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Method Article
* Estes autores contribuíram igualmente
Este artigo descreve um protocolo para a visualização de placas amilóides de Ap em modelos de rato da doença de Alzheimer utilizando metoxi-X04, que atravessa a barreira sangue-cérebro e selectivamente se liga a p-pregueadas folhas encontradas no núcleo denso placas de Ap. Ele permite pré-triagem de secções de tecido contendo placas antes de imunocoloração e processamento para microscopia eletrônica.
Um protocolo detalhado é fornecido aqui para identificar placas amilóides de Ap em secções do cérebro a partir de modelos de rato da doença de Alzheimer antes de pré-incorporação de imunocoloração (especificamente para ionizado molécula de ligação ao cálcio do adaptador 1 (IBA1), uma proteína de ligação de cálcio expresso pela microglia) e processamento do tecido para microscopia eletrônica (EM). Metoxi-X04 é um corante fluorescente que atravessa a barreira sangue-cérebro e selectivamente se liga a folhas p pregueada encontradas no núcleo denso placas de Ap. Injeção dos animais com metoxi-X04 antes do sacrifício e fixação do cérebro permite pré-triagem e seleção das seções do cérebro contendo placas para posterior processamento com manipulações demorados. Isto é particularmente útil quando se estuda patologia AD início dentro de regiões específicas do cérebro ou camadas que podem conter muito poucas placas, presentes em apenas uma pequena fração das seções. processamento pós-mortem de secções de tecido com Vermelho do Congo, Tioflavina S e Thioflavin T (ou mesmo com metoxi-X04) pode rotular folhas beta-pregueada, mas requer extensa clareira com etanol para remover o excesso de corante e esses procedimentos são incompatíveis com a preservação ultra-estrutural. Além disso, seria ineficiente para realizar etiquetagem para Ap (e outros marcadores celulares, tais como IBA1) em todas as secções do cérebro a partir das regiões de interesse, apenas para se obter uma fracção contendo pequenas placas de Ap no local certo. Importante, placas de Ap ainda são visíveis após o processamento do tecido para a EM, permitindo uma identificação precisa das áreas (geralmente para baixo a alguns milímetros quadrados) para examinar ao microscópio eletrônico.
Ap a formação de placa amilóide é a principal característica neuropatológica da doença de Alzheimer (AD). No entanto evidência crescente sugere funções importantes do sistema imunitário em 1,2 a progressão da doença. Em particular, os novos dados de estudos pré-clínicos e clínicos estabelecidos disfunção imunológica como piloto principal e contribuinte para a patologia. Com estes resultados, as células imunes centrais e periféricas surgiram como alvos terapêuticos promissores para 3 AD. O protocolo a seguir combina microscopia óptica e eletrônica (EM) para gerar novos insights sobre a relação entre a deposição de placas de Ap e alterações fenotípicas microgliais em AD. Este protocolo permite a rotulagem de placas de Ap em modelos do rato de AD usando na injeção vivo do corante fluorescente metoxi-X04. Metoxi-X04 é um derivado de Vermelho do Congo que pode facilmente atravessar a barreira sangue-cérebro para entrar no parênquima cerebral e ligar folhas β-pregueadas com um elevadoffinity. Uma vez que o corante fluorescente é, ele pode ser utilizado para a detecção in vivo de deposição de placas de Ap com microscopia de dois fotões 4. Uma vez ligado ao Aâ, metoxi-X04 não se dissociam ou redistribuir longe de placas, e que mantém a sua fluorescência ao longo do tempo. É geralmente administrada perifericamente para permitir a imagem não invasiva de dinâmica cerebral 5. A fluorescência também permanece seguinte fixação aldeído, permitindo análises correlativa post-mortem, incluindo a investigação de morte neuronal na vizinhança de Ap placas 6.
Este protocolo tira proveito das propriedades de metoxi-X04 para selecionar seções do cérebro de APP SWE / PS1A 246e ratos (APP-PS1; coexpress� uma mutação dupla na gene APP Lys670Asn / Met671Leu, ea variante presenilina PS1-A264E humana) 7, que exibem Ap placas em regiões específicas de interesse (CA1 do hipocampo, radiatum estratos, e lacunosum-moleculare) Antes da pré-incorporação de imunocoloração com o marcador de microglia ionizado molécula de adaptador se liga a cálcio 1 (IBA1) para visualizar os corpos celulares microgliais e processos com EM. Os ratinhos são dadas injecção intraperitoneal de solução de metoxi-X04, 24 horas antes da fixação do cérebro através de perfusão transcardial. secções cerebrais coronais são obtidos utilizando um vibratome. As secções que contêm a CA1 do hipocampo são rastreadas sob um microscópio fluorescente para a presença de placas de Ap em estratos radiatum e lacunosum-moleculare. Imunocoloração para IBA1, tetróxido de ósmio pós-fixação e inclusão em resina plástica são, então, realizada nas seções selecionadas do cérebro. No final deste protocolo, as seções podem ser arquivados sem mais degradação ultra-estrutural, pronto para corte ultrafinos e exame ultra-estrutural. Importante, as placas ainda são fluorescentes após imunocoloração com anticorpos diferentes, por exemplo IBA1 como no presente protocolo. Eles se tornam mais escuras than sua neurópilo envolvente seguinte tetróxido de ósmio pós-fixação, independentemente da coloração metoxi-X04, que ajuda a identificar com precisão as regiões de interesse, geralmente para baixo a alguns milímetros quadrados, a ser examinado com o microscópio eletrônico de transmissão.
Esta abordagem correlativa oferece uma maneira eficiente para identificar as secções específicas do cérebro para examinar a nível ultra-estrutural. Isto é particularmente útil quando se estuda patologia AD cedo, dentro das regiões ou camadas específicas do cérebro que só pode conter algumas placas de Ap, presentes em apenas uma pequena fração dos cortes de tecido. Durante estes tempos em especial, seria ineficiente para usar imunocoloração para Ap (e etiquetagem dupla para outros marcadores celulares, tais como IBA1) em várias secções do cérebro simplesmente para se obter uma pequena fracção que contém placas de Ap no local certo. Além disso, a injecção de ratos ao vivo com metoxi-X04 antes do sacrifício e processamento de tecidos não compromisE é a preservação ultra-estrutural. Métodos alternativos, tais como coloração post mortem com vermelho do Congo, Tioflavina S, tioflavina T ou metoxi-X04 em secções de tecido fixadas requerem diferenciação coloração em etanol, o que faz com 8-11 stress osmótico e interrompe a ultra-estrutura. Vermelho do Congo é também um conhecido cancerígeno humano 12.
Nota: Todos os experimentos foram aprovados e realizados sob as orientações do comitê de ética animal Institucional, em conformidade com a Canadian Council on Animal Care diretrizes administrado pelo Comitê de Cuidados Animais da Université Laval. Foram utilizados ratos macho APP-PS1 entre 4 e 21 meses de idade. Estes animais foram alojados sob um ciclo de luz-escuro de 12 h a 22-25 ° C, com livre acesso a comida e água.
1. Metoxi-X04 Preparação de Soluções
2. Metoxi-X04 Injecção Solução
3. transcardial Perfusão do camundongos injetados
4. Seccionamento cérebro usando um Vibratome
5. Secção de triagem para a presença de placas Metoxi-X04-manchadas
6. Pré-incorporação imunocoloração para IBA1
Nota: Execute a marcação para IBA1 em seções livremente flutuantes selecionados, colocando a placa em uma cadeira de balanço movendo-se lentamente à temperatura ambiente.
7. Processamento de Microscopia Eletrônica
Esta secção ilustra os resultados que podem ser obtidos em diferentes etapas críticas do protocolo. Em particular, os resultados mostram exemplos de seções do cérebro contendo metoxi-X04 placas manchado na região específica e camadas de interesse: o CA1 do hipocampo, radiatum estratos, e lacunosum-moleculare. As placas e organização regional / lamelar do hipocampo são sucessivamente visualizadas utilizando uma combinação de filtros UV e de campo brilhante (Figura 1)....
Este protocolo explica uma abordagem correlativa para a segmentação do núcleo denso placas de Ap com EM. Metoxi-X04 na injeção vivo permite uma rápida seleção de seções do cérebro que contêm placas de Ap em determinadas regiões e camadas de interesse, por exemplo, a CA1 do hipocampo, radiatum estratos, e lacunosum-moleculare. No presente exemplo, metoxi-X04 pré-rastreio foi combinada com pré-incorporação de imunocoloração para IBA1 para estudar como diferentes fenótipos microgliais ...
The authors have nothing to disclose.
We are grateful to Dr. Sachiko Sato and Julie-Christine Lévesque at the Bioimaging Platform of the Centre de recherche du CHU de Québec for their technical assistance. Grants from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) RGPIN-2014-05308, The Banting Research Foundation, and The Scottish Rite Charitable Foundation of Canada to M.E.T supported this work.
H.E.H. is recipient of a scholarship from the Lebanese Ministry of Education and Higher Education, and K.B. from the Faculté de médecine of Université Laval.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Methoxy-X04 | Tocris Bioscience | 4920 | 10 mg substrate per tablet |
Propylene glycol | Sigma Aldrich | W294004 | |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Fisher BioReagents | BP231-1 | Caution: toxic |
Sodium Chloride NaCl | Sigma | S9625 | |
Sodium phosphate monobasic monohydrate | Sigma | S9638 | |
Sodium phosphate dibasic | Sigma | S0876 | |
Tris Hydrochloride | Fisher BioReagents | BP153500 | |
Acrolein | Sigma | 110221 | Caution: Toxic |
Paraformaldehyde Granular | Electron Microscopy Sciences | 19210 | Caution: Toxic |
Filter paper | Fisher | 09-790-14F | |
Peristaltic Pump with Tubing | ColeParmer | cp.78023-00 | |
Excel Winged blood Collection Set Needles 25 G | Becton Dickinson | 367341 | |
Extrafine Forceps | F.S.T | 11152-10 | Tip shape: curved |
Scissors | F.S.T | 14090-09 | Tip shape: straight |
Hartman Hemostats | F.S.T | 13003-10 | Tip shape: curved |
Surgical Scissors | F.S.T | 14004-16 | Tip shape: straight |
Micro Dissecting Scissors | ROBOZ surgical store | 5818 | |
Glass scintillation vials | Fisher Scientific | 74515-20 | |
Vibrating Blade Microtome Leica VT1000 S | Leica Biosystems | 14047235612 | |
Vibratome blades | Electron microscopy Sciences | 71990 | |
Microscope Slides | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
24-well Tissue Culture Plates | Fisher Scientific | 353047 | |
Ethylene Glycol | Fisher BioReagents | BP230-4 | |
Glycerol | Fisher BioReagents | BP229-4 | |
Hydrogen Peroxide, 30% | J.T.BAKER | cat: 2186-01 | |
Sodium borohydride | Sigma | 480886 | |
Tris HCl | Fisher | BP153-500ML | |
Fetal bovine Serum (FBS) | Sigma Aldrich | F1051 | |
Bovine serum albumin (BSA), fraction V | Thomas Scientific | C001H24 | |
Triton X-100 | Sigma | T8787 | |
Anti IBA1, Rabbit | WAKO | 019-19741 | |
Goat Anti-Rabbit IgG | Jackson Immunoresearch | 111066046 | |
VECTASTAIN Elite ABC Kit (Standard) | Vector Labs | PK-6100 | |
3.3'-Diaminobenzidine tetra-hydrochloride (DAB) | Sigma | D5905-50TAB | Caution: toxic |
Osmium tetroxide, 4% solution | Electron Microscopy Sciences | 19150 | Caution: toxic |
Durcupan™ ACM single component A | Sigma | 44611 | Resin Caution: Toxic |
Durcupan™ ACM single component B | Sigma | 44612 | Hardener Caution: Toxic |
Durcupan™ ACM single component C | Sigma | 44613 | Plasticizer Caution: Toxic |
Durcupan™ ACM single component D | Sigma | 44614 | Accelerator Caution: Toxic |
Ethanol | LesAlcoolsdeComerce | 151-01-15N | |
Propylene oxide | Sigma | 110205 | Caution: corrosive |
Aluminum weigh dishes | Electron Microscopy Sciences | 70048-01 | |
ACLAR®–Fluoropolymer Films | Electron Microscopy Sciences | 50425 | |
Oven/Incubator | VWR |
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