Name: labeling and imaging of amyloid plaques in brain tissue using the natural polyphenol curcumin
Uploaded: 2019-11-01T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Labeling and Imaging of Amyloid Plaques in Brain Tissue Using the Natural Polyphenol Curcumin at JoVE.com

وجاء الدعم لهذه الدراسة من معهد أعصاب الميداني في اسنسيون سانت ماري.

وقد تمت الموافقة علي جميع الطرق الموصوفة هنا من قبل لجنه الرعاية والاستخدام الحيوانية (ACUC) من جامعه الدولة وادي Saginaw. تم الحصول علي الانسجه البشرية من بنك الدماغ الراسخة في معهد الصحة راية الشمس في اريزونا15,16.
1. perfusion من الحيوانية
<ol><li>اعداد ا?...

<ol>
	<li>Cummings, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alzheimer's+disease.">Alzheimer's disease.</a> New England Journal of Medicine. 351 (1), 56-67 (2004).</li><li>Jack, C. R., Holtzman, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomarker+modeling+of+Alzheimer's+disease.">Biomarker modeling of Alzheimer's disease.</a> Neuron. 80 (6), 1347-1358 (2013).</li><li>Tarawneh, R., Holtzman, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+clinical+problem+of+symptomatic+Alzheimer+disease+and+mild+cognitive+impairment.">The clinical problem of symptomatic Alzheimer disease and mild cognitive impairment.</a> Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2 (5), (2012).</li><li>Selkoe, 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=Cell+biology+of+protein+misfolding:+the+examples+of+Alzheimer's+and+Parkinson's+diseases.">Cell biology of protein misfolding: the examples of Alzheimer's and Parkinson's diseases.</a> Nature Cell Biology. 6 (11), 1054-1061 (2004).</li><li>Hardy, J., Allsop, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyloid+deposition+as+the+central+event+in+the+aetiology+of+Alzheimer's+disease.">Amyloid deposition as the central event in the aetiology of Alzheimer's disease.</a> Trends in Pharmacological Sciences. 12 (10), 383-388 (1991).</li><li>Chen, 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=Use+of+curcumin+in+diagnosis,+prevention,+and+treatment+of+Alzheimer's+disease.">Use of curcumin in diagnosis, prevention, and treatment of Alzheimer's disease.</a> Neural Regeneration Research. 13 (4), 742-752 (2018).</li><li>Maiti, 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=A+comparative+study+of+dietary+curcumin,+nanocurcumin,+and+other+classical+amyloid-binding+dyes+for+labeling+and+imaging+of+amyloid+plaques+in+brain+tissue+of+5x-familial+Alzheimer's+disease+mice.">A comparative study of dietary curcumin, nanocurcumin, and other classical amyloid-binding dyes for labeling and imaging of amyloid plaques in brain tissue of 5x-familial Alzheimer's disease mice.</a> Histochemistry and Cell Biology. 146 (5), 609-625 (2016).</li><li>Maiti, P., Dunbar, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Curcumin,+a+Natural+Polyphenol+for+Targeting+Molecular+Pathways+in+Treating+Age-Related+Neurodegenerative+Diseases.">Use of Curcumin, a Natural Polyphenol for Targeting Molecular Pathways in Treating Age-Related Neurodegenerative Diseases.</a> International Journal of Molecular Sciences. 19 (6), (2017).</li><li>Maiti, P., Dunbar, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+Neuroprotective+Effects+of+Dietary+Curcumin+and+Solid+Lipid+Curcumin+Particles+in+Cultured+Mouse+Neuroblastoma+Cells+after+Exposure+to+Abeta42.">Comparative Neuroprotective Effects of Dietary Curcumin and Solid Lipid Curcumin Particles in Cultured Mouse Neuroblastoma Cells after Exposure to Abeta42.</a> International Journal of Alzheimer's Disease. , (2017).</li><li>den Haan, J., Morrema, T. H. J., Rozemuller, A. J., Bouwman, F. H., Hoozemans, J. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+curcumin+forms+selectively+bind+fibrillar+amyloid+beta+in+post+mortem+Alzheimer's+disease+brains:+Implications+for+in-vivo+diagnostics.">Different curcumin forms selectively bind fibrillar amyloid beta in post mortem Alzheimer's disease brains: Implications for in-vivo diagnostics.</a> Acta Neuropathologica Communications. 6 (1), 75 (2018).</li><li>Koronyo, Y., 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=Retinal+amyloid+pathology+and+proof-of-concept+imaging+trial+in+Alzheimer's+disease.">Retinal amyloid pathology and proof-of-concept imaging trial in Alzheimer's disease.</a> JCI Insight. 2 (16), (2017).</li><li>Koronyo, Y., Salumbides, B. C., Black, K. L., Koronyo-Hamaoui, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alzheimer's+disease+in+the+retina:+imaging+retinal+abeta+plaques+for+early+diagnosis+and+therapy+assessment.">Alzheimer's disease in the retina: imaging retinal abeta plaques for early diagnosis and therapy assessment.</a> Neurodegenerative Diseases. 10 (1-4), 285-293 (2012).</li><li>Koronyo-Hamaoui, 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=Identification+of+amyloid+plaques+in+retinas+from+Alzheimer's+patients+and+noninvasive+in+vivo+optical+imaging+of+retinal+plaques+in+a+mouse+model.">Identification of amyloid plaques in retinas from Alzheimer's patients and noninvasive in vivo optical imaging of retinal plaques in a mouse model.</a> NeuroImage. 54 (Suppl 1), S204-S217 (2011).</li><li>Ran, C., 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=Design,+synthesis,+and+testing+of+difluoroboron-derivatized+curcumins+as+near-infrared+probes+for+in+vivo+detection+of+amyloid-beta+deposits.">Design, synthesis, and testing of difluoroboron-derivatized curcumins as near-infrared probes for in vivo detection of amyloid-beta deposits.</a> Journal of the American Chemical Society. 131 (42), 15257-15261 (2009).</li><li>Beach, T. 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+Sun+Health+Research+Institute+Brain+Donation+Program:+Description+and+Experience,+1987-2007.">The Sun Health Research Institute Brain Donation Program: Description and Experience, 1987-2007.</a> Cell Tissue Bank. 9 (3), 229-245 (2008).</li><li>Green, S. J., Killiany, 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=Subregions+of+the+inferior+parietal+lobule+are+affected+in+the+progression+to+AD.">Subregions of the inferior parietal lobule are affected in the progression to AD.</a> Neurobiology of Aging. 31 (8), 1304-1311 (2010).</li><li>Ono, K., Hasegawa, K., Naiki, H., Yamada, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Curcumin+has+potent+anti-amyloidogenic+effects+for+Alzheimer's+beta-amyloid+fibrils+in+vitro.">Curcumin has potent anti-amyloidogenic effects for Alzheimer's beta-amyloid fibrils in vitro.</a> Journal of Neuroscience Research. 75 (6), 742-750 (2004).</li><li>Garcia-Alloza, M., Borrelli, L. A., Rozkalne, A., Hyman, B. T., Bacskai, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Curcumin+labels+amyloid+pathology+in+vivo,+disrupts+existing+plaques,+and+partially+restores+distorted+neurites+in+an+Alzheimer+mouse+model.">Curcumin labels amyloid pathology in vivo, disrupts existing plaques, and partially restores distorted neurites in an Alzheimer mouse model.</a> Journal of Neurochemistry. 102 (4), 1095-1104 (2007).</li><li>Mutsuga, 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=Binding+of+curcumin+to+senile+plaques+and+cerebral+amyloid+angiopathy+in+the+aged+brain+of+various+animals+and+to+neurofibrillary+tangles+in+Alzheimer's+brain.">Binding of curcumin to senile plaques and cerebral amyloid angiopathy in the aged brain of various animals and to neurofibrillary tangles in Alzheimer's brain.</a> Journal of Veterinary Medical Science. 74 (1), 51-57 (2012).</li><li>Tei, M., Uchida, K., Mutsuga, M., Chambers, J. K., Nakayama, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+binding+of+curcumin+to+various+types+of+canine+amyloid+proteins.">The binding of curcumin to various types of canine amyloid proteins.</a> Journal of Veterinary Medical Science. 74 (4), 481-483 (2012).</li><li>Liu, L., Komatsu, H., Murray, I. V., Axelsen, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Promotion+of+amyloid+beta+protein+misfolding+and+fibrillogenesis+by+a+lipid+oxidation+product.">Promotion of amyloid beta protein misfolding and fibrillogenesis by a lipid oxidation product.</a> Journal of Molecular Biology. 377 (4), 1236-1250 (2008).</li><li>Wu, C., Scott, J., Shea, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Binding+of+Congo+red+to+amyloid+protofibrils+of+the+Alzheimer+Abeta(9-40)+peptide+probed+by+molecular+dynamics+simulations.">Binding of Congo red to amyloid protofibrils of the Alzheimer Abeta(9-40) peptide probed by molecular dynamics simulations.</a> Biophysical Journal. 103 (3), 550-557 (2012).</li><li>Wu, C., Wang, Z., Lei, H., Zhang, W., Duan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+binding+modes+of+Congo+red+to+amyloid+protofibril+surface+observed+in+molecular+dynamics+simulations.">Dual binding modes of Congo red to amyloid protofibril surface observed in molecular dynamics simulations.</a> Journal of the American Chemical Society. 129 (5), 1225-1232 (2007).</li><li>Gutierrez, I. 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=Alternative+Method+to+Detect+Neuronal+Degeneration+and+Amyloid+beta+Accumulation+in+Free-Floating+Brain+Sections+With+Fluoro-Jade.">Alternative Method to Detect Neuronal Degeneration and Amyloid beta Accumulation in Free-Floating Brain Sections With Fluoro-Jade.</a> ASN Neuro Methods. 10, 1-7 (2018).</li><li>Yang, 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=Curcumin+inhibits+formation+of+amyloid+beta+oligomers+and+fibrils,+binds+plaques,+and+reduces+amyloid+in+vivo.">Curcumin inhibits formation of amyloid beta oligomers and fibrils, binds plaques, and reduces amyloid in vivo.</a> Journal of Biological Chemistry. 280 (7), 5892-5901 (2005).</li></ol>

وكانت الفرضية التي لدينا ان Cur يمكن ان تستخدم كاسرع وأسهل ، والطريقة الأقل تكلفه لتسميه وصوره لويحات Aβ في انسجه الدماغ AD بعد الوفاة بالمقارنة مع غيرها من الاصباغ الكلاسيكية الملزمة اميلويد ، فضلا عن الأجسام المضادة الخاصة Aβ. وكانت أهداف هذه الدراسة لتحديد الحد الأدنى من الوقت اللازم لتسم...

مرض الزهايمر (الإعلان) هو واحد من الاضطرابات العصبية الأكثر شيوعا المرتبطة بالسن والتقدمية واحده من الأسباب الرئيسية للوفاة في جميع انحاء العالم1,2. ان التعلم والذاكرة وضعف الإدراك ، إلى جانب الاضطرابات النفسانية العصبية ، هي الاعراض الشائعة التي تظهر في AD3. علي الرغم من ان مسببات AD لم يتم توضيحها بالبالكامل ، تشير الادله الوراثية والبيوكيميائية والتجريبية المتاحة إلى ان الترسب التدريجي لل Aβ هو مؤشر حيوي نهائي ل AD4. يتراكم هذا البروتين غير المطوي في المساحات داخل الخلايا وخارجها ، ويعتقد انه متورط في فقدان التشابك ، وزيادة التهاب العصبي ، والضمور العصبي في المناطق القشرية والهيبوكامباله في الدماغ المتضررة بواسطة AD5. لذلك ، الكشف الكيميائي النسيجي لل Aβ في الانسجه AD هو خطوه اولي حاسمه في تطوير غير سامه ، ومكافحه اميلويد المخدرات لمنع تقدم AD.
خلال العقود القليلة الماضية ، تم استخدام العديد من الاصباغ والأجسام المضادة من قبل العديد من مختبرات البحوث لتسميه وصوره لويحات Aβ في انسجه المخ ، ولكن بعض هذه الطرق هي مضيعه للوقت والاصباغ أو الأجسام المضادة المستخدمة مكلفه ، وتتطلب العديد من الملحقات المواد الكيميائيه. ولذلك ، فان تطوير وسيله غير مكلفه للكشف عن لويحات Aβ في الدماغ AD يكون أداه جديده ترحيب. بدات العديد من المختبرات باستخدام Cur ، واعده مكافحه اميلويد الطبيعية البوليفينول ، لوضع العلامات والتصوير aβ ، فضلا عن وكيل العلاجية لل6،7،8،9. هيدروفوبيسيتيها وطبيعتها ، وأوجه التشابه الهيكلية مع الاصباغ الكلاسيكية الملزمة اميلويد ، والنشاط الفلوري القوي ، فضلا عن تقارب قوي للربط مع Aβ يجعل من فلوكوفيري مثاليه لوضع العلامات والتصوير من لويحات Aβ في الانسجه AD10 . يتم الكشف عن الخلية مع aβ-لويحات وقله الطفرات ووجودها أيضا في المساحات داخل الخلايا7,11,12,13. الاضافه إلى ذلك ، فقد ثبت ان الحد الأدنى من المبالغ (1 − 10 نانومتر) من Cur يمكن تسميه لويحات Aβ في 5x مرض الزهايمر العائلي (5Xبدعه) انسجه المخ7. علي الرغم من ان تركيز 1 نانومتر لا يوفر كثافة مضان الأمثل للعد لويحات Aβ, 10 نانومتر أو تركيز اعلي من Cur لا. ركض والزملاء14 ذكرت ان جرعات منخفضه مثل 0.2 nM من ديفلوبوبورون-ديريفاتيزيد Cur يمكن الكشف في الجسم الخارجي aβ الودائع تقريبا فضلا عن مسبار الاشعه تحت الحمراء. ما إذا كانت هذه الجرعة كافيه لتسميه لويحات Aβ في الانسجه لا يزال غير واضح. وقد استخدمت معظم الدراسات السابقة 20 − 30 دقيقه لتلطيخ لويحات Aβ باستخدام Cur ، ولكن قد يتطلب تلطيخ الأمثل وقتا اقل بكثير.
تم تصميم هذه الدراسة لاختبار الحد الأدنى من الوقت المطلوب من قبل Cur لتسميه لويحات Aβ في انسجه الدماغ AD ومقارنه حساسية لوضع العلامات والتصوير من لويحات Aβ في انسجه المخ من الفئران 5xFAD بعد تلطيخ مع Cur مع التقليدية الأخرى Aβ-الاصباغ ملزمه ، مثل ثيوفلافين (Thio-S) ، الكونغو الأحمر (CR) ، وفلورو-اليشم C (FJC). تمت مقارنه القدرة علي وضع العلامات Aβ من هذه الاصباغ الكلاسيكية الملزمة اميلويد مع تلطيخ Cur في أقسام الدماغ الاكليليه والتي تحتوي علي البارافين والتي من الفئران 5xFAD ومن العمر المتطابقة AD الإنسان والسيطرة علي انسجه المخ. وتشير النتائج إلى ان Cur تسميات Aβ لويحات بطريقه مماثله للأجسام المضادة الخاصة Aβ (6E10) وأفضل باعتدال من Thio-S ، CR ، أو FJC. الاضافه إلى ذلك ، عندما تدار الحقن داخل الصفاق من Cur إلى الفئران 5xFAD لمده 2 − 5 أيام ، عبرت حاجز الدم في الدماغ وملزمه مع لويحات Aβ7. ومن المثير للاهتمام, وقد استخدمت تركيزات نانومولار من Cur لتسميه وصوره لويحات aβ في 5xfad انسجه المخ7,14. وعلاوة علي ذلك ، يمكن تصنيف لويحات Aβ المتميزة من الناحية الشكلية ، مثل النواة ، والعصب ، والمنتشرة ، واللويحات المحترقة بواسطة Cur بكفاءة أكبر من اي من الاصباغ الأخرى التقليدية الملزمة اميلويد7. عموما ، يمكن تطبيق Cur علي التسمية وصوره لويحات Aβ في انسجه المخ بعد الوفاة من نماذج الحيوانية AD و/أو الانسجه البشرية AD بطريقه سهله وغير مكلفه ، كبديل موثوق بها للأجسام المضادة الخاصة Aβ.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>4&#8242;,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)</td>
			<td>IHC world, Woodstock, MD</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aanimal model of Alzheimer&#39;s disease</td>
			<td>Jackson&#39;s laboratory, Bar Harbor, ME</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absolute alcohol</td>
			<td>VWR,Radnor, PA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa 594</td>
			<td>Santacruz Biotech, Dallas, TX</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody 6E10</td>
			<td>Biolegend, San Diego, CA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody A11</td>
			<td>Millipore, Burlington, MA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compound light microscope</td>
			<td>Olympus, Shinjuku, Japan</td>
			<td>Olympus BX51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Congo red</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryostat</td>
			<td>GMI, Ramsey, MN</td>
			<td>LeicaCM1800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curcumin</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disodium hydrogen phosphate</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dystyrene plasticizer xylene</td>
			<td>BDH, Dawsonville, GA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter papers</td>
			<td>Fisher scientific, Pittsburgh, PA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoechst-33342</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted fluorescent microscope</td>
			<td>Leica, Buffalo Grove, IL</td>
			<td>Leica DMI 6000B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted fluorescent microscope</td>
			<td>Olympus, Shinjuku, Japan</td>
			<td>Olympus 1x70</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal goat serum</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraffin</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ploy-lysine coated charged glass slide</td>
			<td>Globe Scientific Inc, Mahwah, NJ</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium dihydrogen phosphate</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium azide</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide</td>
			<td>EMD Millipore, Burlington, MA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium pentobarbital</td>
			<td>Vortex Pharmaceuticals limited, Dearborn, MI</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thioflavin-S</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton-X-100</td>
			<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene</td>
			<td>VWR,Radnor, PA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

labeling and imaging of amyloid plaques in brain tissue using the natural polyphenol curcumin

ترسب بروتين بيتا اميلويد (Aβ) في المساحات الخارجة وداخل الخلايا هي واحده من الامراض المميزة لمرض الزهايمر (AD). ولذلك ، فان الكشف عن وجود Aβ في انسجه المخ AD هو أداه قيمه لتطوير العلاجات الجديدة لمنع تطور AD. وقد استخدمت العديد من الاصباغ الكلاسيكية الملزمة اميلويد ، الفلوروكروم ، وتحقيقات التصوير ، والأجسام المضادة الخاصة Aβ للكشف عن الرسوم البيانية Aβ في انسجه المخ AD. استخدام هذه المركبات للكشف عن Aβ مكلفه وتستغرق وقتا طويلا. ومع ذلك ، بسبب نشاطها الفلورسنت مكثفه ، عاليه التقارب ، والخصوصية ل Aβ ، فضلا عن أوجه التشابه الهيكلية مع الاصباغ التقليدية الملزمة اميلويد ، الكركمين (Cur) هو مرشح واعده لوضع العلامات والتصوير من لويحات Aβ في تشريح الجثة انسجه المخ. وهو البوليفينول طبيعيه من عشبه كركم لونغا. في الدراسة الحالية, وقد استخدمت الصورة الكترونيه لتصنيف لويحات Aβ التسمية من كل من نموذج الماوس الوراثية لمرض الزهايمر العائلي 5x (5Xبدعه) ومن الانسجه البشرية الاعلانيه في غضون دقيقه. تم مقارنه القدرة علي وضع العلامات من Cur إلى الاصباغ التقليدية الملزمة اميلويد ، مثل ثيوفلافين (Thio-S) ، الكونغو الأحمر (CR) ، وفلورو-اليشم C (FJC) ، فضلا عن الأجسام المضادة الخاصة Aβ (6E10 و A11). لاحظنا ان Cur هو الطريقة الأكثر تكلفه وأسرع لتسميه وصوره لويحات Aβ بالمقارنة مع هذه الاصباغ التقليدية وقابله للمقارنة إلى الأجسام المضادة المحددة Aβ. الاضافه إلى ذلك ، يربط Cur مع معظم الأنواع Aβ ، مثل قله المواليد وألياف الليفية. ولذلك ، يمكن استخدام Cur باعتبارها الأكثر فعاليه من حيث التكلفة ، وبسيطه ، وسريعة الفلوروكروم عامل الكشف عن لويحات Aβ.

الكركمين تسميات اللويحات Aβ في غضون دقيقه. عندما كنا ملطخه 5xFAD الانسجه مع Cur ، وجدنا ان التسمية Cur Aβ لويحات في غضون 1 دقيقه. علي الرغم من زيادة وقت الحضانة مع Cur زيادة طفيفه كثافة مضان من لويحات Aβ ، وكان عدد لويحات Aβ لوحظ لا تختلف اختلافا كبيرا بين 1 دقيقه و 5 دقيقه تلطيخ الوقت ...

Watch this Scientific Journal Video about Labeling and Imaging of Amyloid Plaques in Brain Tissue Using the Natural Polyphenol Curcumin at JoVE.com

Labeling and Imaging of Amyloid Plaques in Brain Tissue Using the Natural Polyphenol Curcumin (Video) | JoVE

الكركمين هو فلوكوفيري مثاليه لوضع العلامات والتصوير من لويحات بروتين بيتا اميلويد في انسجه المخ نظرا لارتباطها التفضيلية إلى بروتين بيتا اميلويد ، فضلا عن أوجه التشابه الهيكلية مع غيرها من الاصباغ التقليدية الملزمة اميلويد. ويمكن استخدامه لتسميه وصوره لويحات بروتين بيتا اميلويد أكثر كفاءه وغير مكلفه من الأساليب التقليدية.

وضع العلامات والتصوير من لويحات اميلويد في انسجه المخ باستخدام الكركمين البوليفينول الطبيعية

Deposition of amyloid beta protein (A&#946;) in extra- and intracellular spaces is one of the hallmark pathologies of Alzheimer&#39;s disease (AD). ...

هذا البروتوكول هو الأسلوب الأكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة لوضع العلامات بدقة على لويحات بيتا اميلويد، بالمقارنة مع الأجسام المضادة الأميلويد محددة، والتي هي حاليا المعيار الذهبي لوضع العلامات على هذه اللويحات. تستغرق هذه التقنية وقتًا أقل وهي فعالة بنفس القدر مثل أي من طرق وضع العلامات على الأميلويد شائعة الاستخدام. الكركمين يرتبط بقوة لويحات اميلويد ويمكن استخدامها كمسبار التصوير أثناء مسح PET للدماغ وللفحص غير الباضع نسبيا باستخدام مسح شبكية العين.الكركمين يرتبط أيضا إلى الرجفان العصبي أو تاو متشابكة في مرض الزهايمر، ألفا synuclein في مرض باركنسون، وبروينات هنتنغتون متحولة في مرض هنتنغتون. إظهار الإجراء مع Panchanan Maiti سيكون زاكاري باورز، وهو طالب دراسات عليا، وأليكساندرا بلمونز، عالمة أبحاث من مختبري. بعد التأكد من عدم وجود استجابة لاعكاس الألم في تخدير 12 شهرا من العمر مرض الزهايمر الماوس نموذج, وضع الماوس في موقف supine على علبة جراحة وجعل شق في البطن ومن خلال الحجاب الحاجز.أدخل إبرة 21 مقياساً في الشق، ثم قم بعمل شق صغير في فتحة اليورين اليمنى للسماح لسائل النزف بالتصريف من الجسم. استخدام نظام ضخ تغذية الجاذبية للسماح للثلج الباردة 0.1 السائل PBS ضرس للتدفق في الإبرة لمدة خمس إلى ست دقائق في 20 إلى 25 ملليلتر في الدقيقة معدل التدفق. إذا تم إجراء التسريب بشكل صحيح، سيتم ملاحظة الكبد واضحة.إن القذف السليم للحيوان ضروري لأنه إذا لم تتم إزالة الدم تمامًا ، فقد يرتبط الكركمين بالأوعية الدموية ويؤدي إلى إشارة خلفية فلورية خضراء. عندما تم تسليم كل من برنامج تلفزيوني، تبديل صمام العازلة إلى الجليد الباردة 4٪ حل شبهformaldehyde لمدة ثماني إلى 10 دقائق قبل استخدام مقص ملقط لتحرير الدماغ من الجمجمة. ثم استخدم ملعقة لوضع الدماغ في قارورة 4٪ شبهformaldehyde على الأقل 10 أضعاف حجم الأنسجة لمدة أربع درجات مئوية التخزين حتى المعالجة.للحصول على أقسام لاقسام التبريد ، تزج بشكل متتابع الدماغ في حلول السكروز متدرج في أربع درجات مئوية لمدة 24 ساعة لكل تركيز قبل استخدام التبريد في درجة حرارة سالبة 22 درجة مئوية للحصول على 40 ميكرومتر أقسام ، ووضع 10 إلى 20 قسما في بئر في ستة بئر لوحة تحتوي على برنامج تلفزيوني تكملها 0.02 ٪ azide كما يتم الحصول عليها. عندما تم الحصول على جميع العينات، تخزين الأجزاء في أربع درجات مئوية حتى مزيد من المعالجة. للحصول على أقسام لاقتناف البارافين، يجفف أنسجة الدماغ المجففة بعد ثابت مع حلول الكحول متدرج متسلسلة لمدة ساعتين لكل تركيز، تليها اثنين ساعة واحدة 100٪ الكحول الغمر واثنين من الغمرات إكسيلين ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة.بعد الغمر الزيلين الماضي، واختراق الأنسجة مع واحد إلى واحد من الزيلين إلى محلول البارافين مرتين لمدة ساعة واحدة لكل حضانة في 56 درجة مئوية في كوب مخروطي زجاجي مغطى برقائق الألومنيوم قبل غمر الأنسجة في البارافين درجة مئوية 56 لمدة أربع إلى ست ساعات. في نهاية الحضانة، واستخدام microtome دوارة في درجة حرارة الغرفة للحصول على خمسة أجزاء سميكة ميكرومتر وضع المقاطع في 45 درجة مئوية حمام الماء الأنسجة كما يتم جمعها. لتكريم الكركمين من لويحات بيتا اميلويد في أقسام الأنسجة المبردة، شطف المقاطع مع برنامج تلفزيوني ثلاث مرات لمدة خمس دقائق لكل غسل قبل غمر المقاطع في 70٪ الإيثانول لمدة دقيقتين في درجة حرارة الغرفة.في حين أن المقاطع هي احتضان، حل مليمولار واحد من الكركمين الأسهم في الميثانول وتمييع الحل لتركيز العمل النهائي من 10 ميكرومولار مع 70٪ الإيثانول. في نهاية الحضانة، غمر المقاطع في محلول الكركمين العامل لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة عند 50 دوران في الدقيقة. في نهاية فترة تلطيخ، والتخلص من محلول الكركمين وغسل المقاطع مع ثلاثة غسل دقيقتين في 70٪ الإيثانول.بعد الغسيل الأخير، قم بنقل المقاطع إلى شرائح زجاجية مغلفة بالبوليسين واركب زلة غلاف على كل شريحة مع وسيط تركيب عضوي مناسب. ثم عرض المقاطع على مجهر الفلوريسنس باستخدام هدف 10 أو 20x ومرشحات الإثارة المناسبة والانبعاثات. لوضع العلامات الهستوكيميائية من أقسام الأنسجة البارافينية العميقة، غمر الأجزاء السميكة الخمسة ميكرومتر في إكسيلين مرتين لمدة خمس دقائق في درجة حرارة الغرفة لكل غمر، تليها الإماهة مع متدرجة دقيقة واحدة حل الكحول الغمر.في نهاية الحضانة، وغسل المقاطع مع حلول الكحول متدرج لمدة دقيقتين لكل تركيز تليها إزالة مع اثنين من الغمرات الزيلين خمس دقائق. بعد الغمر الإكسلين الثاني، جبل كل قسم على شريحة المجهر مع زلة غطاء ووسيلة تركيب مناسبة للتصوير المجهري فلوريسنس كما هو موضح. لوضع العلامات من عينات قسم التبريد مع الأجسام المضادة المضادة A-بيتا، وغسل العينات ثلاث مرات مع برنامج تلفزيوني الطازجة لكل غسل في آبار فردية من 12 لوحة جيدا قبل عرقلة أي ربط غير محددة مع مصل الماعز العادي 10٪ في برنامج تلفزيوني و 0.5٪ تريتون X-100 لمدة ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة.في نهاية الحضانة، والتخلص من حل حجب واحتضان العينات مع الأجسام المضادة بيتا محددة بين عشية وضحاها في أربع درجات مئوية و 150 التناوب في الدقيقة الواحدة. في صباح اليوم التالي، وغسل المقاطع مع ثلاثة 10 غسل دقيقة في برنامج تلفزيوني الطازجة في غسل، تليها الحضانة مع جسم مضاد الثانوية المناسبة مترافق مع الفلوروفور الأحمر لمدة ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة المحمية من الضوء. في نهاية الحضانة، وغسل أقسام ثلاث مرات مع برنامج تلفزيوني تليها غسل واحد مع 70٪ الكحول.بعد غسل الكحول، احتضان المقاطع مع 10 الكركمين ميكرومولار لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة تليها ثلاث دقيقة واحدة 70٪ يغسل الكحول. بعد الغسيل الأخير، قم بتجفيف المقاطع بنسبة 90٪ و100٪ من الكحول لمدة دقيقة واحدة لكل تركيز، وامسح الأقسام مرتين لمدة خمس دقائق لكل غمر مع الزيلين الطازج لكل حضانة. ثم قم بتحميل المقاطع وصورها كما هو موضح.بالنسبة لـ amyloid beta co-التعريب، وصمة عار المقاطع مع الأجسام المضادة بيتا اميلويد تليها تلطيخ مع الكركمين في درجة حرارة الغرفة و 50 التناوب في الدقيقة المحمية من الضوء كما هو موضح. في نهاية الحضانة، مضاد مع صبغة نووية مناسبة لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة و 50 دوران في الدقيقة المحمية من الضوء تليها ثلاثة يغسل في برنامج تلفزيوني. ثم جبل وصورة المقاطع عن طريق المجهر fluorescence كما هو موضح.على الرغم من زيادة وقت الحضانة مع الكركمين يزيد قليلا من شدة الفلوريسنس من لويحات بيتا A، وعدد من لويحات لوحظ لا يختلف كثيرا بين دقيقة واحدة وخمس دقائق من الوقت تلطيخ. الكركمين يمكن استخدامها لطخة اللويحات بيتا و اكيبيبات، البارافين جزءا لا يتجزأ، وعينات الأنسجة مرض الزهايمر البشري. وضع العلامات مع جسم مضاد بيتا محددة قبل تلطيخ الكركمين يكشف أن الكركمين هو تماما شارك في ترجمة مع بيتا في نفس اللويحات التي تربط الجسم المضاد.بعد تلطيخ مع الكركمين المسمى A أوليجومر بيتا، الكركمين شارك التعريب مع oligomers يمكن ملاحظتها في لويحات بيتا. وبالمثل، الكركمين أيضا شارك في ترجمة مع الأجسام المضادة بيتا محددة في المساحات داخل الخلايا، مؤكدا أن وصمة عار يمكن تسمية بيتا داخل الخلايا. الكركمين وسم هو أيضا أكثر بروزا من الأصباغ التقليدية الأميلويد ملزمة.مشتقات الكركمين الموجودة في مقتطفات من التكريمي تسمية اللويحات بيتا نسبيا إلى الكركمين في أنسجة الدماغ مرض الزهايمر البشري بغض النظر عن نوع المتوسطة المتصاعدة المستخدمة. وبالإضافة إلى ذلك، يتم الحفاظ على إشارات الكركمين المناعية وكثافة مكافحة الملوثات حتى بعد تلطيخ مع البقع النووية النموذجية وعلامات الخلية الأخرى. التقينا أن المقاطع الثابتة يجب أن تكون أرق من 40 ميكرون.يجب أن يبقى هذا الإجراء التدريب أقل من 30 دقيقة والتركيز الكركمين الأمثل هو واحد إلى اثنين من micromolar. يمكن إجراء المؤشرات الحيوية المتخلفة المزدوجة على نفس الأنسجة ويمكن أن توفر خصوصية أكبر لأنواع خلايا الدماغ التي يتم تسويةها. وبالنظر إلى أن الكركمين يمكن أن تقلل من حمولة البلاك اميلويد، ويجري حاليا التحقيق في الآليات الدقيقة لكيفية حدوث هذه العملية على المستويين الخلوي والجزيئي.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Molecular Biology

Neuroscience

Labeling and Imaging of Amyloid Plaques in Brain Tissue Using the Natural Polyphenol Curcumin

Unit 1

Protein Structure

SCIENTISTS IN ACTION

Labeling and Imaging Cells in the Zebrafish Hindbrain

Labeling and Imaging Cells in the Zebrafish Hindbrain (Video) | JoVE

التوسيم وخلايا الدماغ المؤخر التصوير في اسماك الزرد

Key to understanding the morphogenetic processes that shape the early vertebrate embryo is the ability to image cells at high resolution. In zebrafish ...

Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus (Video) | JoVE

تسريب التجسيمي من بلازميدة قليلة القسيمات اميلويد بيتا في الحصين ماوس

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the ...

Imaging Serotonergic Fibers in the Mouse Spinal Cord Using the CLARITY/CUBIC Technique

Imaging Serotonergic Fibers in the Mouse Spinal Cord Using the CLARITY/CUBIC Technique (Video) | JoVE

التصوير ألياف هرمون السيروتونين في الحبل الشوكي الماوس عن طريق وضوح / تقنية مكعب

Long descending fibers to the spinal cord are essential for locomotion, pain perception, and other behaviors. The fiber termination pattern in the spinal ...

Correlative Light and Electron Microscopy to Study Microglial Interactions with &#946;-Amyloid Plaques

Correlative Light and Electron Microscopy to Study Microglial Interactions with ÃŽÂ²-Amyloid Plaques (Video) | JoVE

متلازم الضوء والمجهر الإلكتروني لدراسة دبقية التفاعل مع اللوحات-β اميلويد

A detailed protocol is provided here to identify amyloid A&#946; plaques in brain sections from Alzheimer&#39;s disease mouse models before pre-embedding ...

Sublimation of DAN Matrix for the Detection and Visualization of Gangliosides in Rat Brain Tissue for MALDI Imaging Mass Spectrometry

Sublimation of DAN Matrix for the Detection and Visualization of Gangliosides in Rat Brain Tissue for MALDI Imaging Mass Spectrometry (Video) | JoVE

التسامي DAN مصفوفة للكشف والتخيل من Gangliosides في الجرذ أنسجة المخ لMALDI التصوير قياس الطيف الكتلي

Sample preparation is key for optimal detection and visualization of analytes in Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization (MALDI) Imaging Mass ...

Visualization of Amyloid &#946; Deposits in the Human Brain with Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Imaging Mass Spectrometry

Visualization of Amyloid ÃŽÂ² Deposits in the Human Brain with Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Imaging Mass Spectrometry (Video) | JoVE

التصور لرواسب بيتا اميلويد في الدماغ البشري مع الليزر ساعد مصفوفة الامتزاز/التأين التصوير الكتلي

The neuropathology of Alzheimer&#39;s disease (AD) is characterized by the accumulation and aggregation of amyloid &#946; (A&#946;) peptides into ...

Visualizing Axonal Growth Cone Collapse and Early Amyloid &#946; Effects in Cultured Mouse Neurons

Visualizing Axonal Growth Cone Collapse and Early Amyloid ÃŽÂ² Effects in Cultured Mouse Neurons (Video) | JoVE

تصور انهيار مخروط النمو محواري وأوائل آثار بيتا اميلويد في الماوس استزراع الخلايا العصبية

Amyloid-&#946; (A&#946;) causes memory impairments in Alzheimer's disease (AD). Although therapeutics have been shown to reduce A&#946; levels in the ...

Imaging of Intracellular ATP in Organotypic Tissue Slices of the Mouse Brain using the FRET-based Sensor ATeam1.03YEMK

Imaging of Intracellular ATP in Organotypic Tissue Slices of the Mouse Brain using the FRET-based Sensor ATeam1.03YEMK (Video) | JoVE

التصوير من ATP داخل الخلايا في شرائح الانسجه العضوية من الدماغ الماوس باستخدام الاستشعار القائم علي التاكل ATeam 1.03يمك

Neuronal activity in the central nervous system (CNS) evokes a high demand on cellular energy provided by the breakdown of adenosine triphosphate (ATP). A ...

Ballistic Labeling of Pyramidal Neurons in Brain Slices and in Primary Cell Culture

Ballistic Labeling of Pyramidal Neurons in Brain Slices and in Primary Cell Culture (Video) | JoVE

وضع العلامات البالستية للخلايا العصبية الهرمية في شرائح الدماغ وفي ثقافة الخلايا الأولية

It has been reported that the size and shape of dendritic spines is related to their structural plasticity. To identify the morphological structure of ...

In vivo Imaging of Fully Active Brain Tissue in Awake Zebrafish Larvae and Juveniles by Skull and Skin Removal

In vivo Imaging of Fully Active Brain Tissue in Awake Zebrafish Larvae and Juveniles by Skull and Skin Removal (Video) | JoVE

في التصوير الحي لأنسجة الدماغ النشطة بالكامل في يرقات حمار وحشي مستيقظا والأحداث عن طريق إزالة الجمجمة والجلد

Understanding the ephemeral changes that occur during brain development and maturation requires detailed high-resolution imaging in space and time at ...