Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
В этом протоколе мы описываем метод одновременного сбора мозговой ткани плода, а также высококачественной негемолизированной сыворотки из одного и того же эмбриона мыши. Мы использовали этот метод для изучения того, как воздействие пищи на организм матери влияет на профили макронутриентов и развитие нервной системы плода у мышей, гетерозиготных по Nf1 (нейрофиброматоз 1 типа).
Было продемонстрировано, что ожирение, вызванное материнским питанием, изменяет развитие нервной системы у потомства, что может привести к снижению когнитивных способностей, гиперактивности и нарушениям в социальном поведении. Пациенты с клинически гетерогенным генетическим заболеванием нейрофиброматозом 1-го типа (НФ1) могут иметь аналогичные дефициты, но в настоящее время неясно, влияют ли факторы окружающей среды, такие как материнская диета, на развитие этих фенотипов, и если да, то с помощью какого механизма может произойти такой эффект. Чтобы дать возможность оценить, как воздействие диеты матери на ожирение влияет на системные факторы, связанные с развитием нервной системы при NF1, мы разработали метод одновременного сбора негемолизированной сыворотки и целого или регионально микрорасчлененного мозга от плода мышиных самок, получавших контрольную диету, в сравнении с диетой с высоким содержанием жиров и сахарозы. Мозг обрабатывали для криосекции или мгновенной заморозки для использования для последующего выделения РНК или белка; Качество собранной ткани было проверено с помощью иммуноокрашивания. Качество сыворотки было проверено путем анализа профилей макронутриентов. Используя эту методику, мы установили, что диета матери с ожирением повышает уровень холестерина в сыворотке крови плода аналогично между гетерозиготными детенышами WT и Nf1.
Нейрофиброматоз 1-го типа (NF1) считается RASopathy, группой расстройств, характеризующихся генетическими мутациями зародышевой линии, приводящими к активации сигнального пути RAS/MAPK (вирус саркомы RAt/митоген-активируемая протеинкиназа). Пациенты с NF1 RASopathy подвержены риску развития многих различных проявлений, включая как доброкачественные, так и злокачественные опухоли центральной (глиома зрительного пути 1,2, глиома высокой степенизлокачественности 3,4) и периферической (плексиформная нейрофиброма5,6, злокачественная опухоль оболочки периферических нервов 7,8) нервной системы, а также дисплазиикостей 9 и пигментные аномалии кожи10 (подмышечные веснушки, макулы café-au-lait). Влияние этого расстройства на когнитивные способности и развитие нервной системы признается все шире, при этом у пациентов с НФ1 наблюдается повышенная частота нарушений обучаемости, гиперактивности и расстройств аутистического спектра 11,12,13. Тем не менее, существует значительная гетерогенность в развитии этих фенотипов между пациентами 13,14,15,16,17, и неясно, почему некоторые пациенты демонстрируют значительные когнитивные нарушения, в то время как другие не страдают от них. Было показано, что ожирение, вызванное питанием матери, аналогичным образом влияет на обучение и поведение в общей популяции 18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28, предполагая, что дифференциальные пищевые воздействия матери на НФ1 могут быть одним из источников этой клинической гетерогенности. В частности, дети матерей с ожирением демонстрируют повышенный риск развития гиперактивности 18,19,20,23,25,26, аутизма 19,24,27, дефицита исполнительных функций 21,23, а также имеют более низкие показатели IQ по полной шкале22,28. Тем не менее, пациенты с НФ1 имеют измененные метаболические фенотипы по сравнению с общей популяцией, включая снижение заболеваемости ожирением и диабетом 29,30,31, что делает неясным, будут ли они реагировать одинаково на пищевые стимулы.
Чтобы ответить на эти вопросы, мы хотели определить, способствуют ли изменения профиля макронутриентов у потомства плода с Nf1 , вызванные обезогенной диетой, изменениям в развитии нервной системы. Ранее мы собрали высококачественную цельную и регионально микродиссекционированную ткань, подходящую для применения в развитии нервной системы, из мозга плода32. Тем не менее, забор крови плода затруднен из-за небольшого размера тела и малого объема крови33. Забор крови с помощью гравитационного дренажа после обезглавливания привел к низким объемам сбора и значительному гемолизу в наших образцах, что может повлиять на интерпретацию последующих применений. Забор путем аспирации из сердца плода или грудных сосудов, как сообщалосьранее33, был технически сложным и также приводил к частому гемолизу. Таким образом, мы разработали метод сбора фетальной сыворотки, в котором используются специальные капиллярные трубки, позволяющие собирать больший объем без значительного напряжения сдвига.
Здесь мы представляем этот метод для одновременного сбора эмбрионального мозга и сыворотки плода от Nf1-гетерозиготных щенков, подвергшихся воздействию диеты с высоким содержанием жиров и сахара, по сравнению с контрольной диетой внутриутробно (рис. 1 и дополнительная таблица S1). Мозг был криовстроен для последующего анализа с помощью иммунофлуоресценции или регионально микропрепарирован и мгновенно заморожен для последующего использования в приложениях молекулярной биологии. Была получена высококачественная сыворотка, пригодная для последующих применений, таких как профилирование макронутриентов. Используя этот метод, мы определили, что воздействие пищи с высоким содержанием жиров и сахарозы приводит к повышению уровня холестерина в сыворотке крови как у WT, так и у Nf1-гетерозиготных детенышей.
Все процедуры на животных в этом исследовании соответствовали рекомендациям NIH и были одобрены Комитетом по уходу за животными и их использованию Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Животные содержались со стандартным 12-часовым циклом «свет:темнота» и свободным доступом к еде и воде.
1. Материнский рацион
2. Удаление плода из плотины
3. Забор фетальной сыворотки
4. Забор мозга плода
Чтобы проиллюстрировать качество мозговой ткани, полученной с помощью этого метода, мы показали образцы эмбрионального мозга мышей Nestin-CFPnuc35, иммуноокрашенных на GFAP в соответствии с ранее описанной методикой32. Клетки Nestin+ выстилают бок...
Традиционные методы сбора крови у мышей включают ретробульбарную, хвостовую вену, подкожную вену, лицевую вену и кровотечение из яремной вены 40,41,42. К сожалению, эти методы не идеальны для забора эмбриональной крови и?...
У авторов нет конфликта интересов.
Н. Броссье поддерживается Программой стипендиатов Фрэнсиса С. Коллинза в области клинических и трансляционных исследований нейрофиброматоза, финансируемой Программой терапевтического ускорения нейрофиброматоза (NTAP, грант # 210112). Эта публикация была частично поддержана финансированием NTAP в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса. Его содержание является исключительной ответственностью авторов и не обязательно отражает официальную точку зрения Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса. Дополнительная поддержка со стороны Детской больницы Сент-Луиса (FDN-2022-1082 to NMB) и Исследовательского центра диабета Вашингтонского университета в Сент-Луисе (NIH P30 DK020579). Микроскопия проводилась с использованием Центра клеточной визуализации Вашингтонского университета (WUCCI) при поддержке Медицинской школы Вашингтонского университета, Института детских открытий Вашингтонского университета и Детской больницы Сент-Луиса (CDI-CORE-2015-505 и CDI-CORE-2019-813) и Фонда Барнс-Еврейской больницы (3770 и 4642). Мыши Nestin-CFPnuc35 были любезно предоставлены Григорием Ениколоповым (Renaissance School of Medicine, Университет Стоуни-Брук, Нью-Йорк), а мыши Nf1, гетерозиготные по мутации зародышевой линии R681X или C383X 32,38,39, были любезно предоставлены Дэвидом Гутманом (Вашингтонская университетская школа медицины, Сент-Луис, Миссури). Рисунок 1 был создан с помощью BioRender.com.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
#5/45 Forceps | Dumont | 11251-35 | tip shape: angled 45° |
4200 Tapestation | Agilent | G2991BA | Verify RNA integrity and quality, measurement of RIN values |
Benchtop Liquid Nitrogen Container | Thermo Fisher | 2122 | Or other cryo-safe container |
Control Chow | PicoLab | 5053 | Research diets D12328 (low-fat, low-sugar) may also be used. |
Curved Forceps | Cole Parmer | UX-10818-25 | Tip shape: curved 90° |
Dissecting blade handle | Cole-Parmer Essentials | 10822-20 | SS Siegel-Type, #10 to #15 blades |
EMS SuperCut Dissection Scissors | Electron microscope sciences | 72996-01 | 5½" (139.7 mm), Straight |
GFAP Antibody | Abcam | ab7260 | Dilute 1:350. Block with 10% serum containing 0.3 M Glycine. |
Glassvan Carbon Steel Surgical Blades, Size 11 | MYCO medical | 2001T-11 | #11 blades allow straight, flat cut |
Micro lab spoon | Az Scilab | A2Z-VL001 | stainless steel, autoclavable |
Micro scissors | Rubis | 78180-1C3 | model 1C300 |
Minivette POCT neutral | Sarstedt | 17.2111.050 | nominal volume: 50 µL, without preparation |
Nanorop | Thermo Fisher | 13-400-519 | Measure RNA concentration, 260/280 ratios |
Obesogenic diet | Researchdiets.com | D12331 | High-fat, high-sucrose |
Total Cholesterol Reagent | Thermo Fisher | TR13421 | Colorimetric detection |
β-actin antibody | Cell Signaling | 8457 | Dilute 1:1,000. |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеСмотреть дополнительные статьи
This article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены