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要約

トンネリングナノチューブ(TNT)は、主にオープンエンドのFアクチン膜ナノチューブであり、隣接する細胞を接続し、細胞間コミュニケーションを促進します。TNTを他の細胞突起と区別する注目すべき特徴は、細胞間のナノチューブのホバリング特性です。ここでは、共焦点zスタック画像の3Dボリュームビューを構築することにより、TNTを特徴付けます。

要約

最近の発見により、細胞はナノスケールのアクチン膜導管、すなわち「トンネリングナノチューブ」(TNT) を介して 直接、長距離、細胞間移動を行うことが明らかになりました。TNTは、直径50 nmから1 μmの範囲の隣接細胞間の連続性を媒介する、オープンエンドの脂質二重層で囲まれた膜伸長として定義されます。 TNTは当初神経細胞で実証されましたが、連続した研究により、神経変性疾患、ウイルス感染、癌など、いくつかの細胞型および疾患におけるTNTの存在が明らかになりました。いくつかの研究では、隣接する細胞間のクローズエンドの電気的に結合された膜ナノ構造をTNTまたはTNT様構造と呼んでいます。

エンドポイントでの膜連続性の観点からの微細構造の解明は技術的に困難です。さらに、細胞間コミュニケーションに関する研究は、特異的マーカーがないため、従来の方法を使用したTNTの特性評価の観点から困難です。TNTは、主にFアクチンベースのオープンエンド膜突起として定義されます。ただし、大きな制限の1つは、F-アクチンがすべてのタイプの突起に存在するため、TNTを他の突起と区別することが難しいことです。F-アクチンベースのTNTの注目すべき特徴の1つは、これらの構造が基層に触れることなく2つの細胞間をホバリングすることです。したがって、明確なFアクチン染色TNTは、細胞間のホバリングに基づいて、糸状足や神経突起などの他の突起と便利に区別できます。

我々は最近、アクチン依存性エンドサイトーシスを介したオリゴマーアミロイドβ1-42(oAβ)の内在化が、SH-SY5Y神経細胞間でホスホPAK1と共発現するF-アクチン含有TNTの形成を媒介する活性化p21活性化キナーゼ-1(PAK1)を刺激することを示した。このプロトコルは、oAβ処理された神経細胞におけるF-アクチンおよびホスホ-PAK1免疫染色膜突起のキャプチャされたzスタック画像からTNTを同定および特性評価するための3D体積分析方法の概要を示しています。さらに、TNTは、F-アクチンおよびβ-IIIチューブリン免疫染色膜導管に基づく神経突起およびニューロン増殖の発生とは区別されます。

概要

トンネリングナノチューブ(TNT)は、Fアクチンベースの、主にオープンエンド膜導管であり、貨物および細胞小器官の細胞間移動において重要な役割を果たします1。TNTのユニークな特徴は、基層と接触することなく隣接する細胞を接続することです。それらは長さが10〜300μmを超え、直径は50nm〜1μmの間で変化します2,3。TNTは一時的な構造であり、その寿命は数分から数時間続きます。TNTは、PC12ニューロン細胞で最初に実証されました1。その後、多くの研究が、インビトロおよびインビ4,5のいくつかの細胞型でそれらの存在を示しました。いくつかの研究は、神経変性疾患、癌、およびウイルス感染などの様々な疾患モデルにおけるTNTの病理学的意義を明らかにしている6,7,8

TNTの構造的不均一性は、さまざまな細胞系におけるいくつかの研究によって実証されています9。違いは、細胞骨格の組成、形成のメカニズム、および転送される貨物の種類に基づいています10。主に、2つの隣接する細胞間をホバリングし、細胞小器官を移すオープンエンドのFアクチン陽性膜連続性は、TNTs11からなると考えられる。しかし、TNTの形成に見られる明瞭さや多様性の欠如は、TNT特異的マーカーの開発を困難にしています。したがって、従来の検出方法でTNT構造を同定し、膜ナノチューブを開放端突起と閉端突起12で区別することは困難である。しかし、2つの細胞間のF-アクチン膜突起としてホバリングするTNTの特性は、従来のイメージング技術を使用して識別するのが比較的簡単で実行可能です。糸状足や背側糸状突起などの他のアクチンベースの細胞突起は、特に細胞が固定されている場合、2つの離れた細胞の間をホバリングすることはできません。注目すべきことに、近接し、電気的に結合し、発達中の神経突起は、しばしばTNT様構造と呼ばれる13

F-アクチンがTNT形成に重要な役割を果たすことが知られており、いくつかの研究は、F-アクチン阻害剤サイトカラシンDがTNTの形成を阻害することを示した14,15。対照的に、微小管の阻害剤はTNT形成に何の影響も及ぼさない16。過去20年間で、病理学と腫瘍抵抗性および治療の広がりにおいてTNTが果たす重要な役割に関するいくつかの報告が見られました17。したがって、TNTの特性評価のためのより良い技術に対する終わりのない要求があります。

TNTの特異的マーカーの欠如、形態および細胞骨格組成の多様性は、独自の特性評価方法を開発することを困難にしている。いくつかの研究では、自動画像検出およびTNT定量化技術が使用されています18,19。しかしながら、TNTの検出および定量化のための自動画像解析よりも、現在の3D体積手動解析法にはいくつかの利点がある。 多くの場合、訓練された人間の目は、自動画像検出方法よりも簡単にこれらのホバリングナノ構造を見つけることができます。さらに、自動検出方法は、アルゴリズムの専門知識がないラボでは実装が難しい場合があります。本手法は、その精度と再現性から研究者に広く採用されている。

最近の研究では、oAβがPAK1を介したアクチン依存性のエンドサイトーシスメカニズム を介して 神経細胞におけるTNTの生合成を促進することを示しました12。oAβ誘導性TNTは、活性化されたPAK1(またはホスホPAK1)も発現します。我々は、oAβ誘導性、F-アクチンおよびホスホ-PAK1免疫染色TNTを区別するための3Dボリュームビュー画像再構成法を開発しました。 β-IIIチューブリン陽性の発達中の神経突起は、しばしばTNT様ホバリング構造に似ています20。したがって、F-アクチンベースのTNTをβ-IIIチューブリン陽性神経突起および他のTNT様突起とさらに区別しました。3Dボリュームビュー画像は、基層上にホバリングし、2つの隣接するセル間の接続を維持するという特性に基づいてTNTを識別するために使用されてきました。この論文では、共焦点zスタック画像を使用したアクチン含有膜導管またはTNTの識別と検出、および最後に、3Dボリュームビュー再構成画像から識別された構造の手動定量について説明します。提示された方法は、オープンエンドの適切なTNTとクローズエンドのTNT様構造を区別することはできません。この方法は、平坦な基層上の in vitro 2D細胞培養でTNTを同定するのに役立ちます。しかし、この方法は実施と再現が容易であり、アクチンベースのTNTのみを正確に定量し、神経突起やβチューブリン陽性TNT様構造と区別するために広く使用できます。

プロトコル

注:DMEM/F-12培地で培養したSH-SY5Y細胞を10 μMレチノイン酸で7日間分化させ、1 μMのoAβオリゴマーで37°C(5%CO2)で2時間処理しました。処理後、細胞をカルノフスキー固定液で固定し、ホスホ-PAK1(Thr423)/PAK2(Thr402)抗体とF-アクチン結合ファロイジンで二重免疫染色しました。その後、共焦点レーザー走査型顕微鏡を用いて共焦点zスタック画像を撮影した。TNTは手作業でカウントし、3Dボリュームビュー画像を構築し、基層に触れることなく2つの細胞間をホバリングするという特性から構造を特定することにより、他の神経突起/細胞突起と区別されました(図1)。

1. 細胞培養と分化

  1. SH-SY5Y神経細胞をDMEM/F12(ハム)培地で10%ウシ胎児血清(FBS)および1%ペニシリン-ストレプトマイシン-ネオマイシン混合物(PSN)で1:1で培養します。底に取り付けられた皿の中央に#1.5カバーガラスで構成された14 mmウェルを備えた35 mmイメージング皿に細胞を播種します。細胞をイメージングディッシュに12,000細胞/cm2 の濃度で播種し、60%〜70%のコンフルエントで実験を行います。
  2. 100 mMストック溶液(15 mLジメチルスルホキシド[DMSO]中の5 mgのRA)から10 μMのレチノイン酸(RA)で細胞を部分的に分化させます。次いで、細胞を37°C(5%CO2)で7日間インキュベートし、2日毎に培地交換で分化させる。
    注:細胞(未分化細胞と部分分化細胞の両方)のコンフルエンシー(60%〜70%)を維持することに注意してください。細胞密度は、細胞間のTNTの形成に影響を与える可能性があります。

2. 神経細胞を治療するためのアミロイドβ1-42 (oAβ)のオリゴマーの調製

  1. 1-42(1 mg)を200 μLの1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノールに溶解し、溶液をそれぞれ0.05 mgのペプチドを含む20アリコートに分割します。後で使用するために、アリコートを凍結乾燥して-20°Cで保存します。
  2. 凍結乾燥ペプチド0.05 mgに2.2 μLのDMSOを加えて、凍結乾燥Aβ 1-42のDMSO溶液(5 mM)を調製します。ペプチドを注意深く溶解するには、溶液をボルテックスし、水浴超音波処理器で2分間超音波処理します。
  3. 原液をDMEM、pH 7.4、ボルテックスで100 μMの濃度に希釈してペプチドをモノマーに変換した後、4°Cで24時間インキュベートして、Aβ 1-42(oAβ)12,21,22オリゴマーを得ました。
  4. 以前に報告されたように実験前にoAβを特徴付ける21,22 透過型電子顕微鏡イメージングによる。
  5. 部分的に分化したSH-SY5Y細胞を1μM oAβで処理します。治療の前に培地を取り出し、新鮮なFBSフリーDMEMを追加します。培地交換後、予め調製したoAβ(100μM)を最終濃度1μMになるまで培地に加え、細胞を1μM oAβと共に37°C(5%CO2)で2時間インキュベートする。未処理細胞の形でネガティブコントロールを含める。

3. TNTの特性評価のためのF-アクチンおよび活性化PAK1の免疫染色

  1. ホスホ-PAK1(Thr423)/PAK2(Thr402)抗体およびF-アクチン結合ファロトキシンファロイジンを用いて鑑別免疫染色を行います。
  2. コントロールおよびoAβ処理した細胞を、固定前に1xリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で2 x 2分間洗浄します。0.1 Mリン酸緩衝液、pH 7.2に溶解した2%ホルマリン固定液と2.5%グルタルアルデヒドを使用して、カルノフスキー固定液を調製します。次に、カルノフスキーの固定液(細胞を覆うのにちょうど十分)を室温で45分間加えて、イメージングディッシュ内の細胞を固定します。
  3. インキュベーションバッファーを使用して固定細胞を2 x 2分間洗浄します。0.1 gのサポニンを5 mLのFBSに溶解してインキュベーションバッファー(20x)を調製し、95 mLの1x PBSを加えて1xに希釈します。
  4. 固定後、phopho-PAK1に対する最初の抗体をインキュベーションバッファーに1:250の希釈率で加え、暗湿潤チャンバー内で4°Cで一晩インキュベートします。
  5. 翌日、インキュベーションの24時間後、細胞をインキュベーションバッファーで2 x 2分間洗浄します。次に、Alexa Fluor 488(1:1,000希釈)およびファロイジン555(1:1,000希釈)に結合した二次抗体を追加します。暗くて湿ったチャンバー内で細胞を室温で1.5時間インキュベートします。
  6. インキュベーション後、細胞をインキュベーションバッファーで2 x 2分間洗浄します。4',6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)を1:2,000希釈で添加して核を染色し、暗所で室温で5分から10分間インキュベートします。
  7. 90%グリセロールおよび10%1x PBS中の25 mgのDABCOを使用してDABCO封入剤を準備します。適切に溶解するには、分光光度グレードを使用してpHを8.6に調整し、HClを希釈し(水で1:20に希釈)、溶液をロッカーに置いて混合します。
  8. 漂白防止剤として、DABCO封入剤を、底部にカバーガラスを含むイメージング皿に直接追加します。少なくとも1〜2時間待ってから、直接共焦点イメージングの実行に進みます。
    注意: カバーガラスを固定するために接着剤は必要ありません。

4. TNTと神経突起を区別するためのF-アクチンおよびβ-IIIチューブリンの免疫染色

  1. β-IIIチューブリン抗体とF-アクチン結合ファロトキシンファロイジンによる鑑別免疫染色を行います。
  2. カルノフスキーの固定液を加える前に、oAβ処理された細胞を1x PBSで2回洗浄します。細胞を室温で45分間インキュベートし、インキュベーションバッファーで細胞を2 x 2分間洗浄します。
  3. 固定後、β-IIIチューブリン(TUBb3)に対する抗体をインキュベーションバッファーに1:250の希釈率で加え、暗所の湿ったチャンバーで4°Cで一晩インキュベートします。
  4. 翌日、細胞をインキュベーションバッファー(2 x 2分)で洗浄し、Alexa Fluor 488(1:1,000希釈)とファロイジン555(1:1,000希釈)に結合した二次抗体を同じディッシュに加えます。その後、細胞を暗湿潤チャンバー内で室温で1.5時間インキュベートする。
  5. 細胞をインキュベーションバッファーで2回洗浄し、核染色DAPIを1:2,000希釈液で室温暗所で5〜10分間加えます。
  6. 上記のように封入剤に漂白防止剤DABCOを加え、2時間待ってからイメージングします。

5. 共焦点顕微鏡によるイメージング

  1. TNTを同定するには、共焦点レーザー走査型顕微鏡を使用して免疫染色細胞のzスタック画像をキャプチャします。DAPI、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、テトラメチルローダミン(TRITC)フィルターセットを備えた40倍/1.40オイルDIC対物レンズを使用して画像を撮影します。
  2. まず、共焦点ソフトウェアのウィンドウトラック1トラック2トラック3で必要なレーザーを順番にクリックして、チャンネルを選択します。トラック1ウィンドウの下にあるT-PMTオプションをクリックして、蛍光チャンネル付きの微分干渉コントラスト(DIC)画像を撮影します。
    注:DIC画像は、 T-PMTというラベルの付いた別の検出器によってキャプチャされます。
  3. ソフトウェアの [取得 ]タブを選択し、[ Zスタック ]タブをクリックして、ウィンドウが開くのを待ちます。次に、 ライブスキャン をクリックして、皿の下部にあるセルに焦点を合わせます。フォーカスされた画像を最初のスタックとして選択します。次に、上にフォーカスしてセルの一番上の部分を表示し、それを最後のスタックとして選択します。ライブスキャンを停止し、 最適な タブの横にある数字をクリックして、スタックの ステップサイズ を修正します。ステップサイズは、セルの厚さに基づいてスライスの数と間隔を決定します。
    注:ステップサイズは、ナイキストサンプリングに基づいて選択され、十分なスライスを取得し、2つのスタック間にギャップがないことを確認します。ナイキストサンプリングは、光23の対物レンズおよび波長に基づいて決定される。
  4. 405 nm、488 nm、および561 nmレーザーを使用してDAPIFITC、およびTRITCの3つのチャネルのシーケンシャル画像を撮影し、1.02μsピクセル滞留時間でキャプチャします。 蛍光チャンネルでDICチャンネルで画像を撮影し、細胞境界を観察します。
  5. x: 224.92 μm および y: 224.92 μm の寸法で、各ピクセル220 nm2 サイズ、z スケーリング415 nm の画像のスタックをキャプチャします。
  6. セルの下から上まで、いくつかのzスタック(15〜22スタック)をキャプチャした画像を撮ります。培養皿のランダムフィールドから少なくとも10枚の画像を取得して、合計~200-300個の細胞を取得します。
  7. キャプチャした画像をオフラインで分析して、3Dボリュームビュー分析によってTNTを特定します

6. TNTを同定・定量するための共焦点Zスタック画像の解析

  1. フィジーのソフトウェアで.cziデータ形式で保存された共焦点画像を開いて分析します。
  2. [ハイパースタック] オプションを選択して、イメージの各 Z スタックとチャネルを表示します。図 2 に示すように、1 つのウィンドウで開く z スタックとチャネルのハイパースタックを探します。チャネル(赤と緑の矢印で示されます)とzスタック(青い矢印で示されます)スクロールバーをスクロールして、関心のある特定のチャネルの正確なスタックを選択します。
    注:固定セルでは、ホバリングしているTNTまたは膜導管が表面の上にとどまるため、構造はzスタックの下部に見えません。ただし、固定細胞では、神経突起は表面に存在し、zスタックの下部で検出できます(z = 0〜2)。識別手順については、 図 2 を参照してください。
  3. 図2に示すように、最初にチャンネルバーをスクロールして、Fアクチン染色チャンネル(赤い矢印で示す)を選択します。次に、zスタック(青い矢印で示されている)を手動でスクロールして、各スタックを1つずつ表示します。細胞をつなぐように見え、zスタックの下部に見え、イメージングディッシュの表面に近い(z = 2)神経突起(白い矢印で示す)Fアクチン染色構造を特定します。
    注:神経突起の大部分は、拡張された突起(ピンクの矢印で示されている)として表示されるため、簡単に識別できます。
  4. Tnt(Fアクチン陽性のホバリングする細胞間導管)を特定するには、zスタックを上部にスクロールします(図2z = 4から、黄色の矢印で示されています)。zスタックの下部近くで表面に向かって神経突起を探し、zスタックを上部に向かってスクロールすると神経突起が消え始めることを確認します(図2z = 6で、神経突起ははっきりと見えません)。
  5. Zスタックからの導管のホバリング特性を分析することにより、ホスホPAK1陽性TNTをFアクチン陽性TNTと同様に同定します。ホスホPAK1染色はF-アクチン染色よりも弱いため、z = 4 (かすかに見える)および z = 6 (目立つ)のphopho-PAK1染色TNTを探します。
  6. さらに、DIC画像を観察して、F-アクチンおよびホスホ-PAK1染色されたTNT構造が細胞間の膜導管であることを確認しました(図3)。さらに、F-アクチン(赤)チャネルとホスホ-PAK1(緑)チャネルをマージして、同定されたTNTがF-アクチンとホスホ-PAK1の共染色構造であることを確認します(図3)。
  7. TNTを定量化するには、合計セル数と識別されたTNTを手動でカウントし、その数をパーセンテージで表します。
  8. F-アクチン陽性TNTとβ-IIIチューブリン(TUBb3)陽性のTNT様ホバリング導管をzスタック画像から区別するには、Fアクチン(赤)チャネルとTUBb3チャネル(緑)をマージします(図4)。次に、マージされた画像の Z スタックを解析します。
    1. z = 3でかすかに見え、z = 6およびz = 9で目立つFアクチン染色TNTのみを探します(黄色の矢印)。同様に、F-アクチンとβ-IIIチューブリン(TUBb3)の二重陽性のTNT様ホバリング導管をz = 6およびz = 9で特定します(シアンの矢印)。zスタックの下部から、他のFアクチンおよびβ-IIIチューブリン染色された非ホバリング突起(白い矢印)を特定します。
  9. フィジーの ライン ツールを使用してTNTの直径を測定します。[解析] をクリックして測定のスケールを確認します | .czi画像から「ピクセル単位の距離」が自動的に設定されるようにスケールを設定します。xy平面でのTNTの直径を測定します。
    注:ほとんどの直径は1ピクセルから4ピクセル(つまり、 220〜880 nm)です。各ピクセルは220nmです。Zスタック共焦点画像の解析のためのプロトコルの概要については、 図5 を参照してください。

7.3D TNTを特徴付けるためのZスタック画像の再構成

  1. フィジーの ボリュームビューア プラグインを使用すると、3D再スライスとしきい値対応の3D視覚化が可能になります(図6)。
  2. Z スタック画像を個々のチャネルに分割します。次に、シングルチャンネル(Fアクチンチャンネル)のzスタック画像をトリミングして、 3D再構成ビュー を使用して、一度に1つまたは2つのTNTまたは神経突起を強調表示します。ボリュームビュープラグインを有効にして、xy、yz、およびxz ビュー を視覚化します。
  3. 単一のTNTまたはニューライトをxy平面にピン留めし(白い矢印は図 6Aのニューロ突起を表し、黄色の矢印は 図6BのTNTを表します)、xz(赤)とyz(緑)の軸断面をマークします。xz平面とyz平面のxz平面の下部にある神経突起(白い矢印、図 6A)と上部のzスタックのTNTを観察します(黄色の矢印、 図6B)。
  4. 個々のTNTまたは神経突起を選択して、xz平面の3Dボリュームビューを再構築します(図6C、D)。3D再構成では、z平面の下部にある神経突起(白い矢印、図 6C)と、下部のz平面に触れることなく2つの細胞を接続するホバリング構造として現れるTNTを観察します(黄色の矢印、 図6D)。

結果

ここでは、共焦点Zスタック画像から3Dボリュームビューを構築することにより、SH-SY5Yニューロン細胞におけるoAβ誘導TNTを同定し、特性評価します(図1)。細胞をF-アクチンおよびホスホ-PAK1で二重免疫染色した。免疫染色細胞の共焦点zスタック画像を解析してTNTを同定しました(図2)。さらに、DIC画像を解析し、F-アクチンおよびホスホ-PAK1染色され?...

ディスカッション

過去20年間の何人かの研究者は、TNTの構造を理解し、特徴付けようとしてきました18。特定のマーカーの欠如は進歩を妨げ、TNTの識別、特性評価、および定量に使用できる便利で標準化された方法に対する需要が高まっています。 TNTは、2つの細胞間をホバリングするFアクチンベースの膜導管として定義されます。研究によると、βチューブリン陽性のクローズエンドの発達?...

開示事項

著者は開示する利益相反はありません。

謝辞

D.K.VとA.Rは、TMAパイフェローシップを提供してくれたマニパル高等教育アカデミーに感謝します。SERB-SRG(#SRG/2021/001315)、インド医学研究評議会(#5 / 4-5 / Ad-hoc/Neuro / 216/2020-NCD-I)、およびインドのマニパルにあるマニパル高等教育アカデミーの壁内基金に感謝します。JNCASR(インドのジャワハルラールネルー高等科学研究センター)の共焦点施設と、JNCASRの共焦点顕微鏡法を提供してくれたB.スマに感謝します。

資料

NameCompanyCatalog NumberComments
35 mm dish with 14 mm well size made of #1.5 cover slipCellvisD35-14-1.5-NImaging dish used to seed cells for staining experiments
(1-42) 1 mgAnaSpec#64129Oligomers of amyloid beta to treat the cells
Alexa flour 488 Goat Anti-rabbit IgG (H+L)InvitrogenA11070Secondary antibody for phospho-PAK1
Biological Safety CabinetThermo Scientific (MSC Advantage)51025411Provide aspetic conditions duirng cell culture
CO2 IncubatorThermo Electron Corporation (Heraeus Hera Cell 240)51026556For growing cells at or near body temperature
Confocal Laser Scanning MicroscopeZEISS (Carl Zeiss)LSM 880Able to generate three-dimensional images of large specimen at super-resolution
DABCO [1,4-Diazobicyclo-(2,2,2) octane]Merck8034560100Anti-bleaching reagent
DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole)SigmaD9542-1MGNeuclear stainer
DMEM mediaGibco11965092Used for the preparation of 100uM of Aβ (1-42)
 DMEM/F12 (1:1 mixture of DMEM and Ham’s F12)Gibco12500062Culture media for SH-SY5Y
DMSO (Dimethyl sulphide) Cell culture gradeCryopurCP-100Cell culture grade used as dissolving agent for Retinoic acid
DMSO (Dimethyl sulphide) Molecular gradeHimediaMB058Used as one of the dissolving agent for the lyophilized Aβ (1-42)
Fetal Bovine SerumGibco16000044 Major supplement for Culture media (US origin)
Formalin Fixative (Neutral buffered 10%)Sigma AldrichHT5014-120MLComponent in the Karnovsky's fixative solution
Glutaraldehyde (Grade I, 25% in H2O)SigmaG5882Component in the Karnovsky's fixative solution
HFIP (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol ) solutionTCIH024Used to dissolve Aβ (1-42) 1 mg
Image Processing/ Analysis Software: FIJI (ImageJ)National Institute of Health (NIH)Used to process/analyze the images and to differentiate the TNTs from neurites using its plugin named "volume viewer".
LyophilizerChrist, Alpha2.4 LDplus0.05 mg aliquots of Aβ (1-42) can be stored in -20 °C after lyophilization only
Penicillin-Streptomycin-Neomycin MixtureThermo fisher Scientific15640055Antibiotic mixture
Phalloidin-iFlor 555Abcamab176756F-actin binding stain
Phospho-PAK1 (Thr423) /PAK2 (Thr402) [Rabbit]CST#2601Primary antibody
Polyclonal Antibody to Tubulin Beta 3 (TUBb3)Cloud clonePAE711Hu01Primary antibody
Retinoic acidSigma-AldrichR2625-50MGDifferentiating reagent
SaponinMerck8047-15-2Detergent used in the Incubation buffer in immunostaining
Water bath sonicator (Quart, Drain valve Heater)Ultrasonic Cleaner3.0 L/3.2Sonicator used to dissolve Aβ (1-42) stock, after DMSO adding to it during the preparation of 100 µM Aβ (1-42)
ZEN Microscopy softwareZEISS (Carl Zeiss)Imaging software to acquire confocal microscopy images with smart automation

参考文献

  1. Rustom, A., Saffrich, R., Markovic, I., Walther, P., Gerdes, H. H. Nanotubular highways for intercellular organelle transport. Science. 303 (5660), 1007-1010 (2004).
  2. Desir, S., et al. Chemotherapy-induced tunneling nanotubes mediate intercellular drug efflux in pancreatic cancer. Scientific Reports. 8, 9484 (2018).
  3. Cordero Cervantes, D., Zurzolo, C. Peering into tunneling nanotubes-The path forward. The EMBO Journal. 40 (8), 105789 (2021).
  4. Dieriks, B. V., et al. α-synuclein transfer through tunneling nanotubes occurs in SH-SY5Y cells and primary brain pericytes from Parkinson's disease patients. Scientific Reports. 7, 42984 (2017).
  5. Chen, J., Cao, J. Astrocyte-to-neuron transportation of enhanced green fluorescent protein in cerebral cortex requires F-actin dependent tunneling nanotubes. Scientific Reports. 11, 16798 (2021).
  6. Mittal, R., et al. Cell communication by tunneling nanotubes: Implications in disease and therapeutic applications. Journal of Cellular Physiology. 234 (2), 1130-1146 (2019).
  7. Polak, R., de Rooij, B., Pieters, R., den Boer, M. L. B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia cells use tunneling nanotubes to orchestrate their microenvironment. Blood. 126 (21), 2404-2414 (2015).
  8. Panasiuk, M., Rychlowski, M., Derewonko, N., Bienkowska-Szewczyk, K. Tunneling nanotubes as a novel route of cell-to-cell spread of herpesviruses. Journal of Virology. 92 (10), 00090 (2018).
  9. Austefjord, M. W., Gerdes, H. H., Wang, X. Tunneling nanotubes: Diversity in morphology and structure. Communicative & Integrative Biology. 7 (1), 27934 (2014).
  10. Han, X., Wang, X. Opportunities and challenges in tunneling nanotubes research: How far from clinical application. International Journal of Molecular Sciences. 22 (5), 2306 (2021).
  11. Zurzolo, C. Tunneling nanotubes: Reshaping connectivity. Current Opinion in Cell Biology. 71, 139-147 (2021).
  12. Dilna, A., et al. Amyloid-beta induced membrane damage instigates tunneling nanotube-like conduits by p21-activated kinase dependent actin remodulation. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)- Molecular Basis of Disease. 1867 (12), 166246 (2021).
  13. Chang, M., et al. Formation of cellular close-ended tunneling nanotubes through mechanical deformation. Science Advances. 8 (13), (2022).
  14. Bukoreshtliev, N. V., et al. Selective block of tunneling nanotube (TNT) formation inhibits intercellular organelle transfer between PC12 cells. FEBS Letters. 583 (9), 1481-1488 (2009).
  15. Zhang, J., et al. Direct observation of tunneling nanotubes within human mesenchymal stem cell spheroids. The Journal of Physical Chemistry B. 122 (43), 9920-9926 (2018).
  16. Hanna, S. J., et al. The role of Rho-GTPases and actin polymerization during Macrophage Tunneling Nanotube Biogenesis. Scientific Reports. 7, 8547 (2017).
  17. Raghavan, A., Rao, P., Neuzil, J., Pountney, D. L., Nath, S. Oxidative stress and Rho GTPases in the biogenesis of tunnelling nanotubes: Implications in disease and therapy. Cellular and Molecular Life Sciences. 79, 36 (2021).
  18. Abounit, S., Delage, E., Zurzolo, C. Identification and characterization of tunneling nanotubes for intercellular trafficking. Current Protocols in Cell Biology. 67, 11-21 (2015).
  19. Hodneland, E., et al. Automated detection of tunneling nanotubes in 3D images. Cytometry A. 69 (9), 961-972 (2006).
  20. Wang, X., Bukoreshtliev, N. V., Gerdes, H. H. Developing neurons form transient nanotubes facilitating electrical coupling and calcium signaling with distant astrocytes. PLoS One. 7 (10), 47429 (2012).
  21. Nath, S., et al. Spreading of neurodegenerative pathology via neuron-to-neuron transmission of beta-amyloid. Journal of Neuroscience. 32 (26), 8767-8777 (2012).
  22. Domert, J., et al. Spreading of amyloid-beta peptides via neuritic cell-to-cell transfer is dependent on insufficient cellular clearance. Neurobiology of Disease. 65, 82-92 (2014).
  23. Pawley, J. B., Pawley, J. B. Points, Pixels, and Gray Levels: Digitizing Image Data. Handbook Of Biological Confocal Microscopy. , 59-79 (2006).
  24. Pontes, B., et al. Structure and elastic properties of tunneling nanotubes. European Biophysics Journal. 37 (2), 121-129 (2008).
  25. Haimovich, G., Gerst, J. E. Detection of mRNA transfer between mammalian cells in coculture by single-molecule fluorescent in situ hybridization (smFISH). Methods in Molecular Biology. 2038, 109-129 (2019).
  26. Janardhan, K. S., Jensen, H., Clayton, N. P., Herbert, R. A. Immunohistochemistry in investigative and toxicologic pathology. Toxicologic Pathology. 46 (5), 488-510 (2018).
  27. Qin, Y., et al. The combination of paraformaldehyde and glutaraldehyde is a potential fixative for mitochondria. Biomolecules. 11 (5), 711 (2021).
  28. Graham, R. C., Karnovsky, M. J. The histochemical demonstration of monoamine oxidase activity by coupled peroxidatic oxidation. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 13 (7), 604-605 (1965).

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