Method Article
Bu çalışma, konfokal görüntüleme yöntemlerinin tam olarak kullanılmasını sağlayan kalın, üç boyutlu doku kesiti analizi için yeni bir işleme ve görüntüleme protokolü sunmaktadır. Bu protokol antijenliği korur ve cilt histolojisini ve potansiyel olarak diğer doku tiplerini analiz etmek için sağlam bir sistemi temsil eder.
Bilimsel bir argümanı destekleyen mikroskopik bir görüntü oluşturmak için bir ilgi dokusu işleme zorlu olabilir. Yüksek kaliteli mikroskobik görüntülerin elde edilmesi tamamen mikroskop kalitesine değil aynı zamanda çoklu kritik eylem veya basamakları içeren doku işleme yöntemlerine de bağlıdır. Dahası, derideki ve diğer dokulardaki mezenkimal hücre türleri, doku hazırlama ve görüntüleme için yeni bir mücadeleyi temsil eder. Burada, doku hasatından mikroskobiye kadar eksiksiz bir süreç sunuyoruz. "Yatay tüm montaj" olarak adlandırılan tekniğimiz, acemilerin hızlı bir şekilde yetkinleşebildikleri ve bir kriyostatla kesilen 60-300 μm kalınlıktaki kesitlerde antijenlerin korunması ve algılanmasına izin veren tekniğidir. Bu kalınlığın kesitleri, üç boyutlu bir çevrede doku mikro mimarisinin gelişmiş görselleştirilmesini sağlar. Buna ek olarak, protokol, mezenkimal hücreleri, görüntü kalitesini arttıran bir şekilde korur.Standart kriyostat veya parafin kesitlerine kıyasla azaltılır, böylece immün boyamanın etkililiği ve güvenilirliği artar. Bu protokolün deri ve muhtemelen diğer doku ve organları görselleştiren tüm laboratuvarlara fayda sağlayacağına inanıyoruz.
Mikroskobik görüntüleme ekipmanının devrimi sofistike, yüksek çözünürlüklü görüntüleme aletleri sağlar. Bununla birlikte, komple bir üç boyutlu (3D) doku kesitinin mikroskobik bir görüntüsünü elde ederken, numune hazırlama önemli zorluklar sunar ve görüntü kalitesini tanımlamada sınırlayıcı faktör olabilir. Her ayrı adım, doku morfolojisini ve hedef proteinlerin antijenikliğini korumak, işleme neden olan eserleri en aza indirgemek ve nihai görüntü kalitesini en üst düzeye çıkarmak için dikkatle düşünmeyi hak ediyor. Örneğin, cildin geleneksel analizi, kök hücre bölmesinin cilt homeostazına katkılarını anatomik olarak analiz etmeye olanak tanıyan saç folikülleri düzgün şekilde yönlendirilmiş epidermis ve dermis manzaralı bir görüntü gerektirir 1 , 2 . Bu, cildin gömülü ve kesit üzerine nasıl yoğunlaşıldığını gerektirir. Önemlisi, saç follikülleri daha kalın olabilirStandart parafin veya dondurulmuş kesit kalınlığını büyük ölçüde aşan 100 μm'den daha büyüktür ve tüm montaj parçaları veya kalın kesitler 3 , 4 , 5'e kıyasla daha düşük bir analiz standardı sağlar.
Birlikte ele alındığında, mikroskopik analiz için numune hazırlamanın her bir adımı, görüntü analizini etkileyen kritik bir belirleyicidir. Burada, "yatay bütün montaj" olarak adlandırdığımız kalın, 3D doku kesit analizi için yeni bir işleme protokolü sunuldu. Protokol, antijenikliği oldukça korur ve standart konfokal görüntüleme ekipmanı kullanarak cildin kalın bölümlerinin tam olarak kullanılmasını sağlar. Bu, doku hasadı ve paraformaldehit (PFA) ile desteklenmiş kriyoprezervasyon (1. adım), bir kriyostatla 100 μm kalınlıkta doku kesitlerinin oluşturulması da dahil olmak üzere kalın doku kesiti işleme ve görüntüleme için cildi kullanmanın tam bir rehberidir (basamak 2) Ve immünofloresan etiketleme ve montaj (adım 3 ve 4). Temsilci sonuçlar, bu protokolün potansiyel kullanıcısı için "yatay tüm montajların" avantajlarını vurgulayan iki farklı histolojik hazırlama tekniğinin (klasik cryosectioning ve kalın, 3D doku kesit kesitleri) konfokal görüntülerini karşılaştırır.
Tüm hayvan deneyleri, yerel etik onaya tabi tutuldu ve Birleşik Krallık hükümeti Ev Ofisi lisansı koşulları altında gerçekleştirildi.
1. Deri Hasat ve Kriyoprezervasyon
Şekil 1. Fare derisinin hasat edilmesi ve fiksasyonu.
( A ) Deri dokusu, hayvan kadaverinin dorsomedial bölgesinden hasat edildi. Bu bölgedeki kıl folikülleri eşit aralıklarla hizalanır ve bu nedenle oklarla gösterildiği gibi bölümleme esnasında optimum yönlendirme sağlar. ( B ) Kriyomole uyan uygun bir boyuttaki kareleri kestikten sonra, cilt dokusu 15 dakika% 4 PFA içinde sabitlenmiş ve her biri 5 dakika PBS'de iki kez yıkanmıştır. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.
2. Kalın Doku Kesitleri
Şekil 2. Gömme, kriyoprezervasyon ve kesit alma.
( A ) Siyah oklarla belirtilen cryomold'da saç kökü (HF) yönünün işaretlenmesi, kriyoteksiyon sırasında doğru yönlendirme için önemlidir. ( B ) Kesit düzlemi, saç foliküllerinin tam uzunluğunun bozulmadığı bölümler oluşturmak için kıl folikül yönelimi ile hizalanmalıdır. ( C ) Kesitler, saç kökü yönünde siyah oklarla gösterilen kıl folikülü yönüne göre kesilmiştir. cryomold. ( D ) Kalın doku kesitleri metal forsepslerle toplandı ve ( e ) 1x PBS içeren 100 mm'lik bir kültür çanağına aktarıldı. ( F ) Oda sıcaklığında, PBS OC'yi uzaklaştırır.T. Beyaz oklarla gösterildiği gibi kalın doku kesitlerini çevreleyen bileşik. Bölümler daha sonra PBS'de serbestçe yüzerler. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.
3. İmmünofloresan etiketleme.
Şekil 3. İmmunofluoreskopEtiketleme ve montaj.
( A ) Yüzen doku kesitleri 12 yuvalı plakalarda en az iki gün boyunca 4 ° C'de saklanabilir. İmmünoflöresan (IF) etiketlemeden önce, ilgilenilen doku kesitlerini, okla gösterildiği gibi bloke etmek için PB tamponu içeren 1.5 mL'lik mikrosantrifüj tüplerine aktarın. IF etiketi için, 3. adımda ayrıntılı olarak hazırlanan çok adımlı işleme dikkat edin. Basamak 3'ün bir kısmı, ok 2 ile gösterilen birincil antikor çözeltisi, ikincil antikor çözeltisi veya yıkama tamponu içeren yeni hazırlanmış mikrosantrifüj tüplerine doku kesitlerinin dikkatle aktarılmasını gerektirir. ( B ) IF etiketi sonrasında, doku çapraz kesitleri, Kesit mikroskop yardımı ile gliserol damlasında çözülür ve düzleştirilir. ( C ) Doku kesiti, bir kapak kaymasının tabanına tamamen düzleştirildiğinde, bölümün monte edilmesi için düzenli bir mikroskop lamı kullanılır. Bu figürde daha büyük bir versiyon görmek için lütfen tıklayınız.
4. Mikroskopik Görselleştirme için Montaj
Tekniğimizin avantajlarını vurgulamak için, kalın, 3D doku kesit tekniğini "yatay tüm montaj", klasik dondurulmuş kesitlerle karşılaştırdık. Klasik dondurulmuş kesitler daha önce tarif edildiği gibi kesildi 5 . Te mikroskobik görüntüleri epidermis için görsel bir yapı temin etmek için, temel bazal membran 6 epidermal hücreleri bağlayan bir bileşeni olan alfa-6 (Itga6), integrin immunohistokimyasal. Ayrıca piloerection (ayrıca "goosebumps" olarak da bilinir) sorumlu arrector pili kas (APM), integrin alfa-8 7 ile etiketlendi. Klasik dondurulmuş kesitlerde, Itga6 ile görülen çoğu saç follikülü, tüm uzunluk boyunca kesitlendirilmedi ve kesit başına tam olarak eksik kıl follikülleri üretildi ( Şekil 4a- 4d) ). Kalın doku kesitleri, geleneksel 10 um kesitlere kıyasla daha Z-yığın katmanları elde etmeyi mümkün kılar ve daha eksiksiz bir 3D görüntüsünü sağlar. Bu, saç follikülleri ve üzerinde bulunan bazal membran ile bağlantılı olan APM'lerin bütünlüğünü incelerken daha belirgindir. Klasik kriyoteksiyonlarda APM'lerin büyük kısmı kesir ( Şekil 4a- 4d ). Ek olarak, hipodermal bölmenin doku bütünlüğü, dondurma bölmeleri, iyi bilinen bir dondurarak eriten eser olan ılık cam slaytlara tutturulduğunda adipositlerin tahrip edilmesine kıyasla yatay tüm montajlarda korunur ( Şekil 4a -b , hipodermal Bölgeler) 8 .
Şekil 4. Yatay bütün mouNt, klasik bir kriyoseksiyonla karşılaştırılmıştır.
( A ) Klasik olarak elde edilen 10 μm kalınlığındaki deri cryosections ve ( b ) 100 μm kalınlıkta 3D doku kesitleri, epidermal bölmeyi ve arrektör pili kaslarını görselleştirmek için integrin alfa-6 (Itga6) ve integrin alfa-8 (Itga8) ile etiketlendi , sırasıyla. Kalın doku kesitlerinin görüntüleri büyük bir Z istifinin maksimum projeksiyonları olarak gösterilir. Beyaz çerçeveler, ( c ) klasik ve ( d ) yatay tüm montaj bölümlerinde görüntülenen, büyütülen alanları göstermektedir. ( E ) Sağlam kıl follikülleri ve ( f ) bozulmamış arrector pilori kasları hem klasik hem de yatay tüm montaj bölümlerinde nicelendirildi. Ölçek çubukları 100 μm'yu gösterir. Veriler, Ortalama ± Ortalama Ortalama Hata Ortalaması (SEM) olarak gösterilir. Biyolojik çoğaltım başına bir bölüm ( n = 3) nicelendirildi. Eşlenmemiş t-testi * P <0.05, *** P <0.0005. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.
Here, we present the "horizontal whole mount" technique, which has several advantages over classical frozen sections. One advantage of our technique is that it can easily be performed with standard histology equipment and a confocal microscope. Second, the tissue integrity is preserved in a superior manner when compared to standard cryosections. For example, adipocytes within the hypodermal layer (i.e., dermal white adipocytes (DWAT))9 are severely disrupted in standard cryosections, which makes studying tissues that are adipose-laden impossible. Our technique allows for the full analysis of the adipocytes in this layer and may be adapted to other tissues with high adipocyte contents. Furthermore, this allows for the improved detection of mesenchymal cells in lineage-tracing studies 2,10.
Standard cryosections, by their very nature, can never reveal the true 3D aspects of a tissue through confocal microscopy. This means that thicker sections are advantageous in the analysis of skin, since hair follicles, as well as their substructures, can traverse a depth that exceeds the standard thickness of 10 µm used in classical crysosections. We are intrigued that other tissues, such as the intestine and brain, for example, possess similar challenges with regard to viewing the tissue as a 3D structure2,7,11,12,13. Intriguingly, our technique has already been shown to be beneficial for use in certain applications in the intestines14. We believe that our horizontal whole-mount protocol has the potential be applied to any other tissue requiring 3D analysis.
Yazarlar, bu yazının yayınlanmasının Thermo-Fisher Scientific Inc. tarafından finanse edildiğini açıklamak istiyorlar.
Yazarlar, Thermo-Fisher Scientific'in sponsorluğunu onaylıyor ve konfokal görüntü edinimi sırasında destek için Kings College London'daki Nikon Görüntüleme Merkezi'ne teşekkür ediyoruz.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
PBS | homemade | ||
Gelatin, from cold water fish skin | Sigma | G7765 | 250ML |
Glycerol | BDH Laboratory Supplies | 444482V | |
O.C.T. compound | VWR chemicals | 361603E | |
Peel-A-Way embedding molds | Sigma | E6032-1CS | Square S-22 |
Non-Fat Powdered Milk | Bio Basic Inc. | NB0669 | |
Triton X-100 | Sigma | T9284 | 500ML |
4′,6-Diamidino-2-phenylindole, dilactate (DAPI) | Invitrogen | D3571 | |
FITC Rat Anti-Human CD49f | BD Pharmingen | 555735 | |
Mouse/Rat Integrin alpha 8 Antibody | R&D Systems | AF4076 | |
Alexa Fluor 488 donkey anti-rat IgG | Life Technologies | A21208 | |
Alexa Fluor 555 donkey anti-goat IgG | Life Technologies | A21432 | |
CryoStar NX70 | Thermo Fisher Scientific | ||
100mm Culture dishes | |||
Disposable scalpels | Swann-Morton | Ref 0501 | |
pointed metal forceps | |||
1.5 ml microcentrifuge tubes | VWR | 211-2130 | |
12 Well plates | Sigma | CLS3513 | |
Dissecting microscope | Nikon | ||
20 ul and 1000 ul Pipette | Gilson | ||
1000µl XL Graduated TipOne Filter Tip (Sterile) | Star Lab | S1122-1830 | |
20µl Bevelled TipOne Filter Tip (Sterile) | Star Lab | S1120-1810 | |
Rocking shaker plate | |||
Microscope slides, menzel Glaeser | Thermos Scientific | 631-9483 | Superfrost Plus |
Cover Glasses, Menzel Glaeser | Thermos Scientific | MENZBB024060AB | 24 x 60 mm |
Confocal microscope | Nikon |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır