Name: labeling and imaging of amyloid plaques in brain tissue using the natural polyphenol curcumin
Uploaded: 2019-11-01T14:30:00
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이 연구 결과에 대한 지원은 세인트 메리의 승천에 필드 신경 과학 연구소에서 왔다.

여기에 설명 된 모든 방법은 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다 (ACUC) 새기너 밸리 주립 대학의. 인간 조직은 애리조나에 있는 배너 선 건강 연구소에 있는 확립된 두뇌 은행에서 장악되었습니다15,16.
1. 동물의 관류
<ol><li>고정 및 관류 버퍼를 준비합니다.<ol>
<li>염화나트륨 80g(NaCl), 염화칼륨 2g(KCl), 21.7 g의 디소듐 수?...

<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>

우리의 가설은 Cur가 다른 고전적인 아밀로이드 결합 염료뿐만 아니라 Aβ 특이적 항체와 비교했을 때 사후 AD 뇌 조직에서 Aβ 플라크를 라벨화하고 이미지화하는 가장 빠르고, 쉽고, 가장 저렴한 방법으로 사용될 수 있다는 것이었습니다. 본 연구의 목적은 사후 AD 뇌 조직에서 Cur에 의해 Aβ 플라크에 라벨을 부착하고 이미지화하는 데 필요한 최소 시간을 결정하고 Cur가 Aβ 플라크 라벨링을 위한 Aβ ...

알츠하이머병(AD)은 가장 흔한, 연령과 관련된 진행성 신경 질환 중 하나이며 전 세계적으로 사망의 주요 원인 중하나인 1,2. 학습, 기억, 인식 장애, 신경 정신 장애와 함께,AD에명시 된 일반적인 증상 3 . AD의 병인학이 완전히 해명되지는 않았지만, 사용 가능한 유전적, 생화학적 및 실험적 증거는 Aβ의 점진적증착이 AD4에대한 최종 바이오마커임을 나타낸다. 이 잘못 접힌된 단백질세포 내 및 세포 외 공간에 축적 하 고 시 냅 스 손실에 관여 하는 것으로 생각 됩니다., 증가 neuroinflammation, 그리고 AD에 의해 영향을 받는 뇌의 피 질과 해 마 영역에서 신경 변성5. 따라서 AD 조직에서 Aβ의 조직화학적 검출은 AD 진행을 방지하기 위한 무독성, 항아밀로이드 약물을 개발하는 데 있어 중요한 첫 번째 단계이다.
지난 수십 년 동안, 몇몇 염료 및 항체는 두뇌 조직에 있는 Aβ 패를 표지하고 심상하기 위하여 많은 연구 실험실에 의해 이용되었습니다, 그러나 이 방법의 몇몇은 시간이 소모되고 사용된 염료 또는 항체는 고가, 몇몇 부속을 요구합니다 화학 물질. 따라서 AD 뇌에서 Aβ 플라크를 저렴한 검출 수단으로 개발하면 환영받을 수 있는 새로운 도구가 될 것입니다. 많은실험실은 AD6,7,8,9의치료제뿐만 아니라 라벨링 및 이미징을 위한 유망한 항 아밀로이드 천연 폴리페놀인 Cur를 사용하기 시작했습니다. 그것의 소수성 및 lypophilic 성격, 고전적인 아밀로이드 결합 염료와 구조적 유사성, 강한 형광 활동, Aβ와 결합하는 강한 친화력은 AD 조직 10에 있는 Aβ 플라크의 표지 그리고 화상 진찰을 위한 이상적인 형광포를 만듭니다10 . Aβ 플라크와 올리고머와 의 큐바인드의 존재는 또한 세포 내 공간7,11,12,13에서검출된다. 또한, 5xFAD(5xFAD) 뇌조직에서Aβ 플라크를 5x로 라벨을 붙일 수 있는 최소량(1-10 nM)이 7로 나타났다. 1 nM 농도가 Aβ 플라크의 계수를 위한 최적의 형광 강도를 제공하지는 않지만, 10 nM 이상의 Cur 농도가 그렇습니다. Ran 및 동료14는 디플루오로보론 유도물의 0.2 nM의 낮은 용량이 적외선 프로브뿐만 아니라 생체 내 Aβ 침전물을 거의 검출할 수 있다고 보고했다. 이 복용량은 조직에 Aβ 플라크를 라벨에 충분 여부는 아직 명확 하지 않다. 대부분의 이전 연구는 Cur를 사용하여 Aβ 플라크염색에 20-30분 동안 사용했지만, 최적의 염색은 훨씬 적은 시간이 필요할 수 있습니다.
본 연구는 AD 뇌 조직에 Aβ 플라크를 라벨링하기 위해 Cur가 요구하는 최소 시간을 테스트하고 다른 기존 마우스와 함께 Cur로 염색한 후 5xFAD 마우스에서 뇌 조직의 Aβ 플라크의 라벨링 및 이미징에 대한 민감도를 비교하도록 설계되었습니다. Aβ 결합 염료, 예컨대 티오플라빈-S (티오-S), 콩고 레드 (CR), 및 플루오로 옥 C (FJC). 이러한 고전적인 아밀로이드 결합 염료의 Aβ 라벨링 능력은 5xFAD 마우스및 노화된 인간 AD 및 대조뇌 조직으로부터 파라핀 내장 및 저온 코로나 뇌 섹션에서 의 Cur 염색과 비교되었다. 연구 결과는 Cur 가 Aβ 특이적 항체(6E10)와 유사한 방식으로 Aβ 플라크를 분류하고 티오-S, CR 또는 FJC보다 적당히 더 우수하다고 제안합니다. 또한, 5xFAD 마우스에 대한 경막내 주사를 2-5일 동안 투여했을 때, 혈액-뇌 장벽을 교차시키고 Aβ 플라크7과결합하였다. 흥미롭게도, Cur의 나노몰 농도는 5xFAD 뇌 조직에서 Aβ 플라크를 표지하고 이미지화하는 데 사용되어 왔으며7,14. 더욱이, 코어, 신경염, 확산 및 연소플라크와 같은 형태학적으로 구별되는 Aβ 플라크는 다른 종래의 아밀로이드 결합 염료7보다더 효율적으로 Cur에 의해 표지될 수 있다. 전반적으로, Cur는 Aβ 특이적 항체에 대한 신뢰할 수 있는 대안으로서 AD 동물 모델 및/또는 인간 AD 조직에서 의 사후 뇌 조직에 라벨 및 이미지 Aβ 플라크를 쉽고 저렴한 방법으로 적용할 수 있다.

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	<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

아밀로이드 베타 단백질 (Aβ)의 증착은 엑스트라 및 세포 내 공간에서 알츠하이머 병 (AD)의 특징적인 병리학 중 하나입니다. 따라서 AD 뇌 조직에서 Aβ의 존재를 검출하는 것은 AD의 진행을 방지하기 위한 새로운 치료법을 개발하기 위한 유용한 도구이다. 몇몇 고전적인 아밀로이드 결합 염료, 형광질, 화상 진찰 프로브 및 Aβ 특이적 항체는 AD 뇌 조직에서 Aβ 조직화학적으로 검출하기 위하여 이용되었습니다. Aβ 검출을 위해 이러한 화합물을 사용하는 것은 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸립니다. 그러나, 그것의 강렬한 형광 활동 때문에, 높은 친화성, 및 Aβ를 위한 특이성, 전통적인 아밀로이드 결합 염료를 가진 구조적인 유사성, curcumin (Cur) 사후 에 Aβ 패의 표지 그리고 화상 진찰을 위한 유망한 후보입니다 뇌 조직. 허브 쿠르쿠마 롱가에서천연 폴리페놀입니다. 본 연구에서, Cur는 5x 가족 성 알츠하이머 병 (5xFAD)의 유전 마우스 모델과 1 분 이내에 인간 AD 조직모두에서 조직 화학적으로 Aβ 플라크를 라벨로 지정하는 데 사용되었습니다. 큐어의 라벨링 능력은 티오플라빈-S(Thio-S), 콩고 레드(CR), 플루오로옥 C(FJC) 뿐만 아니라 Aβ 특이적 항체(6E10 및 A11)와 같은 기존의 아밀로이드 결합 염료와 비교되었다. 우리는 Cur가 이러한 기존 염료와 비교할 때 Aβ 플라크에 라벨을 부착하고 이미지화하는 가장 저렴하고 가장 빠른 방법이며 Aβ 특이적 항체와 비교할 수 있다는 것을 관찰했습니다. 또한, Cur는 올리고머 및 피브릴과 같은 대부분의 Aβ 종과 결합합니다. 따라서 Cur는 Aβ 플라크에 대한 가장 비용 효율적이고 간단하며 빠른 형광크롬 검출제로 사용될 수 있습니다.

커큐민은 1분 이내에 Aβ 플라크를 라벨로 표시합니다. 5xFAD 조직을 Cur로 염색했을 때, 우리는 1분 이내에 Aβ 플라크를 치료라벨로 표시한다는 것을 발견했습니다. Cur를 가진 증가된 배양 시간은 Aβ 플라크의 형광 강도를 약간 증가시켰지만, 관찰된 Aβ 플라크의 수는 1 분 및 5 분 염색 시간 사이에서 유의하게 다르지 않았다(그림 1).
<p class="jove_content...

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

Curcumin은 아밀로이드 베타 단백질에 우선적으로 결합하고 다른 전통적인 아밀로이드 결합 염료와의 구조적 유사성으로 인해 뇌 조직에서 아밀로이드 베타 단백질 플라크의 라벨링 및 이미징에 이상적인 플루오로폴링입니다. 아밀로이드 베타 단백질 플라크를 기존의 방법보다 더 효율적이고 저렴하게 라벨을 부착하고 이미지화하는 데 사용할 수 있습니다.

천연 폴리페놀 커큐민을 사용하여 뇌 조직에서 아밀로이드 플라크의 라벨링 및 이미징

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

이 프로토콜은 현재 이러한 플라크 라벨링에 대한 금 본위제인 아밀로이드 특이 적 항체와 비교하여 베타 아밀로이드 플라크를 정확하게 라벨링하는 가장 효율적이고 비용 효율적인 방법입니다. 이 기술은 시간이 적게 걸리며 일반적으로 사용되는 아밀로이드 라벨링 방법과 마찬가지로 효과적입니다. Curcumin 강하게 아밀로이드 플라크에 결합하고 두뇌의 PET 검사 도중 및 망막 스캐닝을 사용하여 상대적으로 비침습적인 검열을 위해 화상 진찰 프로브로 이용될 수 있습니다.커큐민은 또한 알츠하이머 병의 신경 섬유성 또는 타우 엉킴, 파킨슨 병의 알파 시뉴클레인, 헌팅턴 병의 돌연변이 헌팅턴 단백질에 결합합니다. 판차난 마이티와 함께 절차를 시연하는 것은 재커리 보워스, 대학원생, 그리고 알렉산드라 플레몬스, 내 실험실에서 연구 과학자가 될 것입니다. 마취 된 12 개월 된 알츠하이머 병 모델 마우스에서 통증 반사에 대한 반응의 부족을 확인 한 후, 수술 트레이에 supine 위치에 마우스를 배치하고 복부와 횡격막을 통해 절개를합니다.절개에 21 게이지 관류 바늘을 삽입하고 관류 유체가 몸에서 배출 할 수 있도록 오른쪽 오리지클에 작은 절개를합니다. 중력 공급 관류 시스템을 사용하여 얼음 차가운 0.1 어금 PBS 유체가 분당 20~25밀리리터로 5~6분 동안 바늘로 흐를 수 있도록 합니다. 관류가 올바르게 수행되면 맑은 간이 관찰됩니다.혈액이 완전히 제거되지 않으면 커큐민이 혈관에 결합되어 녹색 형광 배경 신호를 초래할 수 있기 때문에 적절한 동물 관류가 필수적입니다. 모든 PBS가 전달되면 완충 밸브를 얼음 차가운 4% 파라포름알데히드 용액으로 전환한 후 가위와 집게를 사용하여 두개골에서 뇌를 풀어보도록 합니다. 그런 다음 주걱을 사용하여 뇌를 4% 파라포름알데히드의 유리병에 넣고 처리전까지 4도 저장을 위해 조직 부피의 10배 이상을 차지합니다.저온염 단면에 대한 섹션을 얻으려면, 40 마이크로 미터 섹션을 얻기 위해 음의 22도에서 극저온을 사용하기 전에 농도당 24 시간 동안 44 섭씨에서 등급 자당 용액에 뇌를 순차적으로 몰입, 그들은 얻을로 보충 PBS를 포함하는 6 개의 잘 플레이트에 잘 10 ~ 20 섹션을 배치 0.02%azide. 모든 샘플을 획득하면 추가 처리가 될 때까지 섹션을 섭씨 4도에 저장합니다. 파라핀 단면에 대한 섹션을 얻으려면 농도당 2시간 동안 순차적인 등급의 알코올 용액을 가진 고정 후 침투 뇌 조직을 탈수하고, 1시간 100% 알코올 몰입및 실온에서 1시간 자일렌 몰입 2개가 뒤따릅니다.마지막 자일렌 몰입 후, 4 ~ 6 시간 동안 56섭씨 파라핀에 침전하기 전에 알루미늄 호일로 덮인 유리 원뿔 유리에 56도에서 잠복당 1 ~1 자일렌으로 조직을 관통하십시오. 인큐베이션의 끝에서, 그들은 수집으로 45섭씨 조직 수조에 섹션을 배치 다섯 마이크로 미터 두께섹션을 얻기 위해 실온에서 회전 마이크로 토메를 사용합니다. 극저온 조직 섹션에서 아밀로이드 베타 플라크의 커큐민 라벨링의 경우, 실온에서 2 분 동안 70 %에탄올에 섹션을 몰입하기 전에 세척 당 5 분 동안 PBS로 섹션을 세 번 헹구습니다.섹션이 인큐베이팅하는 동안, 메탄올에 주식 커큐민 의 1 밀리몰라를 용해하고 70 %의 에탄올과 10 마이크로 몰라의 최종 작업 농도로 용액을 희석. 인큐베이션이 끝나면 작업 커큐민 용액에 분당 50회전시 실온에서 10분 동안 섹션을 담급니다. 염색 기간이 끝나면 커큐민 용액을 버리고 70 % 에탄올로 3 2 분 세척으로 섹션을 씻으십시오.마지막 세척 후, 폴리리신 코팅 유리 슬라이드에 섹션을 전송하고 적절한 유기 장착 매체와 각 슬라이드에 커버 슬립을 장착. 그런 다음 10 또는 20배 목표및 적절한 흥분 및 방출 필터를 사용하여 플로레시네이션 현미경의 섹션을 봅니다. 깊은 파라핀 조직 섹션의 조직 화학 라벨링을 위해, 침수 당 실온에서 5 분 동안 자일렌에 있는 5 마이크로 미터 두께의 섹션을 두 번, 그리고 등급1 분 알코올 용액 몰입으로 재수화.인큐베이션이 끝나면 농도당 2분 동안 등급이 매겨진 알코올 용액으로 섹션을 세척한 다음 2개의 5분 자일렌 몰입으로 청소합니다. 두 번째 자일렌 침지 후, 입증 된 바와 같이 플로레시즘 현미경 이미징에 대한 커버 슬립과 적절한 장착 매체와 현미경 슬라이드에 각 섹션을 마운트. 항A-베타 항체를 가진 극저온 단면도 표본의 라벨링을 위해, PBS에서 10%의 일반 염소 세럼으로 비특이적 결합을 차단하기 전에 12웰 플레이트의 개별 우물에서 세척당 신선한 PBS로 샘플을 세 번 세척하고 실온에서 1시간 동안 0.5%트리톤 x-100을 허용합니다.인큐베이션이 끝나면 차단 용액을 폐기하고 베타 특이항체로 샘플을 하룻밤 사이에 섭씨 4도 및 분당 150회전으로 배양한다. 다음 날 아침, 세척당 신선한 PBS로 3 개의 10 분 세척으로 섹션을 씻은 다음 빛으로부터 보호되는 실온에서 1 시간 동안 적색 불소로 공조된 적절한 이차 항체로 인큐베이션을 합니다. 인큐베이션이 끝나면 PBS로 섹션을 세 번 씻고 70 %의 알코올로 한 번 씻습니다.알코올 세척 후 실온에서 10 분 동안 10 마이크로 몰러 커큐민으로 섹션을 배양한 다음 3 분 70 %의 알코올 세척을 합니다. 마지막 세척 후, 농도 당 1 분 동안 90 %와 100 % 알코올로 섹션을 탈수하고 인큐베이션 당 신선한 자일렌과 침수 당 5 분 동안 섹션을 두 번 취소합니다. 그런 다음 설명된 대로 섹션을 마운트하고 이미지화합니다.세포 내 아밀로이드 베타 공동 국소화를 위해, 항 아밀로이드 베타 항체로 섹션을 얼룩지게 한 다음 실온에서 커큐민으로 염색하고 빛으로부터 보호되는 분당 50 회전이 입증된 바와 같이. 인큐베이션이 끝나면 실온에서 10분 동안 적절한 핵염을 가진 카운터스테인과 분당 50회 회전이 빛으로부터 보호된 다음 PBS에서 세 번의 세척을 합니다. 그런 다음 형광 현미경 검사법에 의해 섹션을 마운트및 이미지화하여 입증된 바와 같이.커큐민으로 잠복시간을 늘리면 A베타 플라크의 형광 강도가 약간 증가하지만, 관찰된 플라크의 수는 염색 시간의 1~5분 사이에 크게 다르지 않다. 커큐민은 베타 플라크와 저온절제, 파라핀 내장, 인간 알츠하이머 병 조직 샘플을 염색하는 데 사용할 수 있습니다. 커큐민 염색 전에 베타 특이적 항체로 라벨링하면 커큐민이 항체를 묶는 동일한 플라크에서 베타와 완전히 공동 국화된다는 것을 알 수 있다.curcumin 라벨 베타 올리고머로 염색 한 후, 올리고머와 커큐민 공동 국소화는 베타 플라크에서 관찰 될 수있다. 유사하게, 커큐민은 또한 세포내 공간에서 A 베타 특이적 항체와 공동 국소화하여 얼룩이 세포내 A 베타에 라벨을 붙일 수 있음을 확인한다. 커큐민 라벨링은 또한 기존의 아밀로이드 결합 염료보다 더 두드러지다.Tumeric 추출물 라벨A 베타 플라크에서 발견되는 커큐민 유도체는 사용되는 장착 배지의 종류에 관계없이 인간 알츠하이머 병 뇌 조직에서 비교적 커큐민을 치료하기 위해 베타 플라크를 표시합니다. 또한, 커큐민 면역형광신호 및 반염색 강도는 일반적인 핵얼룩 및 기타 세포 마커로 염색한 후에도 유지된다. 우리는 일정한 단면이 40 미크론 보다는 더 얇아야 한다는 것을 만났습니다.이 훈련 절차는 30 분 이내에 보관해야하며 최적의 커큐민 농도는 1 ~ 2 개의 마이크로 몰러입니다. 이중 레벨링 지체 바이오마커는 동일한 조직에서 수행될 수 있으며 뇌 세포의 종류가 평준화되는 더 큰 특이성을 제공할 수 있습니다. 커큐민이 아밀로이드 플라크 부하를 줄일 수 있다는 점을 감안할 때, 이 과정이 어떻게 발생하는지에 대한 정확한 메커니즘은 현재 세포 및 분자 수준 모두에서 조사되고 있습니다.

Research

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Protein Structure

SCIENTISTS IN ACTION

Labeling and Imaging Cells in the Zebrafish Hindbrain

Zebrafish의 Hindbrain에 라벨 부착 및 이미징 셀

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

연구

신경과학

Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

마우스 해마에 올리고머 아밀로이드 - 베타의 정위 주입

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

CLARITY를 사용하여 마우스 척수에서 세로토닌 섬유 이미징 / CUBIC 기술

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 ÃƒÅ½Ã‚Â²-Amyloid Plaques

상호 빛과 전자 현미경은 β - 아밀로이드 플라크와 소교의 상호 작용을 연구하는

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

MALDI 이미징 질량 분석에 대한 쥐 뇌 조직에 강글리오사이드의 감지 및 시각화를위한 DAN 매트릭스의 승화

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 ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â² Deposits in the Human Brain with Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Imaging Mass Spectrometry

매트릭스 보조 레이저 탈 착/이온화 질량 분석 이미징와 인간의 뇌에서 아 밀 로이드 β 예금의 시각화

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 ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â² Effects in Cultured Mouse Neurons

시각화 Axonal 성장 콘 붕괴 교양된 마우스 신경에 있는 초기 아 밀 로이드 β 효과

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

FRET 기반 센서 ATeam1.03YEMK를 사용하여 마우스 뇌의 오르가노티픽 조직 슬라이스에서 세포 내 ATP 이미징

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

뇌 슬라이스와 기본 세포 배양에서 피라미드 뉴런의 탄도 라벨링

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

두개골과 피부 제거에 의해 깨어 얼룩말 물고기 애벌레와 청소년에서 완전히 활성 뇌 조직의 생체 내 이미징

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