Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu protokolde, aynı fare embriyosundan fetal beyin dokusunun yanı sıra yüksek kaliteli, hemolize edilmemiş serumun aynı anda toplanması için bir yöntem tarif ediyoruz. Bu tekniği, maternal diyet maruziyetinin Nf1 (Nörofibromatozis Tip 1) için heterozigot farelerde makro besin profillerini ve fetal nörogelişimi nasıl etkilediğini sorgulamak için kullandık.
Anne diyetinin neden olduğu obezitenin yavrularda nörogelişimi değiştirdiği ve bunun da bilişsel kapasitenin azalmasına, hiperaktiviteye ve sosyal davranışta bozulmalara yol açabileceği gösterilmiştir. Klinik olarak heterojen genetik bozukluk Nörofibromatozis Tip 1 (NF1) olan hastalar benzer eksikliklerle ortaya çıkabilir, ancak şu anda maternal diyet gibi çevresel faktörlerin bu fenotiplerin gelişimini etkileyip etkilemediği ve eğer öyleyse, böyle bir etkinin ortaya çıkacağı mekanizma. Maternal obezojenik diyet maruziyetinin NF1'deki nörogelişimle ilgili sistemik faktörleri nasıl etkilediğinin değerlendirilmesini sağlamak için, yüksek yağlı, yüksek sükroz diyetine karşı kontrol diyeti ile beslenen murin barajlarının fetal yavrularından hemolize edilmemiş serum ve tam veya bölgesel olarak mikro diseke beyinleri aynı anda toplamak için bir yöntem geliştirdik. Beyinler, sonraki RNA veya protein izolasyonu için kullanılmak üzere kriyoseksiyon veya flaş dondurma için işlendi; Toplanan dokunun kalitesi immün boyama ile doğrulandı. Serumun kalitesi, makro besin profilleri analiz edilerek doğrulandı. Bu tekniği kullanarak, maternal obesojenik diyetin WT ve Nf1-heterozigot yavrular arasında fetal serum kolesterolünü benzer şekilde artırdığını belirledik.
Nörofibromatozis Tip 1 (NF1), RAS / MAPK (RAt Sarkom virüsü / Mitojenle aktive Edilen Protein Kinaz) sinyal yolunun aktivasyonu ile sonuçlanan germ hattı genetik mutasyonları ile karakterize bir grup bozukluk olan bir RASopati olarak kabul edilir. NF1 RASopatisi olan hastalar, merkezi (optik yolgliomu 1,2, yüksek dereceli glioma 3,4) ve periferik (pleksiform nörofibrom 5,6, malign periferik sinir kılıfı tümörü 7,8) sinir sisteminin hem iyi huylu hem de kötü huylu tümörlerinin yanı sıra kemik displazileri9 ve cilt pigment anormallikleri10 dahil olmak üzere birçok farklı belirti geliştirme riski altındadır (aksiller çiller, café-au-lait makülleri). Bu bozukluğun biliş ve nörogelişim üzerindeki etkisi, NF1 hastalarının öğrenme eksikliği, hiperaktivite ve otizm spektrum bozukluğu insidansında artış göstermesiyle giderek daha fazla tanınmaktadır 11,12,13. Bununla birlikte, 13,14,15,16,17 hastaları arasında bu fenotiplerin gelişiminde önemli bir heterojenlik vardır ve bazı hastaların neden önemli bilişsel bozukluklar gösterirken diğerlerinin etkilenmediği açık değildir. Maternal diyete bağlı obezitenin genel popülasyonda öğrenme ve davranışı benzer şekilde etkilediği gösterilmiştir 18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28, NF1'deki farklı maternal diyet maruziyetlerinin bu klinik heterojenliğin bir kaynağı olabileceğini düşündürmektedir. Özellikle, obez annelerin çocukları hiperaktivite geliştirme riski 18,19,20,23,25,26, otizm 19,24,27, yürütücü işlev eksiklikleri21,23 ve daha düşük tam ölçekli IQ puanlarına sahiptir 22,28. Bununla birlikte, NF1'li hastalar, obezite ve diyabet insidansının azalması da dahil olmak üzere genel popülasyona kıyasla metabolik fenotipleri değiştirmiştir 29,30,31 ve bu da diyet uyaranlarına benzer şekilde yanıt verip vermeyeceklerini belirsiz hale getirmektedir.
Bu soruları ele almak için, Nf1 ile fetal yavrularda makro besin profilinde obezojenik diyetin neden olduğu değişikliklerin nörogelişimsel değişikliklere katkıda bulunup bulunmadığını belirlemek istedik. Daha önce fetal beyinden nörogelişimsel uygulamalara uygun yüksek kaliteli tam ve bölgesel olarak mikro diseke doku topladık32. Bununla birlikte, küçük vücut boyutu ve düşük kan hacmi nedeniyle fetal kan alımı zordur33. Dekapitasyondan sonra yerçekimi destekli drenaj yoluyla kan toplanması, numunelerimizde düşük toplama hacimlerine ve önemli hemolize yol açtı, bu da aşağı akış uygulama yorumlamasını etkileyebilir. Daha önce bildirildiği gibi fetal kalp veya torasik damarlardan aspirasyon yoluyla toplama33 teknik olarak zordu ve ayrıca sık hemoliz ile sonuçlanıyordu. Bu nedenle, önemli kesme gerilimi olmadan daha yüksek hacimli toplamaya izin vermek için özel kılcal tüpler kullanan fetal serum toplama yöntemi geliştirdik.
Burada, uteroda kontrol diyetine karşı yüksek yağlı, yüksek şekerli bir diyete maruz kalan Nf1-heterozigot yavrulardan embriyonik beyinleri ve fetal serumu aynı anda toplamak için bu yöntemi sunuyoruz (Şekil 1 ve Ek Tablo S1). Beyinler, immünofloresan ile daha sonraki analizler için kriyo-gömülü veya bölgesel olarak mikro disseke edildi ve moleküler biyoloji uygulamalarında daha sonra kullanılmak üzere flaş donduruldu. Makro besin profili oluşturma gibi aşağı akış uygulamaları için uygun yüksek kaliteli serum elde edildi. Bu yöntemi kullanarak, maternal yüksek yağlı, yüksek sükroz diyet maruziyetinin hem WT hem de Nf1-heterozigot yavrularda serum kolesterol seviyelerinin yükselmesine yol açtığını belirledik.
Bu çalışmadaki tüm hayvan prosedürleri NIH yönergelerini takip etti ve St. Louis'deki Washington Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylandı. Hayvanlar standart 12 saat ışıkla barındırıldı: karanlık bisiklet ve yiyecek ve suya ücretsiz erişim.
1. Anne diyeti
2. Barajdan fetüsün çıkarılması
3. Fetal serum toplanması
4. Fetal beyin toplanması
Bu teknikle elde edilen beyin dokusunun kalitesini göstermek için, daha önce bildirilen bir teknik32'ye göre GFAP için immün boyalı Nestin-CFPnuc farelerinden35 alınan örnek fetal beyinleri gösteriyoruz. Nestin+ hücreleri, yüzeyden uzanan GFAP+ filamentleri ile lateral ventrikülü kaplarken görülür (Şekil 2A). WT veya Nf1-heterozigot suşlarda Ob'ye maruz kalan fa...
Farelerden kan almak için geleneksel yöntemler arasında retrobulbar, kuyruk damarı, safen damarı, yüz damarı ve juguler ven kanamasıbulunur 40,41,42. Ne yazık ki, bu yöntemler hayvanın büyüklüğü ve küçük, hassas damar sistemi nedeniyle embriyonik kan toplama için ideal değildir. Dekapitasyondan sonra yerçekimi destekli drenaj yoluyla kan toplanması, numunelerimizde hem dü...
Yazarların herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
N Brossier, Nörofibromatozis Terapötik Hızlandırma Programı (NTAP, Hibe # 210112) tarafından finanse edilen Nörofibromatozis Klinik ve Translasyonel Araştırmalarında Francis S. Collins Scholars Programı tarafından desteklenmektedir. Bu yayın, kısmen Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi'ndeki NTAP'tan sağlanan fonlarla desteklenmiştir. İçeriği yalnızca yazarların sorumluluğundadır ve Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi'nin resmi görüşlerini temsil etmek zorunda değildir. St. Louis Çocuk Hastanesi (FDN-2022-1082'den NMB'ye) ve St. Louis Diyabet Araştırma Merkezi'ndeki Washington Üniversitesi (NIH P30 DK020579) tarafından ek destek. Mikroskopi, Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi, Washington Üniversitesi Çocuk Keşif Enstitüsü ve St. Louis Çocuk Hastanesi (CDI-CORE-2015-505 ve CDI-CORE-2019-813) ve Barnes-Yahudi Hastanesi Vakfı (3770 ve 4642) tarafından desteklenen Washington Üniversitesi Hücresel Görüntüleme Merkezi (WUCCI) kullanılarak gerçekleştirildi. Nestin-CFPnuc35 fareleri Grigori Enikolopov (Rönesans Tıp Okulu, Stony Brook Üniversitesi, NY) tarafından cömertçe sağlandı ve R681X veya C383X germ hattı mutasyonu 32,38,39 için heterozigot Nf1 fareleri David Gutmann (Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi, St. Louis, MO) tarafından cömertçe sağlandı. Şekil 1, BioRender.com ile oluşturulmuştur.
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. |
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