Method Article
עבודה זו מציגה עיבוד חדש פרוטוקול הדמיה לניתוח עבה, תלת ממדי ניתוח חתך המאפשר ניצול מלא של modocalities הדמיה confocal. פרוטוקול זה משמר אנטיגניות ומייצג מערכת חזקה לנתח היסטולוגיה העור וסוגים אחרים של רקמות אחרות.
עיבוד רקמה של עניין כדי ליצור תמונה מיקרוסקופית התומכת טענה מדעית יכול להיות מאתגר. רכישת תמונות מיקרוסקופיות באיכות גבוהה אינה תלויה לחלוטין באיכות המיקרוסקופ, אלא גם בשיטות עיבוד הרקמות, אשר לעיתים קרובות כרוכות בפעולות קריטיות או צעדים רבים. יתר על כן, סוגי תאים mesenchymal בעור ורקמות אחרות מייצגים אתגר חדש עבור הכנת רקמות הדמיה. כאן, אנו מציגים תהליך שלם, מן הקציר רקמות למיקרוסקופ. הטכניקה שלנו, המכונה "הר שלם אופקית", הוא אחד כי טירונים יכולים להפוך במהירות בקיאים זה מאפשר שימור אנטיגן ו ב 60-300 מיקרומטר עבה חלקים לחתוך עם cryostat. חלקים של עובי זה מספק הדמיה משופרת של microarchitecture רקמות בסביבה תלת מימדי. בנוסף, הפרוטוקול משמר תאים mesenchymal באופן זה משפר את איכות התמונה כאשרלעומת קריסטוסט סטנדרטי או חלקים פרפין, ובכך להגדיל את היעילות והאמינות של immunostaining. אנו מאמינים כי פרוטוקול זה ייהנה כל המעבדות לדמיין את העור, ואולי רקמות אחרות ואיברים.
המהפכה של ציוד הדמיה מיקרוסקופית מספקת עבור מכשירים מתוחכמים, ברזולוציה גבוהה הדמיה. עם זאת, בעת רכישת תמונה מיקרוסקופית של מלא תלת מימדית (3D) רקמות חתך, הכנת הדגימה מציג אתגרים משמעותיים יכול להיות הגורם המגביל בהגדרת איכות התמונה. כל צעד נפרד ראוי שיקול זהיר על מנת לשמר מורפולוגיה רקמות ואת האנטיגניות של חלבונים היעד, כדי למזער חפצים המושרה עיבוד, כדי למקסם את איכות התמונה הסופית. לדוגמה, ניתוח מסורתי של העור דורש תמונה עם נוף של האפידרמיס ודרמיס, עם זקיקי השיער כי הם בכיוון הנכון, המאפשר ניתוח אנטומי של תא תא תרומות תא העור הומאוסטזיס 1 , 2 . זה דורש ריכוז יסודי על איך העור מוטבע וחתך. חשוב לציין, זקיקי השיער יכול להיות עבה יותרמ -100 מיקרומטר, אשר עולה בהרבה על פרפין רגיל או עובי סעיף קפוא, וכתוצאה מכך תקן נמוך יותר של ניתוח לעומת mounts כולו או חתכים עבים 3 , 4 , 5 .
יחד, כל צעד של הכנת הדגימה לניתוח מיקרוסקופי הוא גורם מכריע שישפיע על ניתוח התמונה. כאן, פרוטוקול עיבוד חדשניים עבור עבה, 3D ניתוח חתך רוחב, אשר אנו מכנים "הר שלם אופקי", מוצג. הפרוטוקול משמר מאוד אנטיגניות ומאפשר ניצול מלא של חלקים עבים של העור באמצעות ציוד הדמיה confocal רגיל. זהו מדריך מלא לשימוש בעור לעיבוד רקמות עבה חתך הדמיה, כולל קציר הקציר ו paraformaldehyde (PFA), cryopreservation (שלב 1), הדור של 100 מיקרומטר עבה רקמות חתך עם cryostat (צעד 2), תיוג אימונופלורסנט הרכבה (שלבים 3 ו -4). תוצאות נציג להשוות תמונות confocal של שתי טכניקות הכנה היסטולוגית ברורה - cryosectioning קלאסית עבה, רקמות 3D חתך חתך, הדגשת היתרונות של "mounts אופקי שלם" עבור המשתמש הפוטנציאלי של פרוטוקול זה.
כל הניסויים בבעלי חיים היו כפופים לאישור מוסרי מקומי וביצעו את תנאי רישיון משרד הפנים הבריטי.
1. קציר עור Cryopreservation
איור 1. קציר וקיבוע של עור העכבר.
( א ) רקמת העור נקטפה מן האזור dorsomedial של גופת החיה. זקיקי השיער באזור זה מחולקים באופן שווה וישרים ולכן מאפשרים כיוון אופטימלי במהלך חתך, כפי שמציינים החצים. ( ב ) לאחר חיתוך ריבועים בגודל המתאים שמתאים לתוך cryomold, רקמת העור היה קבוע PFA 4% במשך 15 דקות ושטף פעמיים ב PBS במשך 5 דקות כל אחד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.
2. חתך עבה חתך
איור 2. הטבעה, cryopreservation, וחתך.
( א ) מסמן את הזקיק (HF) לכיוון זקיק השיער על cryumold, מסומן על ידי החצים השחורים, חשוב עבור כיוון הנכון cryosectioning. ( ב ) מטוס החתך צריך להיות מיושר עם אוריינטציה של זקיק השיער כדי ליצור קטעים בהם אורכם המלא של זקיקי השיער נשאר שלם. ( ג ) קטעים נחתכו לפי אוריינטציה של זקיק השיער, אשר צוין על ידי החצים השחורים על קרימוולד. ( ד ) רקמות עבות חתכים נאספו עם מלקחיים מתכת ו ( ה ) הועברו לתוך צלחת 100 מ"מ תרבות המכיל 1x PBS. ( ו ) בטמפרטורת החדר, PBS ממיס את OC.T. המתחם המקיף את חתך רוחב עבה, כפי שצוין על ידי החצים הלבנים. הקטעים ואז לצוף בחופשיות PBS. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.
3. תיוג אימונופלורסנט.
איור 3. Immunofluorescתיוג ent הרכבה.
( א ) רקמה צולבת חתכים ניתן לאחסן 12 צלחות גם במשך לפחות יומיים ב 4 ° C. לפני תיוג immunofluorescent (IF), להעביר את הרקמה חתכים של עניין לתוך צינורות microcentrifuge 1.5 מ"ל המכיל חיץ PB לחסימת, כפי שצוין על ידי חץ 1. עבור תיוג אם, לדבוק בהליך מרובה צעד מפורט על בשלב 3. חלק משלב 3 דורש העברה זהירה של רקמות חתכים לתוך צינורות microcentrifuge טרי מוכן המכיל פתרון נוגדן ראשוני, פתרון נוגדנים משני, או חיץ כביסה, אשר מסומן על ידי חץ 2. ( ב ) לאחר תיוג אם, סעיפים נפרמו ו שטוחה טיפה של גליצרול, תוך שימוש במיקרוסקופ לנתח. ( ג ) לאחר חתך רקמות לחלוטין משוטח על החלק התחתון של כיסוי להחליק, שקופית מיקרוסקופ רגיל משמש לעלות את החלק. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
4. הרכבה עבור ויזואליזציה מיקרוסקופית
כדי להדגיש את היתרונות של הטכניקה שלנו, השווה שלנו עבה, 3D רקמה חתך טכניקה, "הר שלם אופקי", כדי קטעים קפואים קלאסיים. קטעים קפואים קלאסיים נחתכו כפי שתואר לעיל 5 . כדי לספק מבנה חזותי של האפידרמיס בתמונות מיקרוסקופיות, אנו אימונו-איסטנט עבור אינטגרין אלפא -6 (Itga6), שהוא מרכיב המעגן את תאי האפידרמיס לקרום המרתף שבבסיס 6 . כמו כן, שרטטנו את שריר הפילי ארקטור (APM), שאחראי על פילוארקציה (הידוע גם בשם "צמרמורת"), עם אינטגרין אלפא-8 7 . בקטעים הקפואים הקלאסיים, רוב זקיקי השיער שנדמיינו עם Itga6 לא נחתכו לאורך כל אורך הדרך, ויצרו זקיקי שיער חסרים ברובם לכל סעיף, בהשוואה לרכיבי שיער אופקיים ( איור 4 א -4 ד) ). חתך רקמות עבות מאפשרים לרכוש יותר Z- מחסנית שכבות לעומת מקובל 10 מיקרומטר סעיפים, המאפשר תמונה 3D מלאה יותר. זה הופך להיות אפילו יותר בולט כאשר לומדים את השלמות של APMs, אשר קשורים עם זקיקי השיער ואת קרום המרתף מעל. ב cryosections קלאסית, חלק עצום של APMs היו חלק ( איור 4 א -4 ד ). בנוסף, שלמות רקמות של תא hypodermal נשמר אופקי שלם mounts, לעומת הרס של adipocytes כאשר cryosections מחוברים שקופיות זכוכית חמה, אשר ידועה להקפיא-הפשרת חפץ ( איור 4a- b , להשוות את המזרק 8 ).
איור 4. mou אופקי שלםNt לעומת קריאוסקציה קלאסית.
( א ) התקבלו באופן קלאסי cryosections העור 10 מיקרומטר עבה ו ( ב ) 100 מיקרומטר עבה 3D רקמות חתכים היו מסומנים עם integrin אלפא -6 (Itga6) ו integrin alpha-8 (Itga8) כדי לדמיין את תא האפידרמיס ואת שרירי פיילי arrector , בהתאמה. התמונות של חתכים עבים רקמות מיוצגים כמו תחזיות מקסימלית של ערימת Z גדולה. המסגרות הלבנות מציינות את האזורים המורחבים, המוצגים ב ( ג ) החלקים הקלאסיים ( d ) האופטיים. ( ה ) זקיקי שיער שלמים ו ( f ) שרירי פילי שלם arrector היו לכמת בשני קטעים קלאסיים ואופקיים הר שלם. פסי סולם מצביעים על 100 מיקרומטר. הנתונים מיוצגים כ ממוצע ± שגיאת תקן של ממוצע (SEM). סעיף אחד לכל משכפל ביולוגי ( n = 3) היה לכמת. מבחן לא מסונכרן * P <0.05, *** P <0.0005. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.
Here, we present the "horizontal whole mount" technique, which has several advantages over classical frozen sections. One advantage of our technique is that it can easily be performed with standard histology equipment and a confocal microscope. Second, the tissue integrity is preserved in a superior manner when compared to standard cryosections. For example, adipocytes within the hypodermal layer (i.e., dermal white adipocytes (DWAT))9 are severely disrupted in standard cryosections, which makes studying tissues that are adipose-laden impossible. Our technique allows for the full analysis of the adipocytes in this layer and may be adapted to other tissues with high adipocyte contents. Furthermore, this allows for the improved detection of mesenchymal cells in lineage-tracing studies 2,10.
Standard cryosections, by their very nature, can never reveal the true 3D aspects of a tissue through confocal microscopy. This means that thicker sections are advantageous in the analysis of skin, since hair follicles, as well as their substructures, can traverse a depth that exceeds the standard thickness of 10 µm used in classical crysosections. We are intrigued that other tissues, such as the intestine and brain, for example, possess similar challenges with regard to viewing the tissue as a 3D structure2,7,11,12,13. Intriguingly, our technique has already been shown to be beneficial for use in certain applications in the intestines14. We believe that our horizontal whole-mount protocol has the potential be applied to any other tissue requiring 3D analysis.
המחברים מבקשים לגלות כי פרסום כתב היד הזה מומן על ידי Thermo-Fisher Scientific Inc.
המחברים מכירים בחסות תרמו-פישר סיינטיפיק ומודים למרכז ההדמיה של ניקון בקינגס קולג 'בלונדון לתמיכה במהלך רכישת תמונות קונפוקאליות.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
PBS | homemade | ||
Gelatin, from cold water fish skin | Sigma | G7765 | 250ML |
Glycerol | BDH Laboratory Supplies | 444482V | |
O.C.T. compound | VWR chemicals | 361603E | |
Peel-A-Way embedding molds | Sigma | E6032-1CS | Square S-22 |
Non-Fat Powdered Milk | Bio Basic Inc. | NB0669 | |
Triton X-100 | Sigma | T9284 | 500ML |
4′,6-Diamidino-2-phenylindole, dilactate (DAPI) | Invitrogen | D3571 | |
FITC Rat Anti-Human CD49f | BD Pharmingen | 555735 | |
Mouse/Rat Integrin alpha 8 Antibody | R&D Systems | AF4076 | |
Alexa Fluor 488 donkey anti-rat IgG | Life Technologies | A21208 | |
Alexa Fluor 555 donkey anti-goat IgG | Life Technologies | A21432 | |
CryoStar NX70 | Thermo Fisher Scientific | ||
100mm Culture dishes | |||
Disposable scalpels | Swann-Morton | Ref 0501 | |
pointed metal forceps | |||
1.5 ml microcentrifuge tubes | VWR | 211-2130 | |
12 Well plates | Sigma | CLS3513 | |
Dissecting microscope | Nikon | ||
20 ul and 1000 ul Pipette | Gilson | ||
1000µl XL Graduated TipOne Filter Tip (Sterile) | Star Lab | S1122-1830 | |
20µl Bevelled TipOne Filter Tip (Sterile) | Star Lab | S1120-1810 | |
Rocking shaker plate | |||
Microscope slides, menzel Glaeser | Thermos Scientific | 631-9483 | Superfrost Plus |
Cover Glasses, Menzel Glaeser | Thermos Scientific | MENZBB024060AB | 24 x 60 mm |
Confocal microscope | Nikon |
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