcohol (Flex 100) | Epredia | 8101 | |
96-well PCR plate | Bio-Rad | MLL9601 | |
Aurum Binding Mini Column | Bio-Rad | 7326826 | |
Aurum High Stringency Wash | Bio-Rad | 7326803 | |
Aurum Low Stringency Wash | Bio-Rad | 7326804 | |
Base Molds (for embedding) | Tissue-Tek | 4122 | |
BD PrecisionGlide Needle 21g x 1 1/2" | Becton Dickinson | 305167 | |
C1000 Touch Thermal Cycler | Bio-Rad | 1840148 | |
Capless Microcentrifuge Tubes 2 mL | Fisherbrand | 02-681-453 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5430R | |
CFX Opus 96 Real-Time PCR Instrument | Bio-Rad | 12011319 | |
Chloroform | Thermo Scientific Chemicals | 383760010 | |
Cytoseal 60 Low-viscosity mounting medium | Epredia | 83104 | |
DEPC-Treated Water | Ambion | AM 9906 | |
Dissecting Microscope | Nikon | SMZ1500 | |
DNase Dilution Solution | Bio-Rad | 7326805 | |
DNase I | Bio-Rad | 7326828 | |
dNTPs | Invitrogen | 18427013 | |
Elution solution | Bio-Rad | 7326801 | |
EM 400 embedding medium paraffin | Leica Biosystems | 3801320 | |
Eosin Y (0.5% w/v) | RICCA | 2858-16 | |
Formula R Infiltration medium paraffin | Leica Biosystems | 3801470 | |
Genemark Nutator Gyromixer 349 | Bio Express | S-3200-2 | |
Gill #3 Hematoxylin | Sigma-Aldrich | GHS332-1L | |
HCl (for HCL-Ethanol) | Fisher Chemical | A142212 | |
IP VI Embedding Cassettes | Leica Biosystems | 39LC-550-5-L | |
Koptec's Pure Ethanol - 200 Proof (for 70% Ethanol) | Decon Labs | V1001 | |
MgCl2 (25 mM) | Thermo Fisher Scientific | R0971 | |
Microcentrifuge Tubes 1.7 mL | Avantor | 87003-294 | |
Microseal 'B' Seals (adhseive seals) | Bio-Rad | MSB1001 | |
Microtome | Leica Biosystems | RM2245 | |
Molecular Biology Grade Water | Corning | 46-000-CM | |
Mortar Coors Tek | Thomas Scientific | 60310 | |
NaCl (for 0.85% saline) | Fisher Bioreagents | BP358-212 | |
NanoDrop Spectrophotometer | NanoDrop Technologies | ND-1000 UV/Vis | |
Oligo dT | Invitrogen | 18418020 | |
Paraffin Section Flotation Bath | Boekel Scientific | 14792V | |
Paraformaldehyde (PFA) | Sigma-Aldrich | P6148-500G | |
PCR Tube Strip | Avantor | 76318-802 | |
Pestle by Coors Tek | Thomas Scientific | 60311 | |
Pestle Pellet Motor | Kimble | 749540-0000 | |
Phosphate Buffer Saline (PBS) | Sigma-Aldrich | D8537-500ML | |
Precision Model 19 Vacuum Oven | Thermo Fisher Scientific | CAT# 51221162 | |
Primer: 36B4 (forward) 10 μM 5' TGA AGT GCT CGA CAT CAC AGA GCA 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: 36B4 (reverse) 10 μM 5' GCT TGT ACC CAT TGA TGA TGG AGT GT 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: Fabp4 (forward) 10 μM 5’ ACA CCG AGA TTT CCT TCA AAC TG 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: Fabp4 (reverse) 10 μM 5’ CCA TCT AGG GTT ATG ATG CTC TTC A 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: Glut 4 (forward primer) 10 μM 5’ CTG ATT CTG CTG CCC TTC TGT CCT 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: Glut 4 (reverse) 10 μM 5’ GAC ATT GGA CGC TCT CTC TCC AAC TT 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: PPARg (forward) 10 μM 5’ AGG GCG ATC TTG ACA GGA AAG ACA 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: PPARg (reserve) 10 μM 5’ AAA TTC GGA TGG CCA CCT CTT TGC 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: Ppargc1a (reverse) 10 μM 5' ATG TTG CGA CTG CGG TTG TGT ATG 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: Ppargc1a(forward) 10 μM 5' ACG TCC CTG CTC AGA GCT TCT CA 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: Ucp1 (forward) 10 μM 5’ AGC CAC CAC AGA AAG CTT GTC AAC 3’ | Chen lab Oligo database | ||
Primer: Ucp1 (reverse) 10 μM 5’ ACA GCT TGG TAC GCT TGG GTA CTG 3’ | Chen lab Oligo database | ||
RNA isolation solution (PureZol) | Bio-Rad | 7326880 | |
RNase Away (surface decontaminant) | Thermo Scientific | 1437535 | |
RNase H | NEB | M0297S | |
Rnase inhibitor (RNase Out) | Invitrogen | 10777019 | |
Scintillation Vial (glass) | Electron Microscopy Sciences | 72632 | |
Slide drying bench | Electrothermal (Cole-Parmer) | MH6616 | |
Stainless staining rack | Electron Microscopy Sciences | 70312-54 | |
Stereo microscope (for embedding) | Olympus | SZ51 | |
Sugical scissors | McKesson | 43-1-104 | |
Superfine point Straight Dissecting Forceps | Avantor | 82027-402 | |
Superfrost Plus Microscope Slides | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
Superscript III Reverse Transcriptase (Includes 5x First-Strand Buffer and 0.1M DTT) | Invitrogen | 18080044 | |
SUR-VET syringe with needle 25 G x 5/8", 1 mL | Terumo | 100281 | |
SYBR Green (qPCR enzyme master mixture) | Applied Biosystems | A25778 | |
Tissue-Tek Manual Slide Staining Set (jars) | Electron Microscopy Sciences | SKU: 62540-01 | |
Toluene | Fisher Chemical | T324-1 | |
Transfer pipette | Avantor | 414004-005 | |
Xylene | Fisher Chemical | X3P-1GAL |
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