Isolierung von intakt, ganze Maus Milchdrüsen zur Analyse der extrazellulären Matrix Ausdruck und Drüse Morphologie

Zusammenfassung

Hier präsentieren wir ein Protokoll für die Isolierung des gesamten, intakte Maus Milchdrüsen um Ausdruck der extrazellulären Matrix (ECM) und duktale Morphologie zu untersuchen. Maus #4 Bauch-Drüsen wurden von ca. 8-10 Wochen alten weiblichen nulliparous Mäusen, in neutral gepuffertem Formalin fixiert, geschnitten und gefärbt mit Immunohistochemistry für ECM Proteine extrahiert.

Zusammenfassung

Das Ziel dieses Verfahrens war #4 Bauch Milchdrüsen von weiblichen nulliparous Mäusen zu ernten, um ECM Ausdruck und duktale Architektur zu beurteilen. Hier entstand eine kleine Tasche unter der Haut mit Mayo Schere, so dass Trennung der Drüsen in das subkutane Gewebe von der zugrunde liegenden Bauchfell. Visualisierung der Drüsen wurde unterstützt durch den Einsatz von 3,5 X-R chirurgische micro Lupen. Das Fell wurde invertiert und merken zurück ermöglicht Identifikation von intakten Mamma Fettpolster. Jeder der #4 Bauch-Drüsen wurde unverblümt zergliedert durch Verschieben der Skalpellklinge seitlich zwischen die subkutane Schicht und die Drüsen. Sofort nach der Ernte, wurden die Drüsen in 10 % neutral gepuffertem Formalin für die anschließende Gewebe Verarbeitung gelegt. Exzision der gesamten Drüse ist vorteilhaft, weil es in erster Linie eliminiert das Risiko des Ausschlusses wichtiger Gewebe-weite Wechselwirkungen zwischen duktalen Epithelzellen und andere microenvironmental zellularen Bevölkerungen, die in einer partiellen Biopsie entgehen lassen könnte. Ein Nachteil der Methode ist die Verwendung von Schnittserien aus festen Geweben die Analysen des duktalen Morphogenese und Protein Ausdruck an diskreten stellen innerhalb der Drüse begrenzt. Als solche Veränderungen in duktale Architektur und Protein-Expression in 3 Dimensionen (3D) ist nicht leicht erhältlich. Alles in allem ist die Technik auf Studien, die völlig intakt murinen Milchdrüsen für nachgelagerte Untersuchungen wie Entwicklungsstörungen duktale Morphogenese oder Brust Krebs anwendbar.

Einleitung

Brustkrebs ist gekennzeichnet durch ein hohes Maß an Gewebe Fibrose^1,2,3,4. Als die ECM bezeichnet, diese nicht-zelluläre Einheit findet sich in unterschiedlichem Ausmaß in allen Geweben und besteht hauptsächlich aus einem komplexen Geflecht von fibrillären und nicht-fibrillären Kollagene, Elastin und Glykoproteinen neben verschiedenen Signalmoleküle, die in dieser Matrix abgesondert. Homöostatische Bedingungen wird die Ablagerung und den Abbau des ECM streng kontrolliert. ⁵ während Brust Tumorgenese, wird das Gleichgewicht der ECM-Ablagerung und Abbau gestört. Als solche wurden Brusttumoren berichtet, reichlich ECM-Proteine wie Kollagene, Fibronektin und Tenascin-C unter anderem zum Ausdruck bringen. ⁶ der abnorme Ausdruck dieser Proteine zusätzlich erhöhte Muster Matrix Vernetzungsgrad ist dokumentiert worden, zur Förderung der Brust Tumor Progression, Metastasierung und Therapie Widerstand^{1,3, 4,7,8,9}.

Um ECM Zusammensetzung und duktale Morphologie zu beurteilen, wurde Isolation intakt Milchdrüsen durchgeführt. Hier wir weibliche nulliparous Mäusen unzulänglich für Caveolin-1 verwendet, eine integrale Membranprotein, verbunden mit einer aggressiven Brustkrebs-Tumor Signatur^10,11,12, und weibliche nulliparous B6 zu kontrollieren Mäuse. Histologischen Verarbeitung und Färbung dieser Gewebe erlaubt die Identifizierung von mehreren ECM-Proteinen zusammen mit Charakterisierung von duktalen Morphologie.

Alles in allem Möglichkeit die Isolierung des gesamten, intakte Milchdrüsen Forscher die, Gewebe-weite morphologische oder zelluläre Veränderungen in Reaktion auf exogene oder endogene Faktoren zu untersuchen. Nachteile der Technik sind verbunden mit Analysen von 2 Dimension (2D) Gewebeschnitte im Gegensatz zu einer 3D Perspektive, die ein vollständigeres Bild der komplexen Morphologie des Baumes duktale erbringen würde. Angesichts der Komplexität der Zell-Zell und Zelle-ECM-Interaktionen, die stattfinden in der Brustdrüse, ist die Isolierung des gesamten, intakten Drüsen vorteilhaft für effizient analysieren duktale Morphologie und Protein Ausdruck in verschiedenen Regionen der Murine Milch- Drüse.

Protokoll

Verfahren im Zusammenhang mit tierischen Themen in diesem Protokoll wurden geprüft und durch die institutionelle Animal Care and Use Committee des Philadelphia College of Osteopathic Medicine genehmigt und alle Techniken wurden unter strengen durchgeführt ethische Leitlinien.

1. Probe Beschaffung und Verarbeitung

1. Wählen Sie geeignete tierische Betreff und Ort in eine CO-₂-Kammer. Verwenden Sie für dieses Experiment 8-10 Wochen alten weiblichen nulliparous B6. CG-Cav1tmMIs/J und C57BI/6J.
2. Schalten Sie Gasstrom zu 30-40 %. Sobald das Tier nach ca. 2 min sichtlich bewusstlos ist, öffnen Sie das Gasventil zu vollen Druck für eine zusätzliche 5 min.
   Hinweis: Bestätigen Sie tierischen Tod durch die Beobachtung von sichtbaren Zeichen der Atmung (z.B. Bewegung der Brust) für einen Zeitraum von 10 Minuten nach Beendigung der CO ₂ Lieferung. Wenn das Tier noch am Leben ist, kann es wieder in die CO-₂-Kammer platziert. Zervikale Dislokation kann auch verwendet werden, obwohl es nicht empfohlen wird, da Blut ansammeln kann, um die Milchdrüsen stören die Dissektion und Ergebnisse.
3. Nach Opfer, pin-Kadaver in Rückenlage und mit 70 % Ethanol zu sättigen.
4. Kneifen das Fell direkt über dem Schambein mit Pinzette und nick mit kleine chirurgische Scheren. Drehen der Schere das Fell entlang der ventralen Mittellinie bewegen auf kranialen kaudalen geschnitten.
5. Mit größeren Schere oder einer Gefäßklemme unverblümt sezieren die subkutane Faszie bilateral, mit Vorsicht nicht auf um das Peritoneum zu durchbohren. Schneiden Sie entlang der horizontalen Ränder an beiden distalen Enden des Schnittes.
6. Pin das Fell Klappen öffnen und wieder mit 70 % Ethanol sprühen.
   Hinweis: Obwohl die Verwendung von 70 % Ethanol bessere visuelle Unterscheidung zwischen der Drüse und die umliegenden Unterhautgewebe erlaubt, seien Sie vorsichtig zu trocknen des Gewebes als Folge der Verwendung dieser Lösung. Um zu vermeiden, trocknen, entfernen der Drüsenkörpers in einem Zeitrahmen nicht zu 4 min nicht überschreiten. Als Alternative zu 70 % Ethanol, kann der Prüfer auch ersetzen einen allgemeinen isolieren Puffer, z. B. 1 X PBS, um Gewebe Austrocknung zu vermeiden.
7. Ortung der Milchdrüsen von Interesse, schieben Sie ein #4 Skalpellklinge entlang der Innenseite der Fell-Klappen, Schneiden der Brustdrüse und die damit verbundenen kutane Fettgewebe frei von der Dermis.
   Hinweis: 3,5 x chirurgische micro Lupen können einfacher Visualisierung der Drüsen helfen.
8. Tauchen sofort neu isoliert Drüse in konische Rohr mit 10:1 Lösung-Gewebe-Volumen von 10 % neutral gepuffertem Formalin für 24-48 h
   Hinweis: Je nach Absicht der Studie, viele alternative Fixiermittel verwendet werden wie Paraformaldehyd, Ethanol für genomische Studien und handelsüblichen RNA Puffer erhalten.
9. Folgen institutionelle Protokolle für die Einbettung von Paraffin, reichen Proben an einen Lieferanten für die Verarbeitung, einbetten, und schneiden/Folie Montage. Sektion Gewebe bei 5 µm.
   Hinweis: Aufgrund von überschüssigem Fettgewebe umliegenden Drüse, sollten Sie entfernen 100-200 µm Gewebe vor dem Schneiden und färben.

2. Retikuläres Gewebe

1. Immunohistochemistry
   1. Ort-Folien auf Heizblock gefärbt werden gesetzt auf 58 ° c für 1 h Paraffin schmilzt.
      Achtung: Paraffin Wachs schmelzen Folie überschreiten. Aufmerksam verfolgen oder platzieren Sie wischen unter Folie, Abfluss Wachs zu erfassen.
      Hinweis: Dieser Schritt ist nicht erforderlich und kann übersprungen werden. Wenn Ergebnisse sind nicht wie erwartet, Hinzufügen von diesen Schritt zurück kann Ergebnis verbessern.
   2. Inkubieren Folien in einer Folie jar mit 100 % Xylol für 30 min vollständig untertauchen zu gewährleisten. Einmal zu wiederholen.
      Hinweis: an dieser Stelle sollte Sichtprüfung durchgeführt werden um sicherzustellen, dass die Gewebeschnitte sind frei von Fettgewebe und Paraffin. Wenn zusätzliche Fettgewebe oder Wachs ersichtlich ist, sollte die Folie wieder in Xylol eingetaucht sein. Seien Sie vorsichtig, um zusätzliche Exposition gegenüber Xylol zu minimieren, da dies Schrumpfung des Gewebes führen kann.
   3. Einmal rehydrieren Gewebe in eine Folie JAR-Datei mit 100 % igem Ethanol für 10 min. wiederholen.
   4. Umzug Folien eine Folie JAR-Datei mit 95 % igem Ethanol für 10 min. wiederholen einmal.
   5. Verschieben Sie Folien eine Folie Glas enthält 75 % Ethanol für 5 min.
   6. Verschieben Sie Folien eine Folie Glas mit 50 % Ethanol für 5 min.
   7. 10 mM Natriumcitrat Lösung (pH-Wert 6,0) in einer heißen Platte oder eine Mikrowelle kochen und gießen Sie in Coplin Jar.
      Achtung: Überwachen Sie Lösung beim Erwärmen und vermeiden Sie kochen über zu. Container werden sehr heiß. Schutz verwenden, um Verbrennungen zu vermeiden.
   8. Langsam Platz Dias in Coplin jar, vollständiges Untertauchen zu gewährleisten und bei 100 ° C für 10 min zum Abrufen von Epitopen inkubieren. Entfernen und sorgfältig trocknen Folien.
   9. Zeichnen eine Sperre um Gewebe mit einem hydrophoben Marker. Fügen Sie genügend körpereigene Enzym-Blocker (Wasserstoffperoxid und Natriumazid, erhältlich im Handel) Gewebe abdecken und 10 min. inkubieren
   10. Submerge Folien in 1 X Phosphat gepufferte Kochsalzlösung (PBS) für 10 min.
   11. Fügen Sie genügend Serum 10 % Esel in 1 X PBS Gewebe abdecken und für 1 h bei Raumtemperatur in eine feuchte Kammer inkubieren.
       Hinweis: Das Experiment kann hier durch die Speicherung der Folien in die feuchte Kammer bei 4 ° C über Nacht angehalten werden. Während Esel Serum gefunden wurde, um optimale Färbung Ergebnisse zu erzielen, kann der Prüfer verschiedene Seren wie Rinderserumalbumin (BSA), Ziegenserum oder Pferd Serum, um optimale Ergebnisse zu bestimmen testen möchten. Wenn BSA verwenden, sollte der Prüfer diese frisch vor Gebrauch zubereiten.
   12. Dekantieren überschüssige Blocker von Folien und richtig verdünnte Primärantikörper in 1 % Serum direkt hinzufügen Folien um sicherzustellen, dass das Gewebe in Lösung gleichmäßig bedeckt ist. 30 min bei Raumtemperatur in eine feuchte Kammer inkubieren.
       Hinweis: Dieser Schritt fortgesetzt werden für längere Zeit Laufzeiten mit feuchten Kammer gelagert um 4 ° C. Achten Sie darauf, die richtige Negativkontrolle Folien (z. B. eine Folie mit keine primären Antikörper, Antigen-negativen Gewebe, etc. bekannt) bei diesem Schritt enthalten.
   13. Sorgfältig waschen Dias durch fließt etwa 1 mL der DiH ₂ O über Gewebe und inkubieren Sie 1 Änderung der 1 X PBS für 5 min.
   14. Dekantieren überschüssige PBS und fügen Sie genug Meerrettich-Peroxidase-Label Gewebe zu bedecken und 30 min. in eine feuchte Kammer inkubieren.
       Hinweis: Bei diesem Schritt kann der Prüfer, fluoreszierende Färbung mit Gewebekulturen konjugierten Sekundärantikörper fortfahren möchten. Wenn dies gewünscht ist, sollten die nächsten Schritte beschrieben entsprechend angepasst werden.
   15. Sorgfältig waschen Dias durch fließt etwa 1 mL der DiH ₂ O über Gewebe und inkubieren Sie 1 Änderung der 1 X PBS für 5 min.
   16. Diaminobenzidine (DAB) plus Chromogen-Lösung entsprechend dem Hersteller empfohlene Verhältnis und vermischen von Wirbel.
       Hinweis: Viele fertige Kits sind im Handel erhältlich neben in diesem Protokoll verwendet.
   17. Dekantieren Überschuss Puffern von Folien und fügen Sie 2-3 Tropfen (10-50 µL) Chromogen Fleck direkt zu den Geweben und 5 min in die feuchte Kammer inkubieren. Sorgfältig waschen Folien durch fließende etwa 1 mL DiH ₂ O über Gewebe.
       Achtung: DAB-Chromogen ist hochgiftig. Vermeiden Sie direkten Kontakt des Flecks mit Haut und sammle Flow aus Sondermüll.
2. Hämatoxylin und Eosin (H & E)
   1. Chromogen Inkubation Nachspülung nach Tauchen Folien in Harris Hämatoxylin für 2-2,5 min. Spülen Folien vorsichtig unter fließendem Wasser für 1-2 min.
      Hinweis: Achten Sie darauf, direkten Wasserstrahl auf Geweben.
   2. Folien Submerge für 2-3 s in Differenzierung Lösung (0,25 mL Salzsäure in 100 mL 70 % igem Ethanol). Spülen Sie Folien vorsichtig unter fließendem Wasser für ca. 1-2 min.
   3. Tauchen Sie Folien in blauen Agent (4,5 mg Calciumcarbonat in 100 mL Leitungswasser, pH-Wert eingestellt auf 9,4) für 60 S. Spülen Folien in 95 % igem Ethanol für 30 s.
   4. Submerge Folien in alkoholischer Eosin Y für ca. 2-3 min.
   5. Entwässern Gewebe in 2 Änderungen von 95 % Ethanol für 1 min.
   6. Gelief Gewebe in 1 von 100 % Ethanol für mind. 1 ändern
   7. Trocknen Folien mit einem fusselfreien Tuch. Geben Sie 1 Tropfen (ca. 100-200 µL) von synthetischen, nichtwässrigen, Harz-Basis Montage Medien zu schieben und Deckglas anzuwenden.
      Hinweis: Wenn eine andere Färbung Methode gewählt wurde, möglicherweise eine andere Montage-Medien erforderlich. Zum Beispiel, wenn der Prüfer eine Leuchtstoff-konjugierten Sekundärantikörper gewählt haben, eine wässrige Halterung mehr ideal wäre.
   8. Folien über Nacht bei Raumtemperatur einstellen lassen.
3. Picrosirius rot (PSR) färben
   1. Wählen Sie Folien werden gebeizt und Immunhistochemie Protokoll über Schritt 6 (50 % Ethanol einweichen) folgen.
   2. Submerge Folien in PSR Fleck für 1 h.
   3. Tauchen Sie Folien in 0,5 % Essigsäure für 1-2 s zweimal, um Flecken zu differenzieren.
   4. Entwässern Gewebe in 2 Änderungen von 95 % Ethanol für 1 min.
   5. Gelief Gewebe in 1 von 100 % Ethanol für mind. 1 ändern
   6. Klare Folien durch kurz eintauchen in 100 % Xylol für über 3-4 s.
   7. Trocknen Folien mit einem fusselfreien Tuch. Geben Sie 1 Tropfen (ca. 100-200 µL) von synthetischen, nichtwässrigen, Harz-Basis Montage Medien zu schieben und Deckglas anzuwenden.

3. Probieren Sie Analyse

1. Duktales Analyse
   1. Select Folien gebeizt für α-SMA. Mit einem Lichtmikroskop, ausgestattet mit einem Kamera Ziel, repräsentative Bilder mit 20 X Vergrößerung sammeln.
   2. Mit ImageJ (NIH), zu unterscheiden und zählen Kanäle in jedem Bild. Diese können manuell aufgelistet werden oder man kann einzelne Kanäle eine Punkteskala zuweisen. Zuweisen einer Punkteskala, ImageJ zu öffnen und wählen Plugins. Als nächstes wählen Sie Analyze und Zelle Zähler aus dem Drop-down-Menü. Initialize klicken Sie unter markieren Sie Typ1 zunächst Kennzeichnung der Rohre zu. Wenn Sie fertig sind, wählen Sie Ergebnisse anzeigen die Anzahl die duktale.
      Hinweis: Achten Sie darauf, überprüfen Strukturen sind duktale und nicht vaskulären.
   3. In ' setzen Messung ' Optionen, aktivieren Sie ' Umfang ' und ' Bereich ".
   4. Mit dem Freihand Polygon-Werkzeug zeichnen Sie eine Linie um jedes Rohr auf das Myoepithelial Fach (Sichtbarkeit von α-SMA Fleck unterstützt). Wählen Sie ' Messen ' und notieren Sie den Umfang und die Fläche.
   5. Wieder mit dem Freihand Polygon-Werkzeug eine Linie entlang der apikalen Seite des duktalen Epithel im Innern des Gefäßlumens. Wählen Sie ' Messen ' und notieren Sie den Umfang und die Fläche.
   6. Subtrahieren Sie den Umfang der luminalen Abteil aus dem Umfang des Myoepithelial Fach um den Umfang des duktalen Epithel zu erhalten. Subtrahieren Sie den Bereich der luminalen Fach aus dem Bereich der Myoepithelial Fach, das Gebiet der duktalen Epithel zu erhalten.
2. Immunohistochemistry Analyse
   1. auf eine Analysesoftware wie ImageJ oder Fidschi Suite Hellfeld Bilder hochladen.
      Hinweis: Dieses Protokoll beschreibt die Schritte zum Beizen Analyse mit ImageJ und der IHC Toolbox Plugin.
   2. Öffnen Sie die Toolbox IHC aus dem Plugin-Menü. In der " Modell auswählen " Combo-Box öffnet sich, wählen geeignete Fleck (d. h. H-DAB, PSR, etc.). Wählen Sie die " Farbe " Option, um den Fleck zu isolieren. Dadurch öffnet sich ein Ergebnisfenster.
      Hinweis: Diese Methode ist sinnvoll, wenn ein Protein des Interesses in den extrazellulären oder cytosolischen Räumen liegt oder an der Plasmamembran gebunden ist. Wenn das Protein des Interesses Atomkraft ist, Auswahl, " Kerne " fordert das Plugin, das Bild für positiv gefärbten Kernen analysieren.
   3. Color Chooser schieben verwenden, um den Fleck ohne Hintergrund Einschluss oder Ausschluss der übermäßigen Fleck richtige Isolierung.
      Hinweis: Wenn der automatische Modus nicht in der Lage ist, den Fleck zu erkennen oder nicht akzeptable Bilder führt, zeichnen Sie ein Quadrat Region von Interesse (ROI) über eine identifizierte Region gebeizt. Wählen Sie im Fenster "IHC-Toolbox" " Zug ", Plugin, um das entsprechende Ziel zu lenken.
   4. Konvertieren Sie das Bild auf 16-Bit. Gehen Sie zu Bild → Typ → 16bit.
   5. Schwelle das Bild. Gehen Sie zu Bild → einstellen → Auto Schwelle.
   6. Setzen die Messskala Bild durch Ziehen einer Linie ROI direkt über die Maßstabsleiste in das Bild, dann die Länge zuweisen. Um die Maßstabsleiste einzustellen, gehen Sie zu Analyse → Set Maßstab. Geben Sie die Anzahl der Pixel pro die gewünschte Längeneinheit (z.B. 120 Pixel pro 50 µm).
   7. Die resultierende Fläche messen und grauen Mittelwert. Gehen Sie zu Analyze → Set Messungen und sammeln Sie die Messung durch Klicken auf Analyze → Maßnahme.

Ergebnisse

Weibliche Mäuse haben 5 paar Milchdrüsen. Insbesondere gibt es ein paar von zervikalen Drüsen (#1), zwei Paare von thorakalen Drüsen (#2 und #3), ein paar Bauch-Drüsen (#4) und 1 paar inguinalen Drüsen (#5) (Abb. 1A). Hier isoliert wir #4 Drüsen, da sie leicht zu identifizieren sind. In einigen Fällen wurden #4 und #5 Drüsen zusammen isoliert da Unterscheidung zwischen den beiden schwierig war. Zur Isolierung intakt #4 Bauch war Milc...

Diskussion

In dem Papier haben wir eine Technik, um intakte Maus Milchdrüsen für nachgeschaltete histologische Analysen der ECM Ausdruck und duktale Morphologie isolieren beschrieben. Im Hinblick auf Analysen von duktalen Morphologie ermöglicht diese Methode die rasche Untersuchung der duktalen Architektur basiert auf gefärbten histologischen Abschnitte. Andere Methoden des duktalen Analysen beruhen auf Injektionen von Farbstoffen ermöglicht Visualisierung des Baumes duktale Methoden die technisch schwierig und zeitraubend sei...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Light Microscope	Olympus	BX43
Microscope Camera	Olympus	DP73
Image Analysis Software	Olympus	cellSens Entry software
	NIH	ImageJ
3.5x-R Surgical Micro Loupes	Rose Micro Solutions		Magnification at researcher's preference
Mayo Scissors	Medline	DYND04035
Staining Rack	Fisher Scientific	121
Staining Dish	Fisher Scientific	112
Coplin Jars	Fisher Scientific	19-4
Glass coverslips	Fisher Scientific	12-550-15	Size appropriate for tissue
IHC EnVision+ Kit (HRP, Mouse, DAB+)	Dako	K400611-2
Picrosirius Red Kit	Abcam	AB150681
Eosin Y, alcoholic	Sigma-Aldrich	HT110132
Harris Hematoxylin	Sigma-Aldrich	HHS16
Donkey Serum	EMD Millipore	S30
10% Neutral Buffered Formalin	Sigma-Aldrich	HT501128
Xylenes, Reagent Grade	Sigma-Aldrich	214736
Ethanol, 200 proof	Sigma-Aldrich	792780	suitable for molecular biology
Phosphate Buffered Saline, 1x	Gibco	10010023
Sodium Citrate	Fisher Scientific	S279-500
Calcium Carbonate	Sigma-Aldrich	202932
Permanent Mounting Medium	Dako	S1964
Eukitt's Mounting Medium	Sigma-Aldrich	3989
Fibronectin antibody	Abcam	AB23750
Tenascin-C antibody	Abcam	AB108930
Alpha Smooth Muscle Actin antibody	Abcam	AB124964
Dako Envision Dual Link System HRP	Dako	K4065