Name: post-embedding immunogold labeling of synaptic proteins in hippocampal slice cultures
Uploaded: 2013-04-03T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Post-embedding Immunogold Labeling of Synaptic Proteins in Hippocampal Slice Cultures at JoVE.com

Gli autori desiderano ringraziare Matteo Firenze per la preparazione delle culture fetta dell&#39;ippocampo. Questo lavoro è stato sostenuto dalle concessioni dal National Institute on Aging e Associazione Alzheimer di NZG.

1. Fissazione Fissativi sono cancerogene, indossare guanti e gestire i fissativi in ​​una cappa aspirante. Se non diversamente specificato, tutte le incubazioni sono effettuate su tutte le soluzioni ghiaccio e deve essere filtrata prima dell&#39;uso. Utilizzare microscopia elettronica di grado reagenti. Giorno 1 <ol><li class="jove_content"> Dopo condizioni sperimentali (ad esempio iniezione virale, trattamento farmacologico), posizionare la membrana ...

<ol>
	<li>Faulk, W. P., Taylor, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+immunocolloid+method+for+the+electron+microscope.">An immunocolloid method for the electron microscope.</a> Immunochemistry. 8, 1081-1083 (1971).</li><li>Stirling, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immuno-+and+affinity+probes+for+electron+microscopy:+a+review+of+labeling+and+preparation+techniques.">Immuno- and affinity probes for electron microscopy: a review of labeling and preparation techniques.</a> J. Histochem. Cytochem. 38, 145-157 (1990).</li><li>Phend, K. D., Weinberg, R. J., Rustioni, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+to+optimize+post-embedding+single+and+double+staining+for+amino+acid+neurotransmitters.">Techniques to optimize post-embedding single and double staining for amino acid neurotransmitters.</a> Journal of Histochemistry &amp; Cytochemistry. 40, 1011-1020 (1992).</li><li>Berryman, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+tannic+acid+on+antigenicity+and+membrane+contrast+in+ultrastructural+immunocytochemistry.">Effects of tannic acid on antigenicity and membrane contrast in ultrastructural immunocytochemistry.</a> J. Histochem. Cytochem. 40, 845-857 (1992).</li><li>Akagi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+methods+for+ultracryotomy+of+CNS+tissue+for+ultrastructural+and+immunogold+analyses.">Improved methods for ultracryotomy of CNS tissue for ultrastructural and immunogold analyses.</a> J. Neurosci. Methods. 153, 276-282 (2006).</li><li>Stirling, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrastructual+localization+of+lysozyme+in+human+colon+eosinophils+using+the+protein+A-gold+technique:+effects+of+processing+on+probe+distribution.">Ultrastructual localization of lysozyme in human colon eosinophils using the protein A-gold technique: effects of processing on probe distribution.</a> J. Histochem. Cytochem. 37, 709-714 (1989).</li><li>Phend, K. D., Rustioni, A., Weinberg, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+osmium-free+method+of+epon+embedment+that+preserves+both+ultrastructure+and+antigenicity+for+post-embedding+immunocytochemistry.">An osmium-free method of epon embedment that preserves both ultrastructure and antigenicity for post-embedding immunocytochemistry.</a> Journal of Histochemistry &amp; Cytochemistry. 43, 283-292 (1995).</li><li>Zhong, L., Cherry, T., Bies, C. E., Florence, M. A., Gerges, N. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurogranin+enhances+synaptic+strength+through+its+interaction+with+calmodulin.">Neurogranin enhances synaptic strength through its interaction with calmodulin.</a> Embo J. 28, 3027-3039 (2009).</li><li>Zhong, L., Kaleka, K. S., Gerges, N. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurogranin+phosphorylation+fine-tunes+long-term+potentiation.">Neurogranin phosphorylation fine-tunes long-term potentiation.</a> Eur. J. Neurosci. 33, 244-250 (2011).</li><li>Zhong, L., Gerges, N. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurogranin+targets+calmodulin+and+lowers+the+threshold+for+the+induction+of+long-term+potentiation.">Neurogranin targets calmodulin and lowers the threshold for the induction of long-term potentiation.</a> PloS one. 7, e41275 (2012).</li><li>Horisberger, M., Vauthey, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Labelling+of+colloidal+gold+with+protein.+A+quantitative+study+using+beta-lactoglobulin.">Labelling of colloidal gold with protein. A quantitative study using beta-lactoglobulin.</a> Histochemistry. 80, 13-18 (1984).</li><li>Bendayan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+the+potential+and+versatility+of+colloidal+gold+cytochemical+labeling+for+molecular+morphology.">A review of the potential and versatility of colloidal gold cytochemical labeling for molecular morphology.</a> Biotech. Histochem. 75, 203-242 (2000).</li><li>Racz, B., Weinberg, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+organization+of+coflin+in+dendritic+spines.">Spatial organization of coflin in dendritic spines.</a> J. Neuroscience. 138 (2), 447-456 (2006).</li><li>Posthuma, G., Slot, J. W., Geuze, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Usefulness+of+the+immunogold+technique+in+quantitation+of+a+soluble+protein+in+ultra-thin+sections.">Usefulness of the immunogold technique in quantitation of a soluble protein in ultra-thin sections.</a> J. Histochem. Cytochem. 35, 405-410 (1987).</li><li>Howell, K. E., Reuter-Carlson, U., Devaney, E., Luzio, J. P., Fuller, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One+antigen,+one+gold?+A+quantitative+analysis+of+immunogold+labeling+of+plasma+membrane+5'-nucleotidase+in+frozen+thin+sections.">One antigen, one gold? A quantitative analysis of immunogold labeling of plasma membrane 5'-nucleotidase in frozen thin sections.</a> Eur. J. 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R., Lonnie, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+2.">Ch. 2.</a> Electron Microscopy. 30, (1992).</li><li>Cho, K. O., Hunt, C. A., Kennedy, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rat+brain+postsynaptic+density+fraction+contains+a+homolog+of+the+Drosophila+discs-large+tumor+suppressor+protein.">The rat brain postsynaptic density fraction contains a homolog of the Drosophila discs-large tumor suppressor protein.</a> Neuron. 9, 929-942 (1992).</li><li>Hunt, C. A., Schenker, L. J., Kennedy, M. 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E., Schrama, L. H., Gispen, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presynaptic+phosphoprotein+B-50/GAP-43+in+neuronal+and+synaptic+plasticity.">Presynaptic phosphoprotein B-50/GAP-43 in neuronal and synaptic plasticity.</a> Acta Biochim. Pol. 43, 327-338 (1996).</li><li>Maunsbach, A. A., Bjorn, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+16.">Ch. 16.</a> Biomedical Electron Microscopy Illustrated Methods and Interpretations. , 383-426 (1999).</li></ol>

In questo protocollo, abbiamo adottato il metodo Phend e Weinberg per il cervello e del midollo spinale per studiare spine dendritiche nelle culture fetta dell&#39;ippocampo di ratto. Spine dendritiche in ippocampo CA3-CA1 zona sono strutture delicate che contengono una grande varietà di proteine ​​che svolgono un ruolo importante nel regolare le funzioni neuronali. Il metodo proposto fornisce un approccio equilibrato per raggiungere antigenicità maggiore pur mantenendo una buona conservazione ultrastrutturale <st...

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>NAME OF REAGENT</td>
 <td>COMPANY</td>
 <td>CATALOG NUMBER</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>60 x 15 mm polystyrene Petri dish</td>
 <td>Falcon</td>
 <td>351007</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Disposable scalpel</td>
 <td>EXELINT</td>
 <td>29552</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Cell culture inserts</td>
 <td>Millipore</td>
 <td>PICM03050</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>10 nm Goat-anti-rabbit gold</td>
 <td>Electron Microscopy Sciences</td>
 <td>25108</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Anti-Neurogranin antibody</td>
 <td>Millipore</td>
 <td>AB5620</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>100% Picric acid</td>
 <td>Electron Microscopy Sciences</td>
 <td>19550</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>96% Paraformaldehyde</td>
 <td>Acros Organics</td>
 <td>AC41678-0030</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>25% Glutaraldehyde (EM grade)</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>G5882</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Uranyl acetate</td>
 <td>Electron Microscopy Sciences</td>
 <td>22400</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>p-Phenylenediamine</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>P6001</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Platinum (IV) chloride</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>379840</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tannic acid</td>
 <td>Electron Microscopy Sciences</td>
 <td>21710</td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

post-embedding immunogold labeling of synaptic proteins in hippocampal slice cultures

Microscopia Immunoelectron è un potente strumento per studiare molecole biologiche a livello subcellulare. Anticorpi accoppiati elettroni dense marcatori come oro colloidale può rivelare la localizzazione e la distribuzione di antigeni specifici in vari tessuti 1. Le due tecniche più utilizzate sono pre-embedding e post-embedding tecniche. In pre-embedding immuno-microscopia elettronica (EM) tecniche, il tessuto deve essere permeabilizzate per consentire la penetrazione di anticorpi prima di essere incorporato. Queste tecniche sono l&#39;ideale per conservare le strutture, ma scarsa penetrazione dell&#39;anticorpo (spesso solo i primi micrometri) è uno svantaggio notevole 2. I post-embedding metodi di etichettatura possibile evitare questo problema perché l&#39;etichettatura avviene su sezioni di tessuti fissati in cui gli antigeni sono più facilmente accessibili. Nel corso degli anni, una serie di modifiche hanno migliorato le post-embedding metodi per migliorare e preservare immunoreattività ultrastruttura <sup&gt; 3-5. Fissazione dei tessuti è una parte cruciale di studi EM. Fissativi chimicamente reticolare le macromolecole per bloccare le strutture di tessuto in posizione. La scelta di fissativo influenza non solo la conservazione strutturale ma anche antigenicità e contrasto. Tetrossido di osmio (OsO 4), formaldeide e glutaraldeide sono stati i fissativi standard per decenni, anche per il sistema nervoso centrale (SNC), tessuti che sono particolarmente inclini a danni strutturali durante la lavorazione chimica e fisica. Purtroppo, OsO 4 è altamente reattivo e ha dimostrato di mascherare antigeni 6, con conseguente etichettatura povero e insufficiente. Approcci alternativi per evitare la fissazione chimica comprendono il congelamento dei tessuti. Ma queste tecniche sono difficili da eseguire e richiedono strumentazione costosa. Per risolvere alcuni di questi problemi e di migliorare tessuto del SNC etichettatura, Phend et al. sostituito OsO 4 con acetato di uranile (UA) e tannico acid (TA), e introdotto con successo ulteriori modifiche per migliorare la sensibilità della rilevazione dell&#39;antigene e conservazione strutturale nel cervello e del midollo spinale 7. Abbiamo adottato questo osmio senza post-embedding metodo al tessuto del cervello di ratto e ottimizzato la tecnica immunogold etichettatura per rilevare e studiare le proteine ​​sinaptiche. Vi presentiamo qui un metodo per determinare la localizzazione ultrastrutturale delle proteine ​​sinaptiche nel ratto CA1 dell&#39;ippocampo neuroni piramidali. Usiamo organotipiche fettine di ippocampo in coltura. Queste fette mantenere la circuiteria trisynaptic dell&#39;ippocampo, e quindi sono particolarmente utili per studiare la plasticità sinaptica, un meccanismo ampiamente pensato alla base dell&#39;apprendimento e della memoria. Organotipiche fettine ippocampali di postnatali giorni 5 e 6 di topo / ratto cuccioli possono essere preparati come descritto in precedenza 8, e sono particolarmente utili per acutamente knockdown o esprimono molti proteine ​​esogene. Abbiamo già usato questo protocollo per characterize neurogranin (Ng), un neurone-specifica proteina con un ruolo critico nella regolazione della funzione sinaptica 8,9. Abbiamo anche usato per caratterizzare la localizzazione ultrastrutturale di calmodulina (CaM) e Ca 2 + / CaM-dipendente proteina chinasi II (CaMKII) 10. Come illustrato nei risultati, questo protocollo permette una buona conservazione ultrastrutturale delle spine dendritiche e l&#39;etichettatura efficiente del Ng per caratterizzare la sua distribuzione nella colonna vertebrale 8. Inoltre, la procedura qui descritta può avere un&#39;ampia applicabilità in studio molte altre proteine ​​coinvolte in funzioni neuronali.

La Figura 2B mostra un esempio di distribuzione di molecole endogene Ng in spine dendritiche dei neuroni dell&#39;ippocampo CA1 piramidale. Griglie nichel con ultrasottili (60 nm) tessuti contenenti regione CA1 dell&#39;ippocampo (come visto in Figura 2A) sono stati coperti in 1% T / PB, 50 mM glicina, poi bloccate con BSA 2,5% e 2,5% di siero prima dell&#39;incubazione con anticorpi anti Ng-anticorpo. Dopo lavaggio con T / PB, griglie sono state poi coperto in anti-coniglio anticorpo s...

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Post-embedding Immunogold Labeling of Synaptic Proteins in Hippocampal Slice Cultures

La localizzazione e la distribuzione delle proteine ​​forniscono informazioni importanti per la comprensione delle loro funzioni cellulari. La superiore risoluzione spaziale di microscopia elettronica (EM) può essere utilizzato per determinare la localizzazione subcellulare di un dato antigene immunoistochimica seguito. Per tessuti del sistema nervoso centrale (CNS), preservando l&#39;integrità strutturale mentre antigenicità mantenendo è stato particolarmente difficile in studi EM. Qui, si adotta una procedura che è stata usata per conservare le strutture e gli antigeni del sistema nervoso centrale per studiare e caratterizzare le proteine ​​sinaptiche nel ratto CA1 dell&#39;ippocampo neuroni piramidali.

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