Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Этот протокол сочетает гибридизацию in situ с иммунофлюоресценцией для идентификации генов обонятельных и вомероназальных рецепторов, экспрессируемых в обонятельных сенсорных нейронах после активации химическими стимулами у мыши.
Животные полагаются на химическую коммуникацию для передачи и восприятия соответствующей информации об окружающей среде, начиная от оценки качества пищи и заканчивая обнаружением доступных партнеров для спаривания или угроз. У мышей эта задача выполняется в первую очередь обонятельной системой и лежащими в ее основе подсистемами, включая основную и вспомогательную обонятельные системы. Оба имеют периферические органы, населенные сенсорными нейронами, экспрессирующими рецепторы, сопряженные с G-белком, способные связывать химические сигналы, которые достигают носовой полости. Несмотря на то, что молекулярные характеристики этих рецепторов хорошо изучены, мало что известно об их родственных специфических лигандах. Описанный здесь метод сочетает обнаружение in situ гибридизации обонятельных или вомероназальных рецепторов с иммунодетекцией фосфорилированного рибосомального белка S6 (pS6) – маркера активации нейронов. Этот протокол был разработан для идентификации нейронов, активированных после одного события воздействия очищенных или сложных химических стимулов, обнаруженных обонятельными органами. Важно отметить, что этот метод позволяет исследовать нейроны, запускаемые в биологически значимых контекстах. В идеале этот метод должен быть использован для исследования молекулярной биологии обонятельной системы и изучения обонятельного поведения.
Хемосигнализация является наиболее распространенной формой коммуникации у животных. У млекопитающих обнаружение химических сигналов опосредовано в основном через обоняние и имеет первостепенное значение для поиска пищи, поиска возможных партнеров для спаривания и избеганияпотенциальных хищников. Обонятельная система мыши далее делится на различные подсистемы, каждая из которых обладает своими анатомическими, физиологическими и молекулярными свойствами4. Среди них основная обонятельная система (МОС) и добавочная обонятельная система (АОС) являются наиболее широко изученными и лучше охарактеризованными.
MOS в основном отвечает за обнаружение летучих химических молекул, которые достигают носовой полости. Это достигается с помощью обонятельных сенсорных нейронов (OSN), которые населяют сенсорный интерфейс системы - главный обонятельный эпителий (MOE). Каждый OSN экспрессирует один из тысяч обонятельных рецепторов (ОШ) моногенным и моноаллельным образом5. Кроме того, ОШ имеют тенденцию к широкой настройке6, и один одорант может связываться с более чем одним ОШ, генерируя комбинаторный код для запахов7.
В свою очередь, AOS в основном отвечает за обнаружение феромонов и кайромонов. Эти лиганды активируют вомероназальные сенсорные нейроны (ВОПН) в вомероназальном органе (ВНО). VSN в апикальной зоне VNO экспрессируют рецепторы из семейства вомероназальных рецепторов 1 (V1R)8, в то время как нейроны в базальной зоне экспрессируют семейство вомероназальных рецепторов 2 (V2R)9. Важно отметить, что было показано, что некоторые VSN совместно экспрессируют более одного вомероназального рецептора 10,11,12.
Несмотря на всю доступную информацию о молекулярных характеристиках ОР и ВР, знания об их родственных лигандах все еще очень ограничены. Идентификация специфических обонятельных нейронов, ответственных за обнаружение молекулы или сложного стимула, является важной задачей для тех, кто изучает обоняние, обонятельное поведение и физиологические реакции. Было предпринято несколько попыток десиротизации обонятельных рецепторов, включая визуализацию кальция7, секвенирование РНК одиночных клеток13,14, гетерологичную экспрессию рецепторов15 и стратегии, основанные на непосредственных ранних генах (ИЭГ)16. В последнее время были использованы некоторые методы для оценки модулирующих эффектов пахучих веществ в сенсорных нейронах с использованием визуализации кальция in vivo 17,18 и стратегий секвенирования РНК одиночных клеток, меченных флуоресцентными белками19. Большинство из этих методов требуют искусственной установки или выполняются на диссоциированных нейронах, что делает невозможным одновременную оценку поведения, вызванного используемыми запахами.
Описанный здесь протокол позволяет идентифицировать сенсорные нейроны, активированные после одного события воздействия запаха, путем комбинации рибозондов, обнаруживающих специфические ОШ или ВР, с иммунодетекцией фосфорилированного рибосомального белка S6 (pS6), являющегося прокси для активации нейронов. Этот метод является надежным способом исследования идентичности сенсорных нейронов, активируемых различными хемосигналами в биологически значимом контексте.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Процедуры с животными проводились в соответствии с Протоколом для животных #1883-1, утвержденным Университетом Кампинаса (Комитет по институциональному уходу за животными и их использованию Института биологии - Комитет по этике использования животных в исследованиях), который следует руководящим принципам, установленным федеральным Национальным советом по контролю за экспериментами на животных (CONCEA).
1. Подготовка материала
2. Синтез рибозонда
ПРИМЕЧАНИЕ: Следующая процедура синтеза меченных дигоксигенином зондов кРНК размером 1 kb для гибридизации in situ посредством транскрипции in vitro основана на ранее опубликованных протоколах 20,21,22,23.
3. Воздействие на мышей обонятельных раздражителей
4. Расслоение и замораживание тканей
5. Пошаговый протокол гибридизации in situ
6. Иммуноокрашивание pS6
7. Микроскопическая визуализация
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Текущий протокол направлен на получение микроскопических изображений, в которых ген экспериментатора, представляющий интерес, и маркер нейронной активности pS6 флуоресцентно помечены. Описанный метод включает в себя усиление тирамидного сигнала, которое дает четкую...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Описанный здесь протокол надежно идентифицирует сенсорные нейроны, активируемые химическими сигналами в обонятельной системе посредством комбинации in situ обнаружения рецепторов OR или VR с иммунодетекцией pS6, косвенного маркера нейронной активности. Эксперимент...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Авторы заявляют, что у них нет никаких конкурирующих интересов.
Мы благодарим GAG Pereira и JA Yunes за ресурсы, APF Ferreira и WO Bragança за административную и техническую помощь, а также сотрудников Life Sciences Core Facility (LaCTAD-UNICAMP) за помощь в проведении конфокальной микроскопии. Эта работа была поддержана Исследовательским фондом Сан-Паулу (FAPESP; номера грантов 2009/00473-0 и 2015/50371-0 для F.P.), PRP/UNICAMP (номера грантов 2969/16, 725/15, 348/14 и 315/12 для F.P.), стипендиями FAPESP для V.M.A.C. (2014/25594-3, 2012/21786-0, 2012/01689-0), T.S.N. (2012/04026-1) и стипендией Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) для T.S.N.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10x phosphate-buffered saline (PBS) | Thermo Fisher Scientific | AM9625 | n/a |
20x amplification diluent (reaction buffer from Alexa Fluor 555 Tyramide SuperBoost kit) | Thermo Fisher Scientific | B40923 or B40922 | refered to as Amplification Buffer A in working solutions for tyramide-Alexa 488 or tyramide-Alexa 555 signal amplification |
20x SSC | Merck (Calbiochem) | 8310-OP | n/a |
30% Bovine Serum Albumin (BSA) | Merck (Sigma-Aldrich) | A9576 | n/a |
30% hydrogen peroxyde (H2O2) | Merck (Sigma-Aldrich) | H1009 | n/a |
Acetic anhydride | Merck (Sigma-Aldrich) | 320102 | n/a |
Agarose | Merck (Sigma-Aldrich) | A9539 | n/a |
Amplification diluent (from TSA Biotin kit) | Akoya Biosciences (Perkin Elmer) | SAT700001EA | refered to as Amplification Buffer B in working solution for tyramide-biotin signal amplification |
Anti-pS6 (Ser 244/247) rabbit polyclonal antibody | Thermo Fisher Scientific | Cat# 44-923G, RRID:AB_2533798 | n/a |
Blocking buffer 1x (from Alexa Fluor 488 Tyramide SuperBoost kit) | Thermo Fisher Scientific | B40923 or B40922 | refered to as blocking solution B in the tyramide signal development step |
Blocking reagent (from TSA Biotin kit) | Akoya Biosciences (Perkin Elmer) | SAT700001EA | refered to as blocking reagent A in the formulation for TNB buffer |
DAPI nuclear stain | Thermo Fisher Scientific | D1306 | n/a |
Denhardt's solution (50x) | Merck (Sigma-Aldrich) | D9905 | n/a |
Deoinized formamide | Merck (Sigma-Aldrich) | F9037 | n/a |
Dextran sulfate solution (50%) | Merck (Chemicon) | S4030 | n/a |
Ethylene-diamine-tetraacetic acid (EDTA) | Merck (Sigma-Aldrich) | E9884 | n/a |
Hoechst 33342 nuclear stain | Thermo Fisher Scientific | H1399 | n/a |
Hydrochloric acid (HCl) | Merck (Sigma-Aldrich) | 320331 | n/a |
Olfactory stimuli | n/a | Papes et al. (2010), Carvalho et al. (2015), Nakahara er al. (2016), Carvalho et al. (2020) | n/a |
Paraformaldehyde | Merck (Sigma-Aldrich) | P6148 | n/a |
Peroxidase-conjugated anti-digoxigenin antibody (Fab fragments) | Merck (Roche) | 11207733910; RRID:AB_514500 | refered to as peroxidase-conjugated anti-DIG antibody |
Peroxidase-conjugated anti-rabbit secondary antibody (polyHRP-conjugated goat anti-rabbit reagent from Alexa Fluor 488 Tyramide SuperBoost kit) | Thermo Fisher Scientific | B40922 | n/a |
Peroxidase-conjugated streptavidin (from TSA biotin kit) | Akoya Biosciences (Perkin Elmer) | SAT700001EA | n/a |
ProLong Gold antifade mountant | Thermo Fisher Scientific | P36934 | refered to as anti-fading mounting medium |
RNase-free ultrapure water | Thermo Fisher Scientific | 10977015 | n/a |
Sodium chloride (NaCl) | Merck (Sigma-Aldrich) | S9888 | n/a |
Sodium dodecyl sulfate (SDS) | Merck (Sigma-Aldrich) | 436143 | n/a |
Sodium hydroxide (NaOH) | Merck (Sigma-Aldrich) | S8045 | n/a |
Sucrose | Merck (Sigma-Aldrich) | S0389 | n/a |
Triethanolamine | Merck (Sigma-Aldrich) | T58300 | n/a |
Triton X-100 | Merck (Sigma-Aldrich) | X100 | n/a |
Trizma hydrochloride (Tris-Cl) | Merck (Sigma-Aldrich) | T5941 | n/a |
Tween-20 | Merck (Sigma-Aldrich) | 822184 | n/a |
Tyramide-Alexa 488 conjugate (from Alexa Fluor 488 Tyramide SuperBoost kit) | Thermo Fisher Scientific | B40922 | n/a |
Tyramide-Alexa 555 conjugate (from Alexa Fluor 555 Tyramide SuperBoost kit) | Thermo Fisher Scientific | B40923 | n/a |
Tyramide-Biotin conjugate (from TSA Biotin kit) | Akoya Biosciences (Perkin Elmer) | SAT700001EA | n/a |
Yeast tRNA | Merck (Roche) | 10109495001 | n/a |
Critical Commercial Assays and Animals | |||
Alexa Fluor 488 Tyramide SuperBoost kit | Thermo Fisher Scientific | B40922 | n/a |
Alexa Fluor 555 Tyramide SuperBoost kit | Thermo Fisher Scientific | B40923 | n/a |
DIG RNA Labeling Kit (SP6/T7) | Merck (Roche) | 11175025910 | n/a |
High Sensitivity RNA ScreenTape Analysis reagents (buffer, ladder, and tape) | Agilent | 5067-5580, 5067-5581, and 5067-5579 | refered to as automated electrophoresis system |
Mouse: C57BL/6J inbred strain | Jackson Laboratories | Stock No: 000664; RRID:IMSR_JAX:000664) | n/a |
ProbeQuant G-50 Micro Columns | Cytiva Biosciences | 28903408 | refered to as gel filtration-based purification kit |
QIAquick gel extraction kit | Qiagen | 28506 | refered to as mini column-based gel-purification kit |
RNeasy MinElute cleanup kit | Qiagen | 74204 | refered to as mini column-based RNA purification kit |
TSA Biotin kit | Akoya Biosciences (Perkin Elmer) | SAT700001EA | n/a |
Oligonucleotides | |||
5’ – AAACTTCATCCTTACAGAATGG CAG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Olfr692 |
5’ – ACTGGCTTTGGGACAGTGTGAC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’- GGTAATATCTCCATTATCCTAGTT TCCC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Olfr124 |
5’ – TTGACCCAAAACTCCTTTGTTAG TG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – ATGGGAGCTCTAAATCAAACAA GAG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Olfr1509 |
5’ – TAGAAAACCGATACCACCTTGTC G – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – TACATCCTGACTCAGCTGGGGA ACG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Olfr1512 |
5’ – GGGCACATAGTACACAGTAACA ATAGTC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – GAGGAAGCTCACTTTTGGTTTG G – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Olfr78 |
5’ – CAGCTTCAATGTCCTTGTCACA G – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – TGGGTTGGAGGCTTATCATACC TG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Olfr691 |
5’ – AAGAACAACACAGAGTCTTGAT GTC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – AGAAGTAACTAACACCACTCAT GGC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Olfr638 |
5’ – TTAGTGCACCTTTCTTTGCAAC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – TAACAGCTCTTCCCATCCCCTG TTC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Olfr569 |
5’ – TAGGGTTGAGCATGGGAGGAAC AAGC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – CACTGGATCAACTCTAGCAGCA CTG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r1 |
5’ – CTGCCCTTCTTGACATCTGCTG AG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – ATCGGATCCACTGCTTTAGCATT TCTTACAGGACAG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r2 |
5’ – ATCCTCGAGTCATGCCTCTCCAT AAGCAAGGAATTCCAC – 3' | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – TAGGAAGCTATTTGCCTTGTTTC CAC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r13 |
5’ – AGGAGATTTTACCAACCAGATTC CAG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – CTCTAAGAACAGCAGTAAAATGG ATCT – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r89 |
5’ – ATGGGAATGACCAACTTAGGTGC A – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – ATCCCATGGCTGAGAACATGTGC TTCTGGAG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r118 |
5’ – ATCCTCGAGTCAGTCTGCATAAG CCAGATATGTCAC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – ATCGGATCCGCTGATTTTATTTCT CCCAGATGCTTTTGG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r116 |
5’ – ATCCTCGAGTCATGGTTCTTCAT AGCTGAGAAATACAAC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – TGGGTGTCTTCTTTCTCCTCAA GA – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r28 |
5’ – GGTGACCCATATTCTCTGTATAA CTGT – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – GATGTTCATTTTCATGAGAGTCT TCC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r41 |
5’ – CATTTGTGGATGACATCACAATT TGG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – TTTATGGCAAATTTCACTGATCCC G – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r46 |
5’ – AGTGGGTCTTTCTTAGAAAGGAG TG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – ACATGAACCAGAATTTGAAGCAG GC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r69 |
5’ – GCCAAGAAAGCTACAGTGAAAC C – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – AGGTGAAGAAATGGTATTCTTCC AG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r58 |
ACTGTGGCCTTGAATGCAATAACT – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – TTCCTAAAGAACACCCTACTGA AGCATCG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r90 |
5’ – CATATTCCACAGAAGAGAAGT TGGAC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – TTGAGGTGAGAGTCAACAGT TTAGAC – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r107 |
5’ – CCCTTGTTGCACAAAATGAT GATGTGA – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
5’ – ATCCCATGGAGTCAGAGTAT CTACTACACCATGATGG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | Vmn2r83 |
5’ – ATCCTCGAGTCAATCATTAT AGTCCAGAAAGGTGACAG – 3’ | Integrated DNA Technologies | n/a | |
Recombinant DNA | |||
pGEM-T-Easy vector | Promega | A1360 | reccommended PCR cloning vector |
Other materials | |||
1mL syringes | Fisher Scientific | 14-829-10F | n/a |
Conical tubes (15 mL and 50 mL) | Fisher Scientific | 14-432-22, 14-959-49B | n/a |
Coplin jars | Fisher Scientific | 12-567-099, 07-200-81 | n/a |
Cryostat | Leica Biosystems | CMS 1850 | n/a |
Dissecting tools and forceps | Roboz | RS-6802, RS-8124, RS-7110, RS-5111 | n/a |
Dry bath | n/a | n/a | n/a |
Electrophoresis equipment | Fisher Scientific | 09-528-110B | n/a |
Fine point paintbrushes | Winsor & Newton | 10269097 | n/a |
Fluorescence or confocal microscope | Leica Microsystems | TCS SP5II | n/a |
Heated plate | Fisher Scientific | HP88850200 | n/a |
Humidified chamber (if used at higher temperatures, it will need to be sealed inside a plastic Tupperware container) | Thermo Fisher Scientific | 22-045-034 | n/a |
Lint-free laboratory Kimwipes | Kimberly-Clark | 34120 | refered to as lint-free laboratory tissue paper |
Microcentrifuge | Eppendorf | 5401000013 | n/a |
Mouse cages | InnoVive | M-BTM, MVX1 | n/a |
PCR Thermocycler | Thermo Fisher Scientific | 4375786 | n/a |
Pipette p1000, p200, and p20 disposable tips | Fisher Scientific | 02-707-408, 02-707-411, 02-707-438 | n/a |
Plastic histology embedding mold | Thermo Fisher Scientific | 22-19 | n/a |
Qubit 4 Fluorometer | Thermo Fisher Scientific | Q33238 | refered to as highly sensitive fluorometric method |
Razor blades or scalpels | Fisher Scientific | 12-640 | n/a |
RNA tapestation or BioAnalyzer | Agilent | 4200 TapeStation System or 2100 Bioanalyzer Instrument | n/a |
RNase-free glass or plastic graduated cylinders and beakers | Fisher Scientific | 10-462-833, 02-555-25B, 02-555-25D | n/a |
Stereomicroscope | Leica Microsystems | M80 | n/a |
SuperFrost Plus microscope slides | Thermo Fisher Scientific | 12-550-15 | referred to as positively charged microscope slides |
Parafilm | Bemis Company | PM999 | refered to as thermoplastic laboratory film |
Water bath | Thermo Fisher Scientific | TSCIR19 | n/a |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены