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Method Article
Questo lavoro presenta un protocollo passo-passo per la valutazione imparziale stereologiche dei numeri di un neurone delle cellule dopaminergiche nel nigra di substantia del mouse utilizzando attrezzature di microscopia standard (cioè, un microscopio ottico, una tabella di oggetto motorizzato (x, y, z aereo) e software di pubblico dominio per analisi digitale delle immagini.
Nella ricerca pre-clinica la malattia del Parkinson, analisi del tratto nigrostriatal, compresa la quantificazione di perdita di neuroni dopaminergici nel nigra di substantia, è essenziale. Per stimare il numero di neuroni dopaminergici totale, imparziale stereology utilizzando il metodo ottico frazionatore è attualmente considerato il gold standard. Poiché la teoria dietro il metodo ottico frazionatore è complessa e stereology è difficile da raggiungere senza attrezzature specializzate, esistono vari sistemi commercialmente disponibili stereology completi che includono il software necessario, puramente per cella contando i motivi. Dal momento che l'acquisto di un setup stereology specializzato non è sempre fattibile, per molte ragioni, questo rapporto descrive un metodo per la stima stereologiche del cellulare di un neurone dopaminergico conteggi mediante microscopia standard attrezzature, compreso un microscopio ottico, un tavola di oggetto (x, y, z aereo) motorizzata con software di imaging e un computer per l'analisi. È dato una spiegazione dettagliata su come eseguire stereologiche quantificazione mediante il metodo ottico frazionatore, e file di pre-programmati per il calcolo dei conteggi delle cellule stimato vengono forniti. Per valutare la precisione di questo metodo, è stato effettuato un confronto con i dati ottenuti da un apparato di stereology commercialmente disponibili. Numeri paragonabili delle cellule sono stati trovati usando questo protocollo e il dispositivo stereology, dimostrando così la precisione di questo protocollo per stereology imparziali.
La quantificazione del numero di cellulare di un neurone è fondamentale nella ricerca pre-clinica la malattia del Parkinson per determinare il livello della neurodegenerazione nel nigra di substantia (SN)1,2. La valutazione imparziale stereologiche del numero delle cellule in una regione di interesse è considerata il gold standard3,4,5.
Prima dell'avvento di stereology imparziale, il numero dei neuroni nelle sezioni è stato valutato mediante la manipolazione delle cellule contate profili per correggere le probabilità variabile che neuroni entrano in vista in una sezione. Uno dei metodi più comunemente usati era la correzione dell'emocromo quantificati descritto da Abercrombie6. Questo metodo ha tentato di prendere in considerazione che le cellule possono essere quantificate in più di una volta se frammenti della stessa cella si trovano nelle sezioni sottili adiacenti. Di conseguenza, Abercrombie e altri autori generato equazioni che ha richiesto le ipotesi circa la forma, dimensione e orientamento delle cellule contate7,8. Tuttavia, questi presupposti erano solitamente non realizzati e quindi portati a errori sistematici e divergenza dal numero effettivo della cella (cioè, polarizzazione). Inoltre, il bias non potrebbe essere ridotto di campionamento supplementare3.
Per la stima stereologiche di numeri di cellulare usando il frazionatore ottico, principi matematici sono applicati per valutare direttamente i numeri di cellulare direttamente in un volume definito, 3-dimensionale. Il vantaggio di questo metodo è che non comporta ipotesi circa la forma, dimensione e orientamento delle cellule contate. Così, i numeri di cellulare stimato sono più vicini ai valori true e avvicinarsi man mano che aumenta la dimensione del campione (cioè, imparziali)3. Perché molte regole devono essere seguite quando usando stereology per mantenere il metodo imparziale, sono stati sviluppati sistemi di ready-to-use commerciale stereology (per la revisione, Vedi Schmitz e Hof, 2005,4). Sistemi specializzati stereology implementano metodi stereologiche basati su progettazione con aprioristicamente definite sonde e sistemi di campionamento per le valutazioni stereologiche che portano all'indipendenza dalla forma, dimensione, distribuzione spaziale e orientamento della cellule per essere analizzati4,9. Tuttavia, i sistemi di stereology commercialmente disponibili sono costosi; Questo potrebbe limitare implementazione nella ricerca di nuove.
Lo scopo di questo studio era quello di sviluppare una tecnica utilizzabile per la stima stereologiche basati su progettazione della conta delle cellule dopaminergiche nel topo SN, impiegando il metodo ottico frazionatore e utilizzando attrezzature di microscopia standard (cioè, luce microscopio, microscopio standard software e un motorizzato x, y, z fase). Per questo, è presentata una guida passo passo su come elaborare del tessuto di cervello di topo e come stimare i numeri di cell SN utilizzando stereology imparziali basati su progettazione. Inoltre, sono disponibili modelli per il calcolo dei numeri di cellulare stimato e coefficienti di errore (CE).
Il metodo qui descritto non è limitato all'analisi dello SN, ma può essere adattato per l'uso in altre regioni anatomicamente definite del cervello di topo o ratto. Per esempio, stereology imparziale è stato utilizzato per stimare i numeri di cellulare di un neurone l' ippocampo10 e il locus coeruleus11. Inoltre, tipi cellulari diversi da neuroni, astrociti12 e microglia13, possono essere valutati come bene. Pertanto, questo metodo può essere utile agli scienziati che intendono attuare stereology imparziale nella loro ricerca, ma non sono disposti a spendere un sacco di soldi per l'acquisto di un sistema di ansia.
tutte le linee guida internazionali, nazionali e/o istituzionali applicabili per la cura e l'uso di animali sono state seguite. Il protocollo è stato approvato dalle autorità locali presso il Regierung von Unterfranken, Wuerzburg, Germania.
1. trasformazione del tessuto e Immunohistochemistry
2. Acquisizione di immagini
3. Sequenza di valutazione stereologiche
4. Calcolo di ottica Disector posizione utilizzando il " ottico Disector posizione " Spreadsheet Template
5. Stima della cella numero utilizzando il " calcolo del conteggio delle cellule " foglio di calcolo
6. Stima del numero di cellule utilizzando un sistema Stereology commercialmente disponibili
numero di cellulareUsando il metodo presentato, il numero stimato di TH + neuroni dopaminergici in SN ha variato fra cellule 7.363 e 7.987 a destra e, nella parte sinistra SN, tra le celle di 7.446 e 7.904. Così, il numero medio dei neuroni dopaminergici (± SEM) era 7.647 ± 83 cellule per il diritto SN e 7.675 ± 66 per la sinistra SN. La CE calcolata per ciascun animale è stato inferiore a 0,08 (gamma: 0,073-0,079) (Figura 7). Per accertare la comparabilità di questo meto...
Stereology inizia con lavorazione del tessuto. Il taglio seriale del tessuto SN deve essere eseguito con attenzione per evitare la perdita delle sezioni durante l'analisi STEREOLOGICHE. Inoltre, un passo essenziale consiste nel contrassegnare un emisfero al fine di distinguere la destra dalla sinistra SN durante l'esecuzione di ansia. Immissione di un piccolo foro nella parte superiore del tronco cerebrale generato i risultati migliori nello studio presentato. Inoltre, dal lavorare con le esigenze di metodo frazionatore ...
C. W. I. ha servito su comitati scientifici per Merz Pharmaceuticals, LLC e TEVA; ha ricevuto finanziamenti per viaggi da Ipsen, Merz Pharmaceuticals, LLC e Allergan, Inc.; e ha ricevuto onorari altoparlante da Merz, TEVA e Allergan, Inc. di fuori del lavoro presentato. J. V. ha lavorato come consulente per Boston Scientific, Medtronic e AbbVie e ha ricevuto onorari da Medtronic, Boston Scientific, AbbVie, Bial, Allergan e GlobalKinetics di fuori del lavoro presentato.
Gli autori sono grati a Keali Röhm, Louisa Frieß e Heike Menzel per loro assistenza tecnica; a Helga Brünner per la cura degli animali; e a Chistopher S. Ward per la generazione e la distribuzione del disector ottico griglia plugin per il software ImageJ.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Paxinos mouse atlas | The Mouse Brain George Paxinos Keith B.J.FranklinCopyright @2001 by Academic Press CD Rom designet & created by Paul Halasz | ||
brain matrix slicer mouse | Zivic Instruments | BSMAS 001-1 | |
paraformaldehyde | Merck | 1040051000 | |
sucrose /D(+) Saccharose | Roth | 4621.1 | |
isopentane | Roth | 3927.1 | |
glycerol | Merck | 1040931000 | |
Ethanol | Sigma Aldrich | 32205-1L | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
phosphate buffered saline ingredients: | |||
sodium chloride | Sigma Aldrich | 31434-1KG-R | |
potassium dihydrogen phosphate | Merck | 1048731000 | |
di-sodium hydrogen phosphate dihydrate | Merck | 1065801000 | |
potassium chloride | Merck | 1049360500 | |
normal goat serum | Dako | X0907 | |
bovine serum albumin | Sigma | A4503-100G | |
Triton X-100 | Sigma Aldrich | X100-100ml | detergent |
3,3-Diaminobenzidine-tetrahydrochlorid/DAB tablets 10mg pH 7.0 | Kem En Tec | 4170 | |
H2O2/ Hydrogen peroxide 30% | Merck | 1072090250 | |
avidin/biotin reagent | Thermo Scientific | 32050 | Standard Ultra Sensitive ABC Staining Kit, 1:100 |
rabbit anti mouse tyrosine hydroxylase antibody | abcam | Ab112 | 1:1000 |
biotinylated goat-anti-rabbit IgG H+L | vector laboratories | BA-1000 | 1:100 |
StereoInvestigator version 11.07 | MBF | ||
BX53 microscope | Olympus | ||
Visiview | Visitron Systems GmbH | 3.3.0.2 | |
Axiophot2 | Zeiss | ||
ImageJ software | NIH | Version 4.7 | |
Tissue-TEK OCT | Sakura | 4583 | |
dry ice | |||
grid overlay plugin | Wayne Rasband | https://imagej.nih.gov/ij/plugins/graphic-overlay.html | |
cell counter plugin | Kurt de Vos | https://imagej.nih.gov/ij/plugins/cell-counter.html). | |
optical disector macro | Christopher Ward | ||
C57Bl/6N male mice | Charles River, Germany | ||
SuperFrost Plus coated object slides | Langenbrinck, Germany | ||
25G needle Microlance 3 | BD | 300400 | |
REGLO Analog Infusion pump | Ismatec | ISM 829 | |
StereoInvestigator system | StereoInvestigator version 11.07 | ||
BX53 microscope | BX53 microscope | ||
self-assorted stereology | Visiview | ||
Axiophot2 | Axiophot2 |
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