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

Поддержка этого исследования была получена из Института полевых неврологий вознесения Святой Марии.

Все методы, описанные здесь, были одобрены Комитетом по уходу за животными и использованию (ACUC) Государственного университета Сагино-Вэлли. Человеческая ткань была получена из установленного банка мозга в Banner Sun Health Institute в Аризоне15,16.
1. Перф...

<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>

Наша гипотеза состояла в том, что Cur может быть использован как самый быстрый, простой и наименее дорогой способ маркировки и изображения бляшек АЗ в посмертной ткани мозга АД по сравнению с другими классическими амилоидными связующими красителей, а также антителами АЗ. Целью этого исс?...

Болезнь Альцгеймера (AD) является одним из наиболее распространенных, возрастных, прогрессирующих неврологических расстройств и одной из ведущих причин смерти во всем мире1,2. Обучение, память, и познания нарушения, наряду с нейропсихиатрическими расстройствами, являются общими симптомами проявляется вaD 3. Хотя этиология АД не была полностью выяснена, имеющиеся генетические, биохимические и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что постепенное осаждение АЗ является окончательным биомаркером для АД4. Этот неправильно сложенный белок накапливается во внутриклеточных и внеклеточных пространствах и, как полагают, участвует в синаптической потере, повышенной нейровостригматии и нейродегенерации в корковых и гиппокампальных областях в мозге, пораженномАД 5. Таким образом, гистохимическое обнаружение АЗ в тканях АД является важным первым шагом в разработке нетоксичных, антиамилоидных препаратов для предотвращения прогрессирования АД.
В течение последних нескольких десятилетий, несколько красителей и антител были использованы во многих исследовательских лабораториях для обозначения и изображения АЗ бляшки в тканях мозга, но некоторые из этих методов являются трудоемкими и красители или антитела, используемые являются дорогостоящими, требуя несколько аксессуаров Химических веществ. Таким образом, разработка недорогих средств обнаружения бляшек АЗ в мозге АД было бы новым желанным инструментом. Многие лаборатории начали использовать Cur, перспективный антиамилоидный природный полифенол, для маркировки и визуализации АЗ, а также терапевтический агент дляAD 6,7,8,9. Его гидрофобность и липофильная природа, структурное сходство с классическими амилоидными связывающими красителями, сильная флуоресцентная активность, а также сильное сродство к связыванию с АЗ делает его идеальным флюорофором для маркировки и визуализации бляшек АЗ в ткани АД10 . Кур связывается с АЗ-бляшками и олигомерами, и его присутствие также обнаруживается во внутриклеточных пространствах7,11,12,13. Кроме того, было показано, что минимальное количество (1-10 нм) кур может пометить АЗ в 5x семейной болезни Альцгеймера (5xFAD) ткани мозга7. Несмотря на то, что концентрация 1 нМ не обеспечивает оптимальную интенсивность флуоресценции для подсчета бляшек АЗ, 10 нм или более высокая концентрация Кур делает. Ран и его коллеги14 сообщили, что дозы, как низко как 0,2 нМ дифторорона-дериватизированных Кур может обнаружить в виво АЗ отложений почти так же хорошо, как инфракрасный зонд. Достаточно ли этой дозы для обозначения бляшек АЗ в тканях, до сих пор не ясно. Большинство предыдущих исследований использовали 20-30 минут для окрашивания бляшек АЗ с использованием Cur, но оптимальное окрашивание может потребовать гораздо меньше времени.
Настоящее исследование было разработано, чтобы проверить минимальное время, требуемое Cur для обозначения БЛяшек АЗ в тканях мозга АД и сравнить чувствительность для маркировки и визуализации бляшек АЗ в тканях головного мозга от мышей 5xFAD после окрашивания с Cur с другими обычными Аз-связывающие красители, такие как Тиофлавин-С (Тио-С), Конго красный (CR) и Фтор-нефрит C (FJC). Способность маркировки этих классических амилоидных связывающих красителей была сравнена с куром, встроенными в парафина и криостатными коронарными мозгами от мышей 5xFAD и из выдержанных человеческих АД и контроля мозговой ткани. Полученные результаты свидетельствуют о том, что Cur этикетки АЗ бляшки таким образом, похожие на АЗ-специфических антител (6E10) и умеренно лучше, чем Тио-S, CR, или FJC. Кроме того, когда интраперитонеальные инъекции мышей Cur к 5xFAD вводили в течение 2-5 дней, он пересек гематоэнцефалический барьер и связан с бляшками7. Интересно, что наномолярные концентрации Cur были использованы для обозначения и изображения бляшек АЗ в 5xFAD ткани мозга7,14. Кроме того, морфологически различные БЛяшки АЗ, такие как основные, неуритемые, диффузные и сгоревшие бляшки могут быть помечены Cur более эффективно, чем с любым из других обычных амилоидных связывающих красителей7. В целом, Cur может быть применен к этикетке и изображению бляшек ВК в посмертных тканях мозга из моделей aD животных и/или человеческой ткани АД простым и недорогим способом, как надежная альтернатива специфическим антителам АЗ.

<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

Осаждение амилоидного бета-белка (АЗ) во вне- и внутриклеточном пространствах является одной из отличительных патологий болезни Альцгеймера (АД). Таким образом, обнаружение присутствия АЗ в тканях мозга АД является ценным инструментом для разработки новых методов лечения для предотвращения прогрессирования АД. Несколько классических амилоидных связывающих красителей, фторхром, визуальные зонды, и АЗ-специфических антител были использованы для обнаружения АЗ гистохимически в тканях мозга АД. Использование этих соединений для обнаружения АЗ является дорогостоящим и трудоемким. Тем не менее, из-за своей интенсивной флуоресцентной активности, высокой сродство, и специфичность для АЗ, а также структурные сходства с традиционными амилоидных связывающих красителей, куркумин (Cur) является перспективным кандидатом для маркировки и изображения бляшек АЗ в посмертном ткани мозга. Это натуральный полифенол из травы Curcuma longa. В настоящем исследовании, Cur был использован для гистохимически этикетки АЗ бляшки от как генетической мыши модели 5x семейной болезни Альцгеймера (5xFAD) и из человеческой ткани АД в течение минуты. Способность маркировки Cur была сравнена с обычными амилоидных связывающих красителей, таких как тиофлавин-S (Thio-S), Конго красный (CR), и Fluoro-нефрит C (FJC), а также АЗ-специфические антитела (6E10 и A11). Мы заметили, что Cur является самым недорогим и быстрым способом маркировки и изображения бляшек АЗ по сравнению с этими обычными красителей и сравнима с АЗ-специфических антител. Кроме того, Кур связывается с большинством видов АЗ, такими как олигомеры и фибриллы. Таким образом, Cur может быть использован в качестве наиболее экономичный, простой и быстрый флюорохром обнаружения агента для АЗ бляшек.

Куркумин этикетки АЗ таблички в течение минуты. Когда мы запятнали ткань 5xFAD с Cur, мы обнаружили, что Cur этикетки АЗ бляшки в течение 1 мин. Несмотря на то, что увеличение времени инкубации с Cur несколько увеличило интенсивность флуоресценции бляшек АЗ, количество наблюда?...

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

Куркумин является идеальным фторфором для маркировки и визуализации амилоидных бета-белков ытец в ткани мозга из-за его преференциальной связывания с амилоидным бета-протеином, а также его структурных сходств с другими традиционными амилоидными связывающими красителями. Он может быть использован для обозначения и изображения амилоидных бета-белковых бляшек более эффективно и недорого, чем традиционные методы.

Маркировка и изображение амилоидных пластин в мозговой ткани с использованием природного полифенола куркумина

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

Этот протокол является наиболее эффективным и экономически эффективным методом точной маркировки бета-амилоидных бляшек, по сравнению с амилоидными антителами, которые в настоящее время являются золотым стандартом для маркировки этих бляшек. Этот метод занимает меньше времени и столь же эффективен, как и любой из широко используемых методов маркировки амилоидов. Куркумин сильно связывается с амилоидными бляшками и может быть использован в качестве зонда для визуализации во время ПЭТ-сканирования мозга и для относительно неинвазивных скринингов с помощью сканирования сетчатки.Куркумин также связывается с нейрофибриллярией или тау клубок при болезни Альцгеймера, альфа-синуклеин при болезни Паркинсона, и мутант Хантингтон белков в болезни Генттона. Демонстрацией процедуры с Панчананом Маити будут Закари Бауэрс, аспирант, и Александра Племмонс, научный сотрудник из моей лаборатории. После подтверждения отсутствия реакции на болевой рефлекс в анестезии 12-месячной болезни Альцгеймера модели мыши, поместите мышь в положение на спине на подносе хирургии и сделать разрез в живот и через диафрагму.Вставьте 21 калибровочных перфузии иглы в разрез и сделать небольшой разрез в правой ушной раковине, чтобы перфузиовневой жидкости для слива из тела. Используйте гравитационную систему перфузии, чтобы позволить ледяной жидкости 0,1 моляра PBS поступать в иглу в течение пяти-шести минут при скорости потока от 20 до 25 миллилитров в минуту. Если перфузия выполняется правильно, то будет наблюдаться чистая печень.Правильная перфузия животных имеет важное значение, потому что если кровь не удаляется полностью, куркумин может связываться с кровеносными сосудами и привести к зеленому флуоресцентный фоновый сигнал. Когда все PBS был доставлен, переключить буферный клапан на ледяной 4%paraformaldehyde решение в течение восьми до 10 минут, прежде чем использовать ножницы и типсы, чтобы освободить мозг от черепа. Затем используйте шпатель, чтобы поместить мозг во флакон 4%paraformaldehyde по крайней мере в 10 раз объем ткани в течение четырех градусов по Цельсию хранения до обработки.Для получения разделов для криостата секций, последовательно погрузить мозг в градуированных растворов сахарозы при четырех градусах по Цельсию в течение 24 часов за концентрацию, прежде чем использовать криостат при отрицательном 22 градусов по Цельсию, чтобы получить 40 микрометровых секций, размещение от 10 до 20 секций на колодец в шесть пластин, содержащих PBS дополняется 0,02% азида, как они получены. Когда все образцы были приобретены, хранить разделы на четыре градуса по Цельсию до дальнейшей обработки. Для получения разделов для парафина секций, обезвоживают пост-фиксированной perfused ткани мозга с последовательными градуированных алкогольных растворов в течение двух часов на концентрацию, а затем два один час 100% погружения алкоголя и два одного часа погружения ксилена при комнатной температуре.После последнего погружения ксилена, проникнуть в ткань с один к одному ксилену парафин раствор два раза в течение одного часа на инкубацию при 56 градусов по Цельсию в стеклянном коническом стекле, покрытом алюминиевой фольгой, прежде чем погрузить ткани в 56 градусов по Цельсию парафин в течение четырех-шести часов. В конце инкубации используйте роторный микротом при комнатной температуре, чтобы получить пять секций толщиной в пять микрометров, помещая секции в водяную баню ткани 45 градусов по Цельсию по мере их сбора. Для маркировки куркумина амилоидных бета-бляшек в секциях криостатической ткани, промыть секции с PBS три раза в течение пяти минут за стирку перед погружением разделов в 70% этанола в течение двух минут при комнатной температуре.В то время как секции инкубируются, растворите один миллимолярн бульонного куркумина в метаноле и разбавьте раствор до конечной рабочей концентрации 10 микромолей с 70% этанола. В конце инкубации погрузите секции в рабочий раствор куркумина на 10 минут при комнатной температуре при 50 вращениях в минуту. В конце периода окрашивания, отказаться от раствора куркумин и мыть секции с тремя две минуты моет в 70%этанола.После последней стирки перенесите секции на полилинированные стеклянные горки и смонтировать крышку скольжения на каждой слайд с соответствующей органической среды монтажа. Затем просмотрите разделы на флуоресцентный микроскоп с помощью 10 или 20x цели и соответствующие возбуждения и выбросов фильтров. Для гистохимической маркировки глубоких парафинизированных секций тканей, погрузите пять микрометров толщиной секций в ксилен два раза в течение пяти минут при комнатной температуре за погружение, а затем регидратации с градуированных одну минуту погружения раствор алкоголя.В конце инкубации промыть секции градуированными спиртовыми растворами в течение двух минут на концентрацию с последующим очисткой с двумя пятиминутными погружениями ксилена. После второго погружения ксилена, смонтировать каждый раздел на слайде микроскопа с крышкой скольжения и соответствующие монтажные среды для флуоресценции микроскопии изображения, как попродемонстрировано. Для маркировки образцов криостата с анти-бета-антителами, мыть образцы три раза со свежим PBS на стирку в отдельных скважинах 12 хорошо пластины, прежде чем блокировать любые неспецифические связывания с 10%нормальной сыворотки козы в PBS и 0,5%triton x-100 в течение одного часа при комнатной температуре.В конце инкубации отбросьте блокирующий раствор и инкубировать образцы бета-специфическим антителом на ночь при четырех градусах Цельсия и 150 вращениях в минуту. На следующее утро, мыть разделы с тремя 10 минут моет в свежем PBS за стирку, а затем инкубации с соответствующим вторичным антителом конъюгированных с красным флюорофором в течение одного часа при комнатной температуре защищены от света. В конце инкубации, мыть разделы три раза с PBS следуют одна стирка с 70% алкоголя.После мытья алкоголя, инкубировать разделы с 10 микромоляных куркумин в течение 10 минут при комнатной температуре, а затем три одну минуту 70% алкоголя моет. После последней стирки обезвоживаем секции 90%и 100% алкоголем в течение одной минуты за концентрацию и очищаем секции два раза в течение пяти минут за погружение свежим ксиленом на инкубацию. Затем смонтировать и изображение разделов, как попродемонстрировано.Для внутриклеточной бета-локализации амилоидной бета-локализации, пятно разделов с анти амилоидных бета-антител, а затем окрашивание куркумин при комнатной температуре и 50 вращений в минуту защищены от света, как попродемонстрировано. В конце инкубации счетчики с соответствующим ядерным красителем в течение 10 минут при комнатной температуре и 50 вращений в минуту защищены от света, а затем три моет в PBS. Затем крепление и изображение секций с помощью микроскопии флуоресценции, как попродемонстрировано.Хотя увеличение инкубации время с куркумином немного увеличивает интенсивность флуоресценции бета бляшек, количество наблюдаемых бляшек не значительно отличается между одной и пяти минут окрашивания времени. Куркумин может быть использован для испачка бета бляшек и криозекции, парафин встроенных, и образцы тканей болезни Альцгеймера человека. Маркировка с бета специфическим антителом перед окрашивание куркумина показывает, что куркумин полностью локализован бета на тех же бляшках, которые связывают антитела.После окрашивания куркумином помечены бета-олигомеры, куркумин совместной локализации с олигомерами можно наблюдать в бета бляшки. Аналогичным образом, куркумин также со-локализуется с бета-специфического антитела во внутриклеточных пространствах, подтверждая, что пятно может обозначить внутриклеточной бета-версии. Куркумин маркировки также более заметным, чем обычные амилоидные связывающие красители.Производные куркумина, найденные в тумерических экстрактах этикетки бета бляшки сравнительно куркумин в ткани мозга болезни Альцгеймера человека, независимо от типа монтажа среды используется. Кроме того, сигналы иммунофлуоресценции куркумина и интенсивность противоутовки поддерживаются даже после окрашивания типичными ядерными пятнами и другими клеточными маркерами. Мы встретились, что постоянные секции должны быть тоньше, чем 40 микрон.Эта процедура обучения должна храниться под 30 минут и оптимальной концентрации куркумин от одного до двух микромоляров. Двойное выравнивание отсталых биомаркеров может быть выполнено на той же ткани и может обеспечить большую специфичность, какие типы клеток мозга выравниваются. Учитывая, что куркумин может уменьшить нагрузку амилоидных бляшек, точные механизмы, как этот процесс происходит в настоящее время изучается как на клеточном и молекулярном уровнях.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Molecular Biology

Neuroscience

Unit 1

Protein Structure

SCIENTISTS IN ACTION

Labeling and Imaging Cells in the Zebrafish Hindbrain

Маркировка и работы с изображениями Ячейки в задний мозг данио рерио

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

Стереотаксическая Настой олигомерных бета-амилоида в гиппокампе мыши

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

Визуализация Серотонинергической волокон в спинном мозге мышей Использование Четкость / КУБИЧЕСКИЙ Техника

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

Коррелятивное световой и электронной микроскопии для изучения микроглии взаимодействий с бета-амилоидных бляшек

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

Сублимация DAN Матрицы для обнаружения и визуализации ганглиозидов в Rat ткани головного мозга для MALDI масс-спектрометрии изображений

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

Modeling Amyloid-&#946;42 Toxicity and Neurodegeneration in Adult Zebrafish Brain

Modeling Amyloid-ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â²42 Toxicity and Neurodegeneration in Adult Zebrafish Brain

Моделирование амилоид β42 токсичности и нейродегенеративные в мозге взрослого данио рерио

Alzheimer's disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease in which accumulation of toxic amyloid-&#946;42 (A&#946;42) peptides leads to ...

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

Визуализация амилоида β вкладов в человеческий мозг с матрицы с помощью лазерной десорбции/ионизации изображений масс-спектрометрия

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

Визуализация аксональное роста конуса коллапса и раннего амилоида β эффекты в нейронах культивировали мыши

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

Изображение внутриклеточного АТФ в органотипических фрагментах мышечного мозга с помощью датчика ATeam1.03YEMK на основе FRET

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

Баллистическая маркировка пирамидальных нейронов в мозговых фрагментах и в первичной культуре клеток

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