Name: a cryo-pulverization protocol for processing mouse paws to evaluate molecular pathways of tissue inflammation in a collagen induced arthritis model
Uploaded: 2019-10-30T14:00:00
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作者感谢伊迪丝·詹森对手稿的批判性评论，纳文·拉奥和詹妮弗·汤恩支持出版这份手稿。

所有动物实验均按照扬森研发机构动物护理和使用委员会（IACUC）的政策进行。
1. 低温冷冻机机粉碎法
<ol><li>在中情局的研究结束时，牺牲的小鼠有1.5%的异脱，然后是宫颈脱位。</li>
	<li>在组织处理当天，在干冰上预冷所有仪器（纸巾、磨瓶等）至少10分钟。戴上热手套，避免冻伤。</li>
	<li>切割后爪与剪刀在毛皮线如图1A所示。</li>
	<li>将...

<ol>
	<li>Firestein, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunologic+mechanisms+in+the+pathogenesis+of+rheumatoid+arthritis.">Immunologic mechanisms in the pathogenesis of rheumatoid arthritis.</a> Journal of Clinical Rheumatology. 11, S39-S44 (2005).</li><li>McInnes, I. B., Schett, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pathogenesis+of+rheumatoid+arthritis.">The pathogenesis of rheumatoid arthritis.</a> New England Journal of Medicine. 365, 2205-2219 (2011).</li><li>Ahlqvist, E., Hultqvist, M., Holmdahl, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+value+of+animal+models+in+predicting+genetic+susceptibility+to+complex+diseases+such+as+rheumatoid+arthritis.">The value of animal models in predicting genetic susceptibility to complex diseases such as rheumatoid arthritis.</a> Arthritis Research and Therapy. 11, 226 (2009).</li><li>David, C. S., Taneja, V. <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+major+histocompatibility+complex+genes+in+murine+collagen-induced+arthritis:+a+model+for+human+rheumatoid+arthritis.">Role of major histocompatibility complex genes in murine collagen-induced arthritis: a model for human rheumatoid arthritis.</a> American Journal of the Medical Sciences. 327, 180-187 (2004).</li><li>Tarkowski, A., Holmdahl, R., Klareskog, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheumatoid+factors+in+mice.">Rheumatoid factors in mice.</a> Monographs in Allergy. 26, 214-229 (1989).</li><li>Schurgers, E., Billiau, A., Matthys, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collagen-induced+arthritis+as+an+animal+model+for+rheumatoid+arthritis:+focus+on+interferon-gamma.">Collagen-induced arthritis as an animal model for rheumatoid arthritis: focus on interferon-gamma.</a> Journal of Interferon &amp; Cytokine Research. 31, 917-926 (2011).</li><li>Joosten, L. A., Helsen, M. M., van de Loo, F. A., van den Berg, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anticytokine+treatment+of+established+type+II+collagen-induced+arthritis+in+DBA/1+mice.+A+comparative+study+using+anti-TNF+alpha+anti-IL-1+alpha/beta,+and+IL-1Ra.">Anticytokine treatment of established type II collagen-induced arthritis in DBA/1 mice. A comparative study using anti-TNF alpha anti-IL-1 alpha/beta, and IL-1Ra.</a> Arthritis &amp; Rheumatology. 39, 797-809 (1996).</li><li>Asquith, D. L., Miller, A. M., McInnes, I. B., Liew, F. Y. <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+rheumatoid+arthritis.">Animal models of rheumatoid arthritis.</a> European Journal of Immunology. 39, 2040-2044 (2009).</li><li>Williams, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collagen-induced+arthritis+as+a+model+for+rheumatoid+arthritis.">Collagen-induced arthritis as a model for rheumatoid arthritis.</a> Methods in Molecular Medicine. 98, 207-216 (2004).</li><li>Shen, F., 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=Combined+Blockade+of+TNF-alpha+and+IL-17A+Alleviates+Progression+of+Collagen-Induced+Arthritis+without+Causing+Serious+Infections+in+Mice.">Combined Blockade of TNF-alpha and IL-17A Alleviates Progression of Collagen-Induced Arthritis without Causing Serious Infections in Mice.</a> Journal of Immunology. 202, 2017-2026 (2019).</li></ol>

虽然评估阴骨组织分子通路有强有力的科学依据，但许多关于鼠CIA模型免疫分析的报告都集中在外周血上，而发炎的爪子的蛋白质和RNA分析数据则相当有限。造成这种偏差的原因有几个：鼠脚踝关节不超过±2厘米;受影响的区域包括皮肤、骨骼和结缔组织，这些组织通常难以使用传统方法，如组织磨床、刺和砂浆、硅珠破坏、三聚体或酶消化等，难以同质化。这些方法通常会导致不完全均质化、蛋...

类风湿性关节炎（RA）是一种慢性全身性炎症性疾病，关节持续对称性脊柱炎，皮肤、心脏、肺和眼睛等器官的关节外介入1。虽然免疫反应的系统性表现在人类患者中是明显的，但RA病理学的标志之一是免疫细胞在阴膜组织中渗透和阴纤维细胞2的增殖。
与人类RA类似，小鼠胶原蛋白诱发关节炎（CIA）模型引起强烈的组织炎症，在阴膜组织和系统隔间中产生活跃的免疫反应。不同小鼠菌株对CIA模型的易感性与主要组织相容性复合物（MHC）单倍型和抗原特异性T细胞和B细胞相互作用3、4。此外，人类RA中的许多致病途径，包括自身抗体产生、免疫复合沉积、骨髓细胞活化、多关节表现和带子免疫渗透的泛鼻形成，也在这个模型中明显5，6.调查人员已经利用这个成熟的中情局模型来调查抗炎细胞因子治疗的效果。在中情局模型8、9中，许多被批准用于自身免疫或炎症性疾病的生物制剂，如抗TNF®和抗IL-6，都有效。
分析免疫系统在系统组织中的相互作用对于阐明与RA的发病机制相关的分子机制至关重要。在人类临床环境中，一种常见的做法是在超声成像的指导下进行针刺活检。在临床前环境中，鼠关节的较小结构使得活检程序更加困难，如果不是不可能的话。最近，我们演示了利用鼠中情局模型来评估药物组合，以影响不同的终点和解决疾病的组合方法10。采用低温冷冻机粉碎法，将发炎的鼠爪加工成均匀的细粉，并建立了下游工艺，以提取RNA和蛋白质。该方法保护RNA和蛋白质免受酶和化学降解过程的刺激，并使我们能够将多种分析方法应用于单一均质样品源。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>5 mm stainless steel bead</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>69989</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>beta-mercaptoethanol</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M6250</td>
			<td>Sample reducing agent that inhibits RNASE enzymes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioanalyzer Kit</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>5067-1511</td>
			<td>RNA qualification kit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>b-mercaptoethanol</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M6250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Grade Water</td>
			<td>Corning</td>
			<td>25-055-CI</td>
			<td>Water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell lysis stock solution</td>
			<td>Cell Signaling</td>
			<td>9803</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf Tube</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22363204</td>
			<td>Microfuge tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf tube centrifuge box</td>
			<td>Nalgene</td>
			<td>5055</td>
			<td>Box for holding eppendorf tubes in horizontal tube arrangement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Everlast 247 Variable Speed Rocker</td>
			<td>Benchmark Scientific</td>
			<td>BR5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezer Mill</td>
			<td>Spex Sample Prep</td>
			<td>6875</td>
			<td>Freezer/Mill for processing paws into pulverized powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grinding Vial</td>
			<td>Spex Sample Prep</td>
			<td>6801</td>
			<td>Polycarbonate vial for processing paws into pulverized powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pierce BCA kit</td>
			<td>Pierce</td>
			<td>23225</td>
			<td>Kit for Total Protein Quantification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease Inhibitor Cocktail set 1</td>
			<td>Calbiochem</td>
			<td>539131</td>
			<td>Protease Inhibitors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protein BCA Kit</td>
			<td>Pierce</td>
			<td>23225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quantigene Kit</td>
			<td>Thermofisher</td>
			<td>QP1013</td>
			<td>bDNA analysis Kit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerated microcentrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5417R</td>
			<td>Centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RLT Buffer</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>79216</td>
			<td>RNA extraction buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNeasy mini kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>74104</td>
			<td>including RNeasy column, RLT Buffer and RW1 Buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaker</td>
			<td>Benchmark Scientific</td>
			<td>BR5000</td>
			<td>Rocker/Shaker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spatula</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10806-412</td>
			<td>Spatula for powder transfer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Bead</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>69989</td>
			<td>Bead for mixing during protein extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tube Extractor</td>
			<td>Spex Sample Prep</td>
			<td>6884</td>
			<td>Extractor for removing the top of grinding vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortexer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10153-838</td>
			<td>Sample mixing</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a cryo-pulverization protocol for processing mouse paws to evaluate molecular pathways of tissue inflammation in a collagen induced arthritis model

分析局部组织的分子变化对于理解体内治疗候选者的作用机制至关重要。在关节炎研究领域，许多研究都集中在由骨、软骨、肌肉、基质细胞和免疫细胞的复杂混合物组成的发炎关节上。在这里，我们建立了一种可靠而可靠的机械方法，在低温控制的环境中将发炎的小鼠爪子干扰成均匀的粉碎样品。蛋白质和RNA解热物被加工，使蛋白质组和转录端点和分子表征相关疾病途径在局部组织。

在这里，我们展示了如图2A中从CIA小鼠前爪中提取的RNA的代表性凝胶图像可视化。28S rRNA 和 18S rRNA 波段指示所有样本都有足够的完整 RNA。接下来，在图2B中，我们根据蛋白质BCA分析，显示了总蛋白质浓度的代表性散点图。不同组下天真小鼠、CIA小鼠或中情局小鼠的总蛋白质浓度可比较。为了确定蛋白提...

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A Cryo-pulverization Protocol for Processing Mouse Paws to Evaluate Molecular Pathways of Tissue Inflammation in a Collagen Induced Arthritis Model

开发了一种使用液氮冷冻机加工鼠爪的低温粉碎方法，以提高从组织中提取的RNA或蛋白质的产量和质量，并分析与炎症相关的分子图谱反应。

在胶原蛋白诱发关节炎模型中，用于处理小鼠爪的冷冻粉碎协议，用于评估组织炎症的分子通路

Profiling molecular changes in local tissues is crucial to understand the mechanism(s) of action of therapeutic candidates in vivo. In the field of ...

局部组织分子特征的评价是了解活性药物在疾病相关临床模型中评估时作用机制的关键一步。在关节炎研究领域，感兴趣的局部组织环境是由骨骼、软骨、肌肉和免疫细胞组成的小型承重关节。在这里，我们描述了一种可靠的可靠方法，用于在低温控制环境中这种复杂组织环境的机械破坏和/或粉碎。然后，此方法可用于生成下游蛋白质和转录分析工作，以从单个统一的样本源建立疾病的分子特征。这种方法产生一种同质粉末，与许多其他旧技术不同。此外，旧的温度隔离程序允许分离高质量的RNA。然后，此方法可用于生成下游蛋白质组和转录分析，从而能够对感兴趣的相关疾病途径进行分子表征。这种方法可以为从组织中获取分子特征的任何研究领域提供见解。该方法可以扩展到任何复杂的组织系统，具有密集和难以分离的成分。虽然我们尚未评估到这一点，我们可以看到潜在的应用到密集的软骨组织，如耳朵或骨骼。将粉末转移到用于称重的管子的时间关键性是需要实践的。如果花了太多的时间，粉末将开始解冻，变得无定形。将样品数量限制为 10 到 15 非常重要，直到您熟悉该过程。在组织加工当天，在干冰上预冷所有所需的仪器至少10分钟。戴上热手套，避免受到严寒的伤害。接下来，将每个准备好的鼠标爪转移到一个单独的1.5毫升微离心管中，并立即在液氮中捕捉冻结。将冷冻的爪子存放在负 80 摄氏度。准备好继续时，将冷冻机充满液氮，并让它平衡至少 10 分钟。将未处理的样品放在干冰上，并保留在那里，以避免冻结/解冻循环。然后将一只后爪转移到带底部钢塞的预冷大型聚碳酸酯研磨瓶中。插入预冷钢冲击器，然后用预冷顶部钢塞关闭聚碳酸酯研磨瓶。将带样品的大型聚碳酸酯研磨瓶转移到预加注的冷冻机中，然后用仪器前部的橡胶扣合合盖子。让样品在液氮中冷却一分钟。接下来，将冷冻机设置为一分钟程序，以 10 个周期/秒。按下运行按钮，等待冷冻机完成循环。在此之后，打开冷冻机盖，中取出大型聚碳酸酯研磨瓶。将磨削小瓶放入萃取器中，通过向黑色手柄施加向下压力来拆下顶部钢塞，直到钢塞从聚碳酸酯管中滑出。将打开的磨削小瓶转移到干冰上，并使用预冷却钳来拆下钢冲击器。将冷冻粉末转移到预冷却的 50 毫升锥形管中。将30至50毫克的冷冻粉末称入1.5毫升微离心管中，用于RNA提取，100至200毫克用于蛋白质提取。将粉碎的样品储存在负80摄氏度，并在24小时内进行RNA和蛋白质分离。首先，每毫升RLT缓冲液添加10微升β-甲醇。计算与每毫克组织23.3毫升的比例对应的RLT缓冲液的体积，用冷冻粉末将适当的RLT缓冲液与β-默卡托乙醇添加到管中。以 3，000 RPM 的转速旋转样品 10 秒。使用一毫升管道器，用力上下移液 10 次，以 3，000 RPM 再次旋转样品 20 秒。以13，000次g离心两分钟，将700微升的上光液转移到一个新鲜的管子上。将700微升70%乙醇加入该管，并将700微升样品加载到RNA纯化柱上。以至少10，000倍g的速度离心管30秒。丢弃流经，将样品的剩余部分装载到 RNeasy 柱上，然后以至少 10，000 倍 g 的速度再次离心管，30 秒。通过添加 700 微升的 RW1 缓冲液和离心速度至少为 10，000 倍 g 的离心，在 30 秒内，丢弃流经并清洗柱。如果执行选项DNAse消化，在DNAse治疗之前添加350微升RW1。在DNAse治疗后，又增加了350微升的RW1。然后，通过添加 500 微升的 RPE 缓冲液和离心机，以至少 10，000 次 g 的速度清洗柱子两次，30 秒，确保每次丢弃流经。在此之后，通过以至少10，000次g的速度离心柱子两分钟。通过加入50微升水，以至少10，000倍g的速度离心两分钟来消除RNA。收集流经，并转移到一个新的1.5毫升管。在进一步分析之前，使用研究人员的选择方法确定RNA的数量，并将其储存在负80摄氏度。使用细胞培养级水将 10X 细胞解液存量溶液稀释为 1X 细胞解液存量溶液。用一毫升水重新制作蛋白酶抑制剂鸡尾酒，使蛋白酶抑制剂存量为100倍。在 1X 细胞解液缓冲液的 9.9 毫升中加入 100 毫升蛋白酶抑制剂，获得 1X 最终库存溶液。每毫克组织粉添加四微升冰冷细胞解液缓冲液，并在管中加入一个五毫米不锈钢珠。以 3，000 RPM 左右旋转管，持续 60 秒。将管子转移到湿冰上，继续下一个样品。此外，研究人员可能会发现，将盒子垂直放置有助于更好地与珠子混合。一小时后，将管子以1万倍g和4摄氏度离心15分钟。将超自然剂转移到新鲜管中，确保避免顶部的脂肪层。确定总蛋白质浓度。将每个样品放入 1.5 毫升微离心管中，并将其储存在负 80 摄氏度，直到准备进行进一步分析。在这项研究中，使用低温粉碎法处理穆林爪，以提高从组织中提取的RNA或蛋白质的产量和质量，并能够分析与炎症反应相关的分子特征。具有代表性的凝胶图像可视化显示从CIA小鼠的前爪中提取的RNA。28S rRNA 和 18S rRNA 波段表明所有样品都有足够的完整RNA量。此处显示了基于蛋白质 BCA 分析的总蛋白质浓度的代表性散射图。来自天真小鼠、CIA小鼠或中情局小鼠接受各种治疗的总蛋白质浓度在各组之间是可比的。然后进行 Luminex 分析，以确定蛋白质提取物中炎症细胞因子和化疗素的浓度。规范化细胞因子和化疗物浓度的代表性散射图显示，与天真小鼠相比，CIA小鼠中升高了几种细胞因子，抗IL17A抗体的治疗显著抑制了几种细胞因子的产生。进行微阵列分析，以评估中情局的转录组变化和治疗相关影响。与天真的小鼠相比，CIA小鼠的基因具有代表性的热图图显著增加。执行此程序时，研究人员必须尽量减少管子和粉末远离干冰的时间。这有助于防止粉末解冻和随后的降解RNA和蛋白质的问题。这种技术产生的分子特征的高质量使研究人员能够询问治疗手段将赋予的独特轮廓，进一步允许用于治疗关节炎状况的机制的分化。这种技术可用于提取一些密集的组织，如耳朵和骨骼，以进一步评估这些感兴趣的组织的分子特征。了解治疗如何调节疾病的分子特征使我们能够更好地评估哪些特定的信号通路被调制。也许更重要的是，哪些途径不受治疗机制评估的调节。使用液氮和干冰时，必须使用个人防护设备，包括正确评级的手套和面罩。皮肤暴露超过几秒钟可能会导致严重烧伤。当处理大量干冰时，在通风良好的区域工作非常重要，因为干冰会释放二氧化碳。

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Application of a Mouse Ligated Peyer&#x2019;s Patch Intestinal Loop Assay to Evaluate Bacterial Uptake by M cells

Application of a Mouse Ligated PeyerÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â€žÂ¢s Patch Intestinal Loop Assay to Evaluate Bacterial Uptake by M cells

鼠标应用结扎Peyer氏修补肠袢含量评价M细胞的细菌吸收

The inside of our gut is inhabited with enormous number of commensal bacteria. The mucosal surface of the gastrointestinal tract is continuously exposed ...

科研

免疫与感染

Imaging of HIV-1 Envelope-induced Virological Synapse and Signaling on Synthetic Lipid Bilayers

艾滋病毒的成像1信封引起的病毒学突触信号合成脂双层

Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) infection occurs most efficiently via cell to cell transmission2,10,11. This cell to cell transfer between ...

Examining the Role of Nasopharyngeal-associated Lymphoreticular Tissue (NALT) in Mouse Responses to Vaccines

Examining the Role of Nasopharyngeal-associated Lymphoreticular Tissue NALT in Mouse Responses to Vaccines

鼻咽癌相关淋巴组织（NALT）在鼠标的响应中的作用研究疫苗

The nasopharyngeal-associated lymphoreticular tissues (NALT) found in humans, rodents, and other mammals, contribute to immunity in the nasal sinuses1-3. ...

A Mouse Model for Pathogen-induced Chronic Inflammation at Local and Systemic Sites

鼠标型号病原体引起的慢性炎症局部及全身站点

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Co-immunoprecipitation of the Mouse Mx1 Protein with the Influenza A Virus Nucleoprotein

免疫共沉淀鼠标MX1蛋白与流感病毒核蛋白

Studying the interaction between proteins is key in understanding their function(s). A very powerful method that is frequently used to study interactions ...

An Optimized Method for Isolating and Expanding Invariant Natural Killer T Cells from Mouse Spleen

从小鼠脾隔离和扩大不变的自然杀伤T细胞的优化方法

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Intra-tracheal Administration of Haemophilus influenzae in Mouse Models to Study Airway Inflammation

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的气管内管理<em&gt;流感嗜血杆菌</em&gt;在小鼠模型来研究气道炎症

Here, we describe a detailed procedure to efficiently and directly deliver Haemophilus influenzae into the lower respiratory tracts of mice. We ...

Visualization of IL-22-expressing Lymphocytes Using Reporter Mice

IL-22表达淋巴细胞使用记者小鼠的可视化

Reporter mice have been widely used to observe the localization of expression of targeted genes. This protocol focuses on a strategy to establish a new ...

In Vitro Differentiation of Human CD4+FOXP3+ Induced Regulatory T Cells (iTregs) from Na&#239;ve CD4+ T Cells Using a TGF-&#946;-containing Protocol

In Vitro Differentiation of Human CD4+FOXP3+ Induced Regulatory T Cells iTregs from NaÃƒÆ’Ã†'Ãƒâ€šÃ‚Â¯ve CD4+ T Cells Using a TGF-ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â²-containing Protocol

在从幼稚的CD4 + T细胞的人CD4 + FOXP3 +诱导调节性T细胞（iTregs的）使用含有TGF-β-协议的体外分化

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A Method for the Measurement of Salivary Gland Function in Mice

小鼠涎腺功能的测定方法

Patients with Sj&#246;gren&#39;s syndrome, an autoimmune disease affecting the exocrine glands, develop salivary gland inflammation and have reduced ...