Name: whole-mount confocal microscopy for adult ear skin: a model system to study neuro-vascular branching morphogenesis and immune cell distribution
Uploaded: 2018-03-29T15:00:00
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室管理ありがとう k. ギル、テクニカル サポート、j. ホーキンスとスタッフの国立機関の健康 (NIH) マウス ・ r ・ リードとの援助のための 50 の動物実験施設と行政支援のため f. Baldrey を構築します。その耳は解剖のプロトコルを皮膚、編集のヘルプ、および幹細胞研究室のメンバーのため N. やけどや技術的なヘルプと思慮深い議論の神経血管生物学を共有するための s. 茂木と m. Udey にも感謝。拓山崎は、科学振興 (JSPS) NIH 海徳の日本社会によって支えられました。この作品は、国立心臓、肺、血液研究所 (y. m. に HL005702-11) の学内研究プログラムによって支えられました。

このセクションのすべての実験は、国立心臓、肺および血の協会 (NHLBI) 動物のケアおよび使用委員会の承認の下で行った。
1. アダルト マウス耳皮膚コレクション
<ol><li>密閉室内の二酸化炭素 (CO2) 暴露による成体を安楽死させるし、頚部転位による安楽死を確認します。 注: 実験安楽死法の国立衛生研究所 (NIH) のガイドラインに従った。</li>
	<li>ベースから?...

<ol>
	<li>Mukouyama, Y. S., Shin, D., Britsch, S., Taniguchi, M., Anderson, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+nerves+determine+the+pattern+of+arterial+differentiation+and+blood+vessel+branching+in+the+skin.">Sensory nerves determine the pattern of arterial differentiation and blood vessel branching in the skin.</a> Cell. 109, 693-705 (2002).</li><li>Mukouyama, Y. S., James, J., Nam, J., Uchida, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-mount+confocal+microscopy+for+vascular+branching+morphogenesis.">Whole-mount confocal microscopy for vascular branching morphogenesis.</a> Methods Mol Biol. 843, 69-78 (2012).</li><li>Li, W., Mukouyama, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-mount+immunohistochemical+analysis+for+embryonic+limb+skin+vasculature:+a+model+system+to+study+vascular+branching+morphogenesis+in+embryo.">Whole-mount immunohistochemical analysis for embryonic limb skin vasculature: a model system to study vascular branching morphogenesis in embryo.</a> J Vis Exp. , (2011).</li><li>Yamazaki, 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=Tissue+Myeloid+Progenitors+Differentiate+into+Pericytes+through+TGF-beta+Signaling+in+Developing+Skin+Vasculature.">Tissue Myeloid Progenitors Differentiate into Pericytes through TGF-beta Signaling in Developing Skin Vasculature.</a> Cell Rep. 18, 2991-3004 (2017).</li><li>Mukouyama, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vessel-dependent+recruitment+of+sympathetic+axons:+looking+for+innervation+in+all+the+right+places.">Vessel-dependent recruitment of sympathetic axons: looking for innervation in all the right places.</a> J Clin Invest. 124, 2855-2857 (2014).</li><li>Li, W., 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=Peripheral+nerve-derived+CXCL12+and+VEGF-A+regulate+the+patterning+of+arterial+vessel+branching+in+developing+limb+skin.">Peripheral nerve-derived CXCL12 and VEGF-A regulate the patterning of arterial vessel branching in developing limb skin.</a> Dev Cell. 24, 359-371 (2013).</li><li>Chang, H., Wang, Y., Wu, H., Nathans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flat+mount+imaging+of+mouse+skin+and+its+application+to+the+analysis+of+hair+follicle+patterning+and+sensory+axon+morphology.">Flat mount imaging of mouse skin and its application to the analysis of hair follicle patterning and sensory axon morphology.</a> J Vis Exp. , e51749 (2014).</li><li>Salz, L., Driskell, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Horizontal+Whole+Mount:+A+Novel+Processing+and+Imaging+Protocol+for+Thick,+Three-dimensional+Tissue+Cross-sections+of+Skin.">Horizontal Whole Mount: A Novel Processing and Imaging Protocol for Thick, Three-dimensional Tissue Cross-sections of Skin.</a> J Vis Exp. , (2017).</li><li>Liakath-Ali, K., 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=Novel+skin+phenotypes+revealed+by+a+genome-wide+mouse+reverse+genetic+screen.">Novel skin phenotypes revealed by a genome-wide mouse reverse genetic screen.</a> Nat Commun. 5, 3540 (2014).</li><li>Gunawan, M., 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=The+methyltransferase+Ezh2+controls+cell+adhesion+and+migration+through+direct+methylation+of+the+extranuclear+regulatory+protein+talin.">The methyltransferase Ezh2 controls cell adhesion and migration through direct methylation of the extranuclear regulatory protein talin.</a> Nat Immunol. 16, 505-516 (2015).</li><li>Avci, P., 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=Animal+models+of+skin+disease+for+drug+discovery.">Animal models of skin disease for drug discovery.</a> Expert Opin Drug Dis. 8, 331-355 (2013).</li><li>Jin, H., He, R., Oyoshi, M., Geha, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+atopic+dermatitis.">Animal models of atopic dermatitis.</a> J Invest Dermatol. 129, 31-40 (2009).</li><li>Wagner, E. F., Schonthaler, H. B., Guinea-Viniegra, J., Tschachler, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psoriasis:+what+we+have+learned+from+mouse+models.">Psoriasis: what we have learned from mouse models.</a> Nat Rev Rheumatol. 6, 704-714 (2010).</li><li>Nunan, R., Harding, K. G., Martin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+challenges+of+chronic+wounds:+searching+for+an+optimal+animal+model+to+recapitulate+their+complexity.">Clinical challenges of chronic wounds: searching for an optimal animal model to recapitulate their complexity.</a> Dis Model Mech. 7, 1205-1213 (2014).</li><li>O'Brien, P. D., Sakowski, S. A., Feldman, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+of+diabetic+neuropathy.">Mouse models of diabetic neuropathy.</a> ILAR J. 54, 259-272 (2014).</li><li>Yamazaki, 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=Whole-Mount+Adult+Ear+Skin+Imaging+Reveals+Defective+Neuro-Vascular++Branching+Morphogenesis+in+Obese+and+Type+2+Diabetic+Mouse+Models.">Whole-Mount Adult Ear Skin Imaging Reveals Defective Neuro-Vascular Branching Morphogenesis in Obese and Type 2 Diabetic Mouse Models.</a> Sci Rep. 8, (2018).</li></ol>

このプロトコルでは、大人の耳の皮膚神経血管構造と免疫細胞分布の分析のための全体マウント immunonohistochemical イメージングについて説明します。このメソッドは分岐の形態形成と末梢神経や血管のパターンだけでなく、免疫細胞と髪を含む皮膚成分の三次元分布を研究する研究者のための多くの実験的利点と考えています卵胞。さらに定量分析のためのイメージング ソフトウェアを使用?...

皮膚は 3 つの層で構成されています: 表皮、真皮および皮下。それは、研究開発と同様に再生、腫瘍、および大人の炎症の形態形成、分化、幹細胞維持にモデル システムとして使用されています。皮膚はさまざまな血管や末梢神経系と血管系の開発がとれたように支配されています。
以前そのままの末梢神経や血管、細胞成分1,2,3,を含む研究に複数付け全体マウント胚皮膚イメージングを実現しました。4: 感覚軸索、交感神経の軸索、シュワン神経細胞、内皮細胞、周、血管での血管平滑筋細胞 (VSMCs)。血管新生、中にプライマリ毛細血管網は集中血管リモデリングを受け、階層型血管分岐ネットワークに発展します。発展途上の真皮・皮下、動脈末梢感覚神経と静脈と一緒に分岐し、動脈に隣接して形成します。階層型の血管のネットワークは、VSMCs で覆われて徹底的に、交感神経に沿って延びるし、大径血管1,5,6を支配します。密接に関連開発神経系と血管系の意義、にもかかわらず主要な質問は大人でさまざまな病的状況で神経・血管のネットワークはどう対処してきました。三次元高分解能イメージングは、解剖学的に認識可能な形態とパターニングの病因を理解する必要です。
アダルト マウス皮膚の神経と血管の形態形成をよくティッシュ セクションの汚損によって解析しました。他の研究は、末梢神経、毛包、皮脂腺、arrector pili 筋肉7,8,9に加えて、血管を可視化するのに皮膚の全体マウント画像を使用しています。ただし、成人の皮膚の厚さは、その全体の深さで皮膚を分析することは困難が。
本研究では、大人の耳皮膚これらの課題を克服するための新高解像度全取り付けるイメージングを開発しました。耳の皮膚はその全体の深さを郭清と皮膚の後続の全体マウント イメージングの容易にアクセス可能です。したがって、包括的な定量化測定で、皮膚の末梢神経系と血管系の三次元のアーキテクチャを比較に適用することができます簡単で再現性の高い方法です。大人の肌に大径血管と末梢の感覚と交感神経神経の配置が保持されることを行った。このプロトコルの目標分岐の形態形成と末梢神経、血管、炎症など様々 な条件下で成体マウス モデルにおける細胞レベルでの免疫細胞の分布のパターンを視覚化することですし、再生。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>10 x Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>KD Medical</td>
			<td>RGE-3210</td>
			<td>PBS, without Ca2+/Mg2+</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hank&#8217;s Balanced Salt Solution</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14025-092</td>
			<td>HBSS, with Ca2+/Mg2+</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16% Paraformaldehyde</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>15710</td>
			<td>PFA, fixative, diluted in PBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>X100</td>
			<td>Detergent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal goat serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>16210064</td>
			<td>Component of blocking/washing buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal donkey serum</td>
			<td>Jackson Immuno research</td>
			<td>017-000-121</td>
			<td>Component of blocking/washing buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved fine tweezers</td>
			<td>Dumont</td>
			<td>RS-5047</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved tweezers</td>
			<td>Integra Miltex Vantage</td>
			<td>V918-782, V918-784</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter Unit 0.45 mm</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>157-0045</td>
			<td>For filtration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mL syringe</td>
			<td>Coviden</td>
			<td>8881501400</td>
			<td>For filtration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe filter Unit 0.22 mm</td>
			<td>Millex-GV</td>
			<td>SLGVR04NL</td>
			<td>For filtration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProLong Gold</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>P36934</td>
			<td>Anti-fade mounting medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nail Polish</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>72180</td>
			<td>For sealing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>MZ95</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>TCS SP5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoshop CC 2017</td>
			<td>Adobe</td>
			<td></td>
			<td>Graphics editor software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Illustrator CC 2017</td>
			<td>Adobe</td>
			<td></td>
			<td>Graphics editor software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image J</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>Image processing software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-PECAM-1 (CD31) antibody</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MAB1398Z</td>
			<td>Hamster IgG, vascular endothelial cell marker, 1:300</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-PECAM-1 (CD31) antibody</td>
			<td>BD Pharmingen</td>
			<td>553369</td>
			<td>Rat IgG2a kappa, vascular endothelial cell marker, 1:300</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-aSMA antibody conjugated with cy-3</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C6198</td>
			<td>Mouse IgG2a, vascular smooth muscle cell marker, 1:500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-EphB1 antibody</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>sc-9319</td>
			<td>Goat polyclonal, venous endothelial cell marker, 1:100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-neuron-specific Class III b-tubulin (Tuj1)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>AB18207</td>
			<td>Tuj1, Rabbit polyclonal IgG, pan-axonal marker, 1:500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Tuj1 antibody</td>
			<td>Covance</td>
			<td>MMS-435P</td>
			<td>Mouse IgG2a, pan-axonal marker, 1:500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-MBP antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>AB40390</td>
			<td>Rabbit polyclonal IgG, myelination marker, 1:200</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Tyrosine Hydroxylase antibody</td>
			<td>Chemicon</td>
			<td>AB152</td>
			<td>Rabbit polyclonal, sympathetic neuron marker, 1:500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Peripherin antibody</td>
			<td>Chemicon</td>
			<td>AB1530</td>
			<td>Rabbit polyclonal, peripheral neuron marker, 1:1000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-CD11b antibody</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>MCA74G</td>
			<td>Rat IgG2b, inflammatory cell marker (macrophages), 1:50</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-CD45 antibody</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>14-0451-85</td>
			<td>Rat IgG2b kappa, pan-hematopoietic cell marker, 1:500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-CD3 antibody</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>MCA1477T</td>
			<td>Rat IgG1, immune cell marker, 1:100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-CD45R (B220) antibody</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>14-0452</td>
			<td>Rat IgG2a kappa, inflammatory cell marker, 1:200</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-GFP antibody</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A11122</td>
			<td>Rabbit polyclonal, 1:300</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-GFP antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>Ab13970</td>
			<td>Chicken polyclonal, 1:500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-b-gal antibody</td>
			<td>Cappel</td>
			<td>55976</td>
			<td>Rabbit polyclonal, 1:5000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-RFP antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>Ab62341</td>
			<td>Rabbit polyclonal, 1:300</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-rabbit IgG (H+L) Alexa 488</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A11034</td>
			<td>Rabbit polyclonal secondary antibody, 1:250</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-hamster IgG (H+L) Alexa 647</td>
			<td>Jackson Immuno research</td>
			<td>127-605-160</td>
			<td>Hamster polyclonal secondary antibody, 1:250</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-rat IgG (H+L) Alexa 594</td>
			<td>Jackson Immuno research</td>
			<td>112-585-167</td>
			<td>Rat polyclonal secondary antibody, 1:250</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-mouse IgG2a Alexa 633</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A21136</td>
			<td>Mouse IgG2a secondary antibody, 1:250</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

whole-mount confocal microscopy for adult ear skin: a model system to study neuro-vascular branching morphogenesis and immune cell distribution

ここでは、包括的な三次元神経血管の分岐形態形成、パターニング、細胞レベルでの免疫細胞の分布を研究するイメージング全体マウント大人の耳皮のプロトコルを提案します。成体組織の末梢神経や血管の解剖学的構造の解析は、神経血管機能の配線と創傷治癒など病態における神経血管変性の理解にいくつかの洞察を提供します。非常に有益なモデル システムとして解離しやすく、大人の耳の皮膚に私たちの研究をしました。私たちのシンプルで再現性のあるプロトコルが全身の皮膚、末梢神経 (感覚軸索、交感神経の軸索とシュワン細胞) など血管 (血管内皮細胞と血管平滑筋細胞の細胞内成分の正確な描写を提供します)、および炎症性細胞。このプロトコルは異なる病態下大人の耳の皮膚の炎症だけでなく、末梢神経や血管の形態異常を調査する道を開くだろうと考えています。

成体マウス後部耳介皮膚 (図 1 a)、前耳介皮膚 (図 1 b) が αSMA (赤), Tuj1 (緑)、抗体 immunostained と PECAM-1 (青)。後部の皮膚だった CD11b (赤) と MBP (緑)、Tuj1 (青) と (図 2 a) に対する抗体を用いた神経免疫分布を研究する immunostained です。CD11b の分布+単一セルの解像度 (図 2 b) で...

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Whole-mount Confocal Microscopy for Adult Ear Skin: A Model System to Study Neuro-vascular Branching Morphogenesis and Immune Cell Distribution

ここでは、分岐の形態形成および末梢神経、血管、免疫細胞分布のパターンを視覚化することを可能にする全体の大人マウス耳介皮膚に高解像度全体マウント画像処理手法について述べる。

大人の耳の皮膚の共焦点顕微鏡を全取り付ける: 神経血管分岐の形態形成と免疫細胞の分布を検討するモデル システム

Here, we present a protocol of a whole-mount adult ear skin imaging technique to study comprehensive three-dimensional neuro-vascular branching ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Live Imaging of Innate Immune and Preneoplastic Cell Interactions Using an Inducible Gal4/UAS Expression System in Larval Zebrafish Skin

幼虫ゼブラフィッシュスキンにおける誘導GAL4 / UASの発現系を用いて自然免疫と前癌細胞の相互作用のライブイメージング

Here we describe a method to conditionally induce epithelial cell transformation by the use of the 4-Hydroxytamoxifen (4-OHT) inducible KalTA4-ERT2/UAS ...

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大人の皮膚線維芽細胞からのインスリン分泌細胞を得るために安全かつ簡便な方法として、エピジェネティック変換

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Horizontal Whole Mount: A Novel Processing and Imaging Protocol for Thick, Three-dimensional Tissue Cross-sections of Skin

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移植組織の細菌付着を勉強する平行平板灌流システムのIn Vitroモデル

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ゼブラフィッシュ胚全体の延長タイムラプス共焦点顕微鏡法の層状取り付け法

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iPSC-ICにおけるゼブラフィッシュ胚の全山ハイブリダイゼーションとチューブ形成アッセイは血管開発におけるエンドリンの役割を研究する

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大人の耳の皮膚の共焦点顕微鏡を全取り付ける: 神経血管分岐の形態形成と免疫細胞の分布を検討するモデル システム

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