A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כאן, אנו מציגים פרוטוקול סיב שריר מהיר מנתח, המאפשר איכות מכתים משופרת, ובכך רכישה אוטומטית וכימות של אוכלוסיות סיבים באמצעות ImageJ התוכנה הזמין באופן חופשי.
כימות של אוכלוסיות סיב השריר מספקת תובנה עמוק יותר את ההשפעות של מחלה, טראומה, והשפעות שונות אחרות על רכב שרירי שלד. זמן רב בשיטות שונות באופן מסורתי שימשו ללמוד אוכלוסיות סיבים בתחומים רבים של מחקר. עם זאת, לאחרונה פיתח שיטות אימונוהיסטוכימיים מבוסס על ביטוי החלבון שרשרת כבדה שרירן לספק אלטרנטיבה מהירה לזהות סוגי סיבים מרובים באזור אחד. כאן, אנו מציגים פרוטוקול מהיר, אמין לשחזור עבור איכות מכתים משופרת, המאפשר רכישה אוטומטית של חתכים שלמים כימותים אוטומטיים של אוכלוסיות סיבים עם ImageJ. לשם כך, שרירי השלד מוטבעים נחתכים חתכים, מוכתמים באמצעות נוגדנים שרשראות כבדות שרירן עם נוגדנים ניאון משני DAPI מכתים גרעיני תאים. חתכים שלמים ואז נסרקים באופן אוטומטי באמצעות סורק שקופיות להשיג מרוכבים ברזולוציה גבוההתמונות של הדגימה כולו. ניתוחי אוכלוסיית סיבים מכן מבוצעים לכמת סיבים איטיים, ביניים ומהיר באמצעות מאקרו אוטומטי עבור ImageJ. הראינו בעבר כי שיטה זו יכולה לזהות אוכלוסיות סיבים מהימנות במידה של ± 4%. בנוסף, שיטה זו מקטינה השתנות למשתמש שאר וזמן לכל ניתוחי משמעותי באמצעות ImageJ פלטפורמת הקוד הפתוח.
רכב שריר שלד עובר שינויים עמוקים במהלך תהליכים פיסיולוגיים כגון 1 הזדקנות, 2, תרגיל 3, 4, 5, 6, 7, או תהליכים פתופיזיולוגיים כגון מחלה 8, 9, 10 או טראומה 11. לפיכך, מספר תחומים להתרכז מחקר על ההשפעות המבניות של תהליכים אלה על מנת להבין שינויים פונקציונליים. אחד ההיבטים המרכזיים בקביעת תפקוד שריר הוא בהרכב של סיבי שריר. סיבי שריר להביע שרשרת כבדה שונה שרירן (MHC) חלבונים מסווגים ובכך לתוך סיבי איטי, בינוני, או מהר 7, 12, 13 >, 14, 15, 16, 17. יש פיסיולוגי, שרירים קומפוזיציות סיב שריר שונים בהתאם לפונקציה שלהם בגוף. באמצעות הקלדה סיב השריר, אוכלוסיות סיבים ניתן לכמת לזהות לאימוצו לתהליכים פיזיולוגיים או pathophysiological 7, 17. מבחינה היסטורית, מספר שיטות רב הזמן יושמו להבדיל בין סוגי סיבי השריר. לשם כך, סיבי שריר סווגו בין אם על ידי תגובתיות של ATPase שרירן ברמות pH שונות או פעילות אנזים שריר. כפי איכויות סיבים שונים לא ניתן היה להעריך באזור אחד, חתכים מרובים נדרשו לזהות את כל סיבי השריר ולאפשר כימות ידנית 14, 16, 17,= "Xref"> 18, 19, 20, 21, 22. לעומת זאת, הפרסומים האחרונים השתמשו אימונוהיסטוכימיה (IHC) כנגד חלבון שרשרת כבדה שרירן להכתים סוגי סיבים מרובים במהירות בתוך חתכים יחיד. בהתבסס על היתרונות של הליך זה, זה נחשב כעת את תקן זהב ניתוח אוכלוסיית סיב שריר 19, 23, 24. באמצעות פרוטוקולים מכתימים IHC השתפרו, הצלחנו לאחרונה מראה כי הרכישה אוטומטית לחלוטין של חתכי שריר שלמים וכימותי סיב שריר אוטומטית עוקבים אינה ריאלית באמצעות ImageJ פלטפורמת הקוד הפתוח. בהשוואת כימות ידנית, ההליך שלנו ספק ירידה משמעותית זמן (כ 10% מכלל ידני מנתח) נדרש לכל שקופית בעת היותו מדויק עד ± 4% 25 .
המטרה הכוללת של שיטה זו היא לתאר מדריך מהיר, אמין, עצמאי-למשתמש כימותי סיב שריר אוטומטיים בשרירי עכברוש כולו באמצעות פלטפורמת קוד פתוחה. בנוסף, אנו מתארים שינויים פוטנציאליים אשר יתירו את השימוש בו עבור דגימות אחרות כגון עכברים או שרירים אנושיים.
כל הנהלים כולל בנושאים בעלי חיים נערכו בהתאם לעקרונות של טיפול בבעלי חיים במעבדה כפי שהומלצו על ידי FELASA 26. התקבל אישור לפני המחקר על ידי ועדת הבדיקה המוסדית של האוניברסיטה לרפואה של וינה והמשרד האוסטרי למחקר ומדע (BMWF: Bundesministerium fuer Wissenschaft und Forschung, מספר אסמכתא: BMWF-66.009 / 0222-WF / II / 3B / 2014).
1. שריר קציר
הערה: פרסום קודם על ידי ואח 'מנג. 27 זמין המתארים את ההקפאה הנכונה של דגימות שריר בפירוט רב.
2. מכתים
הערה: מספר רב של נוגדנים כנגד חלבוני שרשרת כבדת שרירן זמין; עם זאת, נוגדנים באיכות גבוהות חיוניים לרכישה וניתוחים אוטומטיים. עבור דילולים והפנית נוגדנים, ראה טבלה 1. לקבלת קובץ גיליון אלקטרוני כדי לחשב את דילולים נכונים לראות את מספר בכמויות פתרון נדרש, ראהsource.jove.com/files/ftp_upload/55441/Calculator_for_muscle_fiber_typing.xlsx">Supplemental קובץ 1.
מיקרוסקופי 3.
4. ניתוח סיבים אוטומטי
אוהל "> הערה: מאקרו ניתן להשיג מדף האינטרנט הבא: https://www.meduniwien.ac.at/hp/bionicreconstruction/macro/שריר עכברוש שלמים חתכים הוכתמו במהירות באמצעות אימונוהיסטוכימיה לזהות MHC I, IIA סיבי שריר IIB. שימוש בסורק שקופיות מיקרוסקופ פלואורסצנטי, החתכים כולו אז נרכשו באופן אוטומטי עבור סיב שריר אוטומטי מנתח עם ImageJ. הרעיון של ההליך מבוסס על מתן עבודה פשוטה, אמי...
הנה, אנחנו מדגימים מתודולוגיה נגיש נרחב ללמוד ובאופן אוטומטי לכמת את האוכלוסיות סיבי שריר של חתכי עכברוש באמצעות אימונוהיסטוכימיה באופן יעיל בזמן. עבור שחזור, אנו מציגים צעד מפורט על ידי תיאור צעד ושינויים פוטנציאל יישומי מינים אחרים לא המתוארים במחקר זה. יתר על ...
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה נתמך על ידי קרן המחקר כריסטיאן דופלר. ברצוננו להודות סבין ראושר מן הדמיה מתקן Core באוניברסיטה הרפואית של וינה, אוסטריה על התמיכה לאורך כל הפרויקט. נוגדנים ראשיים פותחו על ידי Schiaffino, ס, מבנק התפתחותית מחקרים Hybridoma, נוצר על ידי NICHD של NIH ומתוחזק באוניברסיטה של איווה, מהמחלקה לביולוגיה, איווה סיטי, IA.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
O.C.T compound | Tissue-Tek, Sakura, Netherlands | For embedding of muscle tissue | |
Isopentane | for adequate freezing of muscle tissue | ||
Superfrost Ultra Plus slides | Thermo Scientific, Germany | 1014356190 | adhesive slides |
phosphate buffered saline | |||
Triton X-100 | Thermo Scientific, Germany | 85112 | Detergent Soluation |
Goat serum | Thermo Scientific, Germany | 50197Z | Goat Serum |
DAKO Fluorescent Mounting Medium | Dako Denmark | S3023 | |
Dako pen | Dako Denmark | S200230-2 | |
TissueFAXSi plus | TissueGnostics, Vienna, Austria | ||
Primary antibodies | |||
MHC-I (Cat# BA-F8, RRID: AB_10572253) | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB, Iowa, USA) | Supernatant | |
MHC-IIa (Cat# SC-71, RRID: AB_2147165) | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB, Iowa, USA) | Supernatant | |
MHC-IIb (Cat# BF-F3, RRID: AB_2266724) | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB, Iowa, USA) | Supernatant | |
Secondary antibodies | |||
Alexa Fluor 633 Goat Anti-Mouse IgG2b | Thermo Scientific, Germany | A-21146 | |
Alexa Fluor 488 Goat Anti-Mouse IgG1 (γ1) | Thermo Scientific, Germany | A-21121 | |
Alexa Fluor 555 Goat Anti-Mouse IgM (µ chain) | Thermo Scientific, Germany | A-21426 | |
NucBlue Fixed Cell ReadyProbes Reagent | Thermo Scientific, Germany | R37606 |
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