Name: the detection of 5-hydroxymethylcytosine in neural stem cells and brains of mice
Uploaded: 2019-09-19T14:00:00
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XL wurde teilweise vom National Key R&D Program of China (2017YFE0196600) und der National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 31771395, 31571518) unterstützt. Q.S. wurde vom National Key Research and Development Program of China (2017YFC1001703) und dem Key Research and Development Program der Provinz Zhejiang (2017C03009) unterstützt. W.X. wurde von der Natural Science Foundation der Provinz Zhejiang (LY18H020002) und der Abteilung für Wissenschaftstechnologie der Provinz Zhejiang (2017C37057) unterstützt.

Alle Tierverfahren wurden von der Tierethikkommission der Universität Zhejiang genehmigt.
1. Die Kultur der adulten neuronalen Stammzellen und Neuronen
<ol><li>Isolieren Sie adulte neuronale Stammzellen aus dem Vorderhirn einer Erwachsenen (8-10 Wochen alt) C57/BL6 männliche Maus wie zuvor beschrieben31,32.</li>
	<li>Kultur adulte neuronale Stammzellen in DMEM/F-12 Medium mit 20 ng/mL FGF-2, 20 ng/mL EGF, 2% B27-Ergänzung, 1% Anti...

<ol>
	<li>Tan, L., Shi, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tet+family+proteins+and+5-hydroxymethylcytosine+in+development+and+disease.">Tet family proteins and 5-hydroxymethylcytosine in development and disease.</a> Development. 139 (11), 1895-1902 (2012).</li><li>Yao, B., 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=Epigenetic+mechanisms+in+neurogenesis.">Epigenetic mechanisms in neurogenesis.</a> Nature Reviews Neuroscience. 17 (9), 537-549 (2016).</li><li>Day, J. J., Sweatt, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+methylation+and+memory+formation.">DNA methylation and memory formation.</a> Nature Neuroscience. 13 (11), 1319-1323 (2010).</li><li>Wu, X. J., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TET-mediated+active+DNA+demethylation:+mechanism,+function+and+beyond.">TET-mediated active DNA demethylation: mechanism, function and beyond.</a> Nature Reviews Genetics. 18 (9), 517-534 (2017).</li><li>Sun, W. J., Guan, M. X., Li, X. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=5-Hydroxymethylcytosine-Mediated+DNA+Demethylation+in+Stem+Cells+and+Development.">5-Hydroxymethylcytosine-Mediated DNA Demethylation in Stem Cells and Development.</a> Stem Cells and Development. 23 (9), 923-930 (2014).</li><li>Li, S., Mason, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pivotal+regulatory+landscape+of+RNA+modifications.">The pivotal regulatory landscape of RNA modifications.</a> Annual Review of Genomics and Human Genetics. 15, 127-150 (2014).</li><li>Hwang, J. Y., Aromolaran, K. A., Zukin, 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=The+emerging+field+of+epigenetics+in+neurodegeneration+and+neuroprotection.">The emerging field of epigenetics in neurodegeneration and neuroprotection.</a> Nature Reviews Neuroscience. 18 (6), 347-361 (2017).</li><li>Kriaucionis, S., Heintz, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+nuclear+DNA+base+5-hydroxymethylcytosine+is+present+in+Purkinje+neurons+and+the+brain.">The nuclear DNA base 5-hydroxymethylcytosine is present in Purkinje neurons and the brain.</a> Science. 324 (5929), 929-930 (2009).</li><li>Tahiliani, 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=Conversion+of+5-Methylcytosine+to+5-Hydroxymethylcytosine+in+Mammalian+DNA+by+MLL+Partner+TET1.">Conversion of 5-Methylcytosine to 5-Hydroxymethylcytosine in Mammalian DNA by MLL Partner TET1.</a> Science. 324 (5929), 930-935 (2009).</li><li>Guo, J. U., 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=Neuronal+activity+modifies+the+DNA+methylation+landscape+in+the+adult+brain.">Neuronal activity modifies the DNA methylation landscape in the adult brain.</a> Nature Neuroscience. 14 (10), 1345-1351 (2011).</li><li>Feng, J., 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=Dnmt1+and+Dnmt3a+maintain+DNA+methylation+and+regulate+synaptic+function+in+adult+forebrain+neurons.">Dnmt1 and Dnmt3a maintain DNA methylation and regulate synaptic function in adult forebrain neurons.</a> Nature Neuroscience. 13 (4), 423-430 (2010).</li><li>Jaenisch, R., Bird, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenetic+regulation+of+gene+expression:+how+the+genome+integrates+intrinsic+and+environmental+signals.">Epigenetic regulation of gene expression: how the genome integrates intrinsic and environmental signals.</a> Nature Geneticset. , 245-254 (2003).</li><li>Szulwach, K. E., 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=5-hmC-mediated+epigenetic+dynamics+during+postnatal+neurodevelopment+and+aging.">5-hmC-mediated epigenetic dynamics during postnatal neurodevelopment and aging.</a> Nature Neuroscience. 14 (12), (2011).</li><li>Song, C. X., 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=Selective+chemical+labeling+reveals+the+genome-wide+distribution+of+5-hydroxymethylcytosine.">Selective chemical labeling reveals the genome-wide distribution of 5-hydroxymethylcytosine.</a> Nature Biotechnology. 29 (1), 68-72 (2011).</li><li>Shu, L. Q., 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=Genome-wide+alteration+of+5-hydroxymenthylcytosine+in+a+mouse+model+of+Alzheimer's+disease.">Genome-wide alteration of 5-hydroxymenthylcytosine in a mouse model of Alzheimer's disease.</a> BMC Genomics. 17, (2016).</li><li>Cruvinel, E., 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=Reactivation+of+maternal+SNORD116+cluster+via+SETDB1+knockdown+in+Prader-Willi+syndrome+iPSCs.">Reactivation of maternal SNORD116 cluster via SETDB1 knockdown in Prader-Willi syndrome iPSCs.</a> Human molecular genetics. 23 (17), 4674-4685 (2014).</li><li>Bernstein, A. I., 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=5-Hydroxymethylation-associated+epigenetic+modifiers+of+Alzheimer's+disease+modulate+Tau-induced+neurotoxicity.">5-Hydroxymethylation-associated epigenetic modifiers of Alzheimer's disease modulate Tau-induced neurotoxicity.</a> Human Molecular Genetics. 25 (12), 2437-2450 (2016).</li><li>Wang, F. L., 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=Genome-wide+loss+of+5-hmC+is+a+novel+epigenetic+feature+of+Huntingtons+disease.">Genome-wide loss of 5-hmC is a novel epigenetic feature of Huntingtons disease.</a> Human Molecular Genetics. 22 (18), 3641-3653 (2013).</li><li>Yu, H., 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=Tet3+regulates+synaptic+transmission+and+homeostatic+plasticity+via+DNA+oxidation+and+repair.">Tet3 regulates synaptic transmission and homeostatic plasticity via DNA oxidation and repair.</a> Nature Neuroscience. 18 (6), 836-843 (2015).</li><li>Wu, H., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversing+DNA+methylation:+mechanisms,+genomics,+and+biological+functions.">Reversing DNA methylation: mechanisms, genomics, and biological functions.</a> Cell. 156 (1-2), 45-68 (2014).</li><li>Lister, R., 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=Global+epigenomic+reconfiguration+during+mammalian+brain+development.">Global epigenomic reconfiguration during mammalian brain development.</a> Science. 341 (6146), 1237905 (2013).</li><li>Inoue, A., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Replication-Dependent+Loss+of+5-Hydroxymethylcytosine+in+Mouse+Preimplantation+Embryos.">Replication-Dependent Loss of 5-Hydroxymethylcytosine in Mouse Preimplantation Embryos.</a> Science. 334 (6053), 194 (2011).</li><li>Pastor, W. A., 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=Genome-wide+mapping+of+5-hydroxymethylcytosine+in+embryonic+stem+cells.">Genome-wide mapping of 5-hydroxymethylcytosine in embryonic stem cells.</a> Nature. 473 (7347), 394-397 (2011).</li><li>Ito, S., 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=Role+of+Tet+proteins+in+5mC+to+5hmC+conversion,+ES-cell+self-renewal+and+inner+cell+mass+specification.">Role of Tet proteins in 5mC to 5hmC conversion, ES-cell self-renewal and inner cell mass specification.</a> Nature. 466 (7310), (2010).</li><li>Wang, 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=Genome-wide+DNA+hydroxymethylation+changes+are+associated+with+neurodevelopmental+genes+in+the+developing+human+cerebellum.">Genome-wide DNA hydroxymethylation changes are associated with neurodevelopmental genes in the developing human cerebellum.</a> Human Molecular Genetics. 21 (26), 5500-5510 (2012).</li><li>Song, C. X., 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=Selective+chemical+labeling+reveals+the+genome-wide+distribution+of+5-hydroxymethylcytosine.">Selective chemical labeling reveals the genome-wide distribution of 5-hydroxymethylcytosine.</a> Nature Biotechnology. 29 (1), 68-72 (2011).</li><li>Wang, 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=Subtelomeric+hotspots+of+aberrant+5-hydroxymethylcytosine-mediated+epigenetic+modifications+during+reprogramming+to+pluripotency.">Subtelomeric hotspots of aberrant 5-hydroxymethylcytosine-mediated epigenetic modifications during reprogramming to pluripotency.</a> Nature Cell Biology. 15 (6), 700-711 (2013).</li><li>Li, X., 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=Ten-eleven+translocation+2+interacts+with+forkhead+box+O3+and+regulates+adult+neurogenesis.">Ten-eleven translocation 2 interacts with forkhead box O3 and regulates adult neurogenesis.</a> Nature Communications. 8, 15903 (2017).</li><li>Szulwach, K. E., 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=5-hmC-mediated+epigenetic+dynamics+during+postnatal+neurodevelopment+and+aging.">5-hmC-mediated epigenetic dynamics during postnatal neurodevelopment and aging.</a> Nature Neuroscience. 14 (12), 1607-1616 (2011).</li><li>Tao, H., 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+Dynamic+DNA+Demethylation+during+Postnatal+Neuronal+Development+and+Neural+Stem+Cell+Differentiation.">The Dynamic DNA Demethylation during Postnatal Neuronal Development and Neural Stem Cell Differentiation.</a> Stem Cells International. 2018, 2186301 (2018).</li><li>Li, X. 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=Ten-eleven+translocation+2+interacts+with+forkhead+box+O3+and+regulates+adult+neurogenesis.">Ten-eleven translocation 2 interacts with forkhead box O3 and regulates adult neurogenesis.</a> Nature Communications. 8, (2017).</li><li>Li, X., 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=Epigenetic+regulation+of+the+stem+cell+mitogen+Fgf-2+by+Mbd1+in+adult+neural+stem/progenitor+cells.">Epigenetic regulation of the stem cell mitogen Fgf-2 by Mbd1 in adult neural stem/progenitor cells.</a> Journal of Biological Chemistry. 283 (41), 27644-27652 (2008).</li><li>Kaech, S., Banker, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Culturing+hippocampal+neurons.">Culturing hippocampal neurons.</a> Nature Protocols. 1 (5), 2406-2415 (2006).</li></ol>

Epigenetische Modifikationen spielen eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung, Reifung und Funktion des Gehirns. Als stabiler Marker für die DNA-Modifikation reagiert dynamisches 5-hmC auf Verhaltensanpassung, neuronale Aktivität und ist positiv mit der Genexpression korreliert; somit ist es an der normalen Funktion des Gehirns und der neurologischen Störungbeteiligt 4. Um seine Funktion in Zellen und Geweben zu erforschen, ist es notwendig, die Existenz von 5-hmC zu erkennen und den Pegel vo...

Epigenetische Modifikationen, einschließlich DNA-Modifikation, Histonmodifikation und RNA-Modifikation, haben gezeigt, dass sie wesentliche Funktionen in verschiedenen biologischen Prozessen und Krankheiten spielen1,2,3, 4 , 5 , 6 , 7. Lange Zeit wurde die DNA-Methylierung (d.h. 5-Methylcytosin (5-mC)) als hochstabiler epigenetischer Marker angesehen und kann im Genom nicht weiter modifiziert werden. Kürzlich wurde festgestellt, dass 5-mC durch TET-Proteine (Ten-eleven Translokationen) einschließlich TET1, TET2 und TET38,9zu 5-Hydroxymethylcytosin(5-hmC) oxidiert werden könnten. Weitere Studien zeigen, dass 5-hmC als stabiler Marker dienen und biologische Rollen spielen könnte, indem die Genexpression4,10,11,12reguliert wird.
Die vorliegenden Beweise deuten darauf hin, dass 5-hmC in neuronalen Geweben/Zellen im Vergleich zu anderen Gewebearten bei Säugetieren hoch angereichert ist und dynamische Merkmale während der neuronalen Entwicklung13,14aufweist. Im neuronalen System spielen 5-hmC-vermittelte epigenetische Modifikationen eine wichtige Rolle bei der Regulierung neuronaler Stammzellen, neuronaler Aktivität, Lernen und Gedächtnis und sind an mehreren neurologischen Erkrankungen wie Rett-Syndrom, Autismus, Alzheimer beteiligt. Krankheit, Huntington, etc.2,13,15,16,17,18,19,20.
Es gibt mehrere Ansätze zum Nachweis von 5-hmC in Zellen und Geweben14,21,22,23,24. Hier beschreiben wir zwei Methoden, um die Existenz von 5-hmC zu erkennen und das globale Niveau von 5-hmC zu quantifizieren: Immunfluoreszenzfärbung und DNA-Punktfleck. Diese beiden Methoden sind bequem und empfindlich, und wurden erfolgreich in früheren Studien25,26,27,28,29,30verwendet. Die wichtigsten Schritte dieser beiden Methoden sind die DNA-Denaturierung. Für die Immunfluoreszenzfärbung von 5-hmC ist eine Vorbehandlung von Proben mit 1 M HCl erforderlich. Bei 5-hmC Dot-Blot wird die DNA-Denaturierung mit NaOH-Lösung durchgeführt. Diese beiden Methoden sind zusammen mit der Sequenzierung der nächsten Generation sehr nützliche Werkzeuge zur Untersuchung der Funktion von 5-hmC.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>4&#39;-6-diamidino-2-phenylindole (DAPI )</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8417</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adobe Photoshop software</td>
			<td>Adobe Inc.</td>
			<td>/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit IgG</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>A11008</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 568 goat anti-mouse IgG</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>A11001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-5-hydroxymethylcytosine</td>
			<td>Active Motif</td>
			<td>39769</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-NeuN</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MAB377</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 supplement</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>12587-010</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 supplement</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>12580-010</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 supplement</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17504-044</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryostat microtome</td>
			<td>Leica</td>
			<td>CM1950</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM/F-12 medium</td>
			<td>OmegaScientific</td>
			<td>DM25</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>epidermal growth factor</td>
			<td>PeproTech</td>
			<td>100-15</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibroblast growth factor-basic</td>
			<td>PeproTech</td>
			<td>100-18B</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>forskolin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F6886</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GlutaMax</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>35050061</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25030-149</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>neurobasal medium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>21103-049</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>normal goat serum</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>Z0325</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nylon membrane (Hybond&#8482;-N+ )</td>
			<td>Amersham Biosciences</td>
			<td>RPN303B</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OCT</td>
			<td>Leica</td>
			<td>14020108926</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen Strep</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140-122</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>phenol: chloroform: isoamyl alcohol (25: 24:1 )</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>516726</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-D-Lysine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P0899-10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>proteinase K</td>
			<td>VVR</td>
			<td>39450-01-6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>retinoic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>R2625</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>T8210</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the detection of 5-hydroxymethylcytosine in neural stem cells and brains of mice

Im Säugetiergenom wurden mehrere DNA-Modifikationen identifiziert. Davon wurden 5-Methylcytosin und 5-Hydroxymethylcytosin-vermittelte epigenetische Mechanismen intensiv untersucht. 5-Hydroxymethylcytosin zeigt dynamische Merkmale während der embryonalen und postnatalen Entwicklung des Gehirns, spielt eine regulierende Funktion in der Genexpression und ist an mehreren neurologischen Störungen beteiligt. Hier beschreiben wir die detaillierten Methoden einschließlich Immunfluoreszenzfärbung und DNA-Dot-Blot zum Nachweis von 5-Hydroxymethylcytosin in kultivierten Zellen und Gehirngeweben der Maus.

Um die Verteilung von 5-hmC im Hippocampus von erwachsenen Mäusen zu zeigen, führten wir Immunfluoreszenz mit Antikörpern gegen neuronale Zellen (NeuN) und 5-hmC durch. Im Hippocampus, 5-hmC ko-lokalisiert gut mit neuronalen Zellmarker NeuN (Abbildung 1A-H), was auf eine Anreicherung von 5-hmC in Neuronen.
Um die Dynamik von 5-hmC während der neuronalen Entwicklung zu bestimmen, wurde zuerst ein Punktblot mit DNA-Proben durchgeführt, die aus ...

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The Detection of 5-Hydroxymethylcytosine in Neural Stem Cells and Brains of Mice

Hier stellen wir ein Protokoll zum Nachweis von 5-Hydroxymethylcytosin in Zellen und Hirngeweben vor, wobei Immunfluoreszenzfärbungundungen und DNA-Dot-Blot-Methoden verwendet werden.

Der Nachweis von 5-Hydroxymethylcytosin in neuralen Stammzellen und Gehirnen von Mäusen

Multiple&#160;DNA modifications have been identified in the mammalian genome. Of that, 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine-mediated epigenetic ...

Hier stellen wir ein Protokoll zum Nachweis von 5-Hydroxymethylcytosin in Zellen und gehirngeweben mithilfe der Immunfluoreszenz, der neuen Methode und des DNA-Dot-Blots vor. 5-Hydroxymethylcytosin, d.h. 5hmC, gemildert epigenetische Veränderung, spielt eine wichtige Funktion bei der Regulierung der Genexpression und ist an mehreren neurologischen Störungen beteiligt.Eigentlich können unsere Methoden verwendet werden, um 5hmC in mehreren Zellen und geweben zu erkennen. Es ist bequem und kann mit gemeinsamen Geräten im Labor durchgeführt werden. Beginnen Sie, indem Sie die Maus nach oben auf einem Kunststoffbrett positionieren und jede Gliedmaße mit Klebeband fixieren.Verwenden Sie eine chirurgische Schere, um die Haut und den Muskel zu durchschneiden und die Brusthöhle zu öffnen. Setzen Sie das Herz aus und schneiden Sie einen kleinen Teil des rechten Vorhofs mit einer feinen chirurgischen Schere ab. Mit einer 10-Milliliter Einweg-, sterilisierten Spritze, durchdringen Sie die Maus aus dem linken Ventrikel mit kalten PBS.Dann durchdringen Sie die Maus mit 4%PFA, bis sie steif ist. Öffnen Sie dann den Schädel mit Knochenzangen und entfernen Sie das Gehirn. Legen Sie das Gehirn in ein 15-Milliliter-Zentrifugenrohr, gefüllt mit fünf Millilitern 4%PFA, und lagern Sie es bei vier Grad Celsius.Nach 24 Stunden, übertragen Sie das Gehirn in eine 30%Saccharose-Lösung und lassen Sie es bei vier Grad Celsius für vollständige Dehydrierung. Vor dem Schneiden, einbetten Sie das Gehirn in optimale Schnitttemperatur Verbindung und kühlen auf minus 20 Grad Celsius für mindestens eine Stunde. Schnitt Gehirnproben mit einer Dicke von 20 bis 40 Mikrometern mit einem Kryostat-Mikrotom.Sammeln Sie Abschnitte in PBS und lagern Bei vier Grad Celsius. Nehmen Sie die Gehirnabschnitte von Interesse und legen Sie sie in eine 24-Well-Platte mit PBS. Abschnitte mit PBS 10 Minuten auf einem Shaker waschen.Entfernen Sie die PBS und behandeln Sie mit vorgewärmten ein-Molaren-Salzsäure bei 37 Grad Celsius für 30 Minuten. Salzsäure ist ätzend und bereiten Sie sie bitte im chemischen Laderaum zu. Dann waschen Sie die Proben dreimal mit PBS für fünf Minuten und blockieren Sie sie mit PBS, die 3% normales Ziegenserum und 0,1% Triton X-100 enthalten.Lassen Sie die Proben auf einem Shaker bei Raumtemperatur für eine Stunde. Fügen Sie den Abschnitten spezifische Primärantikörper hinzu und brüten Sie über Nacht bei vier Grad Celsius auf einem Shaker. Am nächsten Tag nehmen Sie die Proben heraus und lassen Sie sie bei Raumtemperatur für eine Stunde.Waschen Sie die Proben dreimal mit PBS und fügen Sie sekundäre Antikörper hinzu. Bedecken Sie die Platte mit Aluminium und lassen Sie sie beim Schütteln eine Stunde bei Raumtemperatur. Waschen Sie die Proben nach der Inkubation dreimal mit PBS und montieren Sie sie auf Dias.Fügen Sie 100 bis 150 Mikroliter Anti-Fade-Montagemedium, Abdeckung mit einem Premium-Abdeckung Glas, und Versiegelung mit Nagellack. Stellen Sie die Gehirnabschnitte mit einem regelmäßigen oder konfokalen Mikroskop ab. Um genomische DNA zu isolieren, beginnen Sie mit der Zersebung des Hippocampus, des Kortex und des Kleinhirngewebes auf einer eisgekühlten Schale.Fügen Sie einen Milliliter DNA-Lysepuffer hinzu und mahlen Sie das Gewebe. Übertragen Sie die Probe in ein sauberes Mikrozentrifugenrohr und fügen Sie 250 Mikrogramm Proteinase-K pro 600 Mikroliter Lysepuffer hinzu. Fügen Sie dann etwa 50 Mikrogramm RNase A pro Probe hinzu und brüten sie mindestens 12 Stunden bei 37 Grad Celsius.Nach der Inkubation ein gleiches Volumen phenolchloroformisoamylalkohol hinzufügen und gründlich mischen. Zentrifugieren Sie die Mischung nach Manuskriptrichtungen und übertragen Sie den Überstand in ein neues Rohr. Fügen Sie dem Überstand 600 Mikroliter Chloroform hinzu, mischen Sie ihn gründlich und zentrifugieren Sie nach Manuskriptanweisungen.Übertragen Sie den Überstand auf ein neues Rohr und fügen Sie 500 Mikroliter Isopropanol hinzu. Mischen Sie gründlich und Zentrifuge wieder, um die DNA zu fällen. Nach der Zentrifugation den Überstand entsorgen und das DNA-Pellet mit 70% Ethanol nach Manuskriptanweisungen waschen.Trocknen Sie das DNA-Pellet vollständig und lösen Sie es dann im Tris-HCl-Puffer auf. Vor dem Start die erforderlichen Lösungen und Mustermischung enden nach Manuskriptanweisungen. Denaturen Sie die DNA-Probe, indem Sie sie 10 Minuten lang auf 100 Grad Celsius erhitzen und dann auf Eis legen.Schneiden Sie die entsprechende Größe einer Nylonmembran und spülen Sie sie mit 6X SSC ab. Legen Sie die Membran auf ein Punkt-Blot-Gerät und schließen Sie die Vakuumpumpe an. Sechs-Mikroliter-Punkte auf die Membran erkennen und 30 Minuten bei 80 Grad Celsius hybridisieren.Blockieren Sie dann die Probenmembran mit fettfreier Milch und Tris-gepufferter Salin, oder TBS, für eine Stunde. Fügen Sie den polyklonalen Kaninchen Anti-5-Hydroxymethylcytosin-Antikörper in die Membran und inkubieren Über nacht bei vier Grad Celsius. Am nächsten Tag die Probenmembran für eine Stunde bei Raumtemperatur lassen und dann dreimal mit TBS waschen.Inkubieren Sie die Membran mit dem Anti-Kaninchen-Sekundärantikörper für 30 Minuten und dann dreimal mit TBS waschen. Visualisieren Sie die Chemilumineszenzsignale und quantifizieren Sie ihre Intensität. Dieses Protokoll kann verwendet werden, um 5-Hydroxymethylcytosin, oder 5hmC, im Hippocampus von erwachsenen Mäusen zu visualisieren.Immunfluoreszenz mit Antikörpern gegen neuronale Zellen, die 5hmC zeigt, dass es eine Anreicherung von 5hmC in Neuronen. Die Dynamik von 5hmC während der neuronalen Entwicklung kann mit einem Punkt-Blot-Test von DNA-Proben bestimmt werden, die aus vermehrten und differenzierten adulten neuronalen Stammzellen isoliert wurden. Globale Konzentrationen von 5hmC deutlich während der Differenzierung und das Niveau von 5hmC in Neuronen ist höher als in neuronalen Stammzellen.Der wichtigste Schritt dieser Methode besteht darin, sicherzustellen, dass die dna-Proben vollständig denaturiert werden.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Isolation and Expansion of the Adult Mouse Neural Stem Cells Using the Neurosphere Assay

Isolation und Expansion der erwachsenen Maus Neural Stem Cells mit dem Neurosphäre Assay

Isolation and expansion of the putative neural stem cells (NSCs) from the adult murine brain was first described by Reynolds and Weiss in 1992 employing a ...

Forschung

Neurowissenschaften

High Sensitivity 5-hydroxymethylcytosine Detection in Balb/C Brain Tissue

Hohe Empfindlichkeit 5-Hydroxymethylcytosin Erkennung in Balb / C Gehirngewebe

DNA hydroxymethylation is a long known modification of DNA, but has recently become a focus in epigenetic research.   Mammalian DNA is enzymatically ...

Surgical Transplantation of Mouse Neural Stem Cells into the Spinal Cords of Mice Infected with Neurotropic Mouse Hepatitis Virus

Chirurgische Transplantation von Maus Neural Stem Cells in den Rückenmark von Mäusen mit neurotropen Maus Hepatitis Virus infiziert

Mice infected with the neurotropic JHM strain of mouse hepatitis virus (MHV) develop pathological and clinical outcomes similar to patients with the ...

Detection of Microregional Hypoxia in Mouse Cerebral Cortex by Two-photon Imaging of Endogenous NADH Fluorescence

Erkennung von mikroregionale Hypoxie in Maus-Großhirnrinde Zwei-Photonen-Imaging von endogenen NADH Fluoreszenz

The brain's ability to function at high levels of metabolic demand depends on continuous oxygen supply through blood flow and tissue oxygen diffusion. ...

Isolation and Culture of Neural Crest Cells from Embryonic Murine Neural Tube

Isolierung und Kultivierung von Zellen der Neuralleiste aus embryonalen murinen Neuralrohr

The embryonic neural crest (NC) is a multipotent progenitor population that originates at the dorsal aspect of the neural tube, undergoes an epithelial to ...

One Mouse, Two Cultures: Isolation and Culture of Adult Neural Stem Cells from the Two Neurogenic Zones of Individual Mice

Eine Maus, zwei Kulturen: Isolierung und Kultur von adulten neuralen Stammzellen aus dem Zwei Neurogene Zonen der einzelnen Mäuse

The neurosphere assay and the adherent monolayer culture system are valuable tools to determine the potential (proliferation or differentiation) of adult ...

Feeder-free Derivation of Neural Crest Progenitor Cells from Human Pluripotent Stem Cells

Feeder freie Ableitung von Neural Crest Vorläuferzellen aus menschlichen pluripotenten Stammzellen

Human pluripotent stem cells (hPSCs) have great potential for studying human embryonic development, for modeling human diseases in the dish and as a ...

Modeling Astrocytoma Pathogenesis In Vitro and In Vivo Using Cortical Astrocytes or Neural Stem Cells from Conditional, Genetically Engineered Mice

Modeling Astrocytoma Pathogenesis In Vitro and In Vivo Using Cortical Astrocytes or Neural Stem Cells from Conditional, Genetically Engineered Mice

Modellierung Astrozytom Pathogenese<em&gt; In-vitro-</em&gt; Und<em&gt; In Vivo</em&gt; Verwenden kortikale Astrozyten oder neuralen Stammzellen aus dem Bedingten, gentechnisch veränderte Mäuse

Current astrocytoma models are limited in their ability to define the roles of oncogenic mutations in specific brain cell types during disease ...

Enumeration of Neural Stem Cells Using Clonal Assays

Enumeration neuraler Stammzellen verwenden Geklonte Assays

Neural stem cells (NSCs) have the ability to self-renew and generate the three major neural lineages &#8212; astrocytes, neurons and oligodendrocytes. ...

Isolation and Culture of Adult Neural Stem Cells from the Mouse Subcallosal Zone

Isolierung und Kultur von adulten neuralen Stammzellen aus der Maus subcallosa Zone

Adult neural stem cells (aNSCs) can be used for the regeneration of damaged brain tissue. NSCs have the potential for differentiation and proliferation ...