Name: detection of abnormal prion protein by immunohistochemistry
Uploaded: 2023-05-05T14:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Detection of Abnormal Prion Protein by Immunohistochemistry at JoVE.com

מאמר זה מומן על ידי פרויקט POCI-01-0145-FEDER-029947 "הערכת סיכון למחלות בזבוז כרוני בפורטוגל" הנתמך על ידי FCT (Fundação para a Ciência e a Tecnologia) - FEDER -Balcão2020. כמו כן, מחברי יחידת המחקר CECAV קיבלו מימון מה- FCT, במסגרת הפרויקט UIDB/CVT/0772/2020.אנו מודים לברוס קמפבל, מנהל מחקר (בדימוס), מרכז המחקר האזורי המערבי, USDA, על עזרתו.

נוהל IHC המתואר כאן הוא מרכיב בפרויקט המחקר FAIRJ-CT98-7021, "הקמת רשת אירופית למעקב אחר TSE מעלי גירה וסטנדרטיזציה והרמוניה של התהליך והקריטריונים לזיהוי מקרים חשודים". הוא עוקב אחר קריטריוני האבחון שהוגדרו על ידי הארגון העולמי לבריאות בעלי חיים, WOAH (שנקרא בעבר Office International des Épizooties, OIE)1 ...

<ol>
	<li>. WOAH, Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals Online Access. Chapter 3.4.5.-Bovine Spongiform Encephalopathy (Version May 2021) and Chapter 3.8.11. - Scrapie (Version May 2022) Available from: <a target="_blank" href="https://www.woah.org/en/what-we-do/standards/codes-and-manuals/terrestrial-manual-online-access/">https://www.woah.org/en/what-we-do/standards/codes-and-manuals/terrestrial-manual-online-access/</a> (2022)</li><li>Ramos-Vara, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+and+methods+of+immunohistochemistry.">Principles and methods of immunohistochemistry.</a> Methods in Molecular Biology. 1641, 115-128 (2017).</li><li>Krenacs, L., Krenacs, T., Stelkovics, E., Raffeld, M., Oliver, C., Jamur, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat-Induced+antigen+retrieval+for+immunohistochemical+reactions+in+routinely+processed+paraffin+sections.+Immunocytochemical+Methods+and+Protocols.">Heat-Induced antigen retrieval for immunohistochemical reactions in routinely processed paraffin sections. Immunocytochemical Methods and Protocols.</a> Methods in Molecular Biology. 588, 103-119 (2010).</li><li>Duraiyan, J., Govindarajan, R., Kaliyappan, K., Palanisamy, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+immunohistochemistry).">Applications of immunohistochemistry).</a> Journal Pharmacy Bioallied Sciences. 4, 307-309 (2012).</li><li>Orge, 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=Neuropathology+of+Animal+Prion+Diseases.">Neuropathology of Animal Prion Diseases.</a> Biomolecules. 11 (3), 466 (2021).</li><li>. Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories. 6th Edition Revised June 2020 Available from: <a target="_blank" href="https://www.cdc.gov/labs/pdf/SF_19_308133-A_BMBL6_00-BOOK-WEB-final-3.pdf">https://www.cdc.gov/labs/pdf/SF_19_308133-A_BMBL6_00-BOOK-WEB-final-3.pdf</a> (2022)</li><li>APHA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fixation,+tissue+processing,+histology+and+immunohistochemistry+procedures+for+diagnosis+of+animal+TSE+(BSE,+scrapie,+atypical+scrapie,+CWD).+Histo+&amp;+IHC+protocols+for+TSE+diagnosis_Rev_Jan2019.pdf.">Fixation, tissue processing, histology and immunohistochemistry procedures for diagnosis of animal TSE (BSE, scrapie, atypical scrapie, CWD). Histo &amp; IHC protocols for TSE diagnosis_Rev_Jan2019.pdf.</a> TSEglobalNet - International Reference Laboratory for TSE. , (2022).</li><li>Sample requirements for TSE testing and confirmation. Version 1.0. TSE EURL Available from: <a target="_blank" href="https://www.izsplv.it/it/istituto/212-centri-eccellenza/laboratori-internazionali-riferimento/422-eurl_tses.html">https://www.izsplv.it/it/istituto/212-centri-eccellenza/laboratori-internazionali-riferimento/422-eurl_tses.html</a> (2019)</li><li>TSE EU Reference Laboratory Guidelines for the detection of Chronic Wasting Disease in cervids. Version 1.0. TSE EURL Available from: <a target="_blank" href="https://www.izsplv.it/it/istituto/212-centri-eccellenza/laboratori-internazionali-riferimento/422-eurl_tses.html">https://www.izsplv.it/it/istituto/212-centri-eccellenza/laboratori-internazionali-riferimento/422-eurl_tses.html</a> (2019)</li><li>Machado, C. N., 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=TSE+Monitoring+in+Wildlife+Epidemiology,+Transmission,+Diagnosis,+Genetics+and+Control.">TSE Monitoring in Wildlife Epidemiology, Transmission, Diagnosis, Genetics and Control.</a> Wildlife Population Monitoring. IntechOpen. , (2019).</li><li>APHA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuropathology:+Confirmatory+diagnosis+of+transmissible+spongiform+encephalopathies+(TSEs)+in+cattle+and+small+ruminants.+Confirmatory+(Histo+&amp;+IHC)+diagnostic+criteria+Rev_Jan2019.pdf.">Neuropathology: Confirmatory diagnosis of transmissible spongiform encephalopathies (TSEs) in cattle and small ruminants. Confirmatory (Histo &amp; IHC) diagnostic criteria Rev_Jan2019.pdf.</a> TSEglobalNet - International Reference Laboratory for TSE. , (2019).</li><li>Ryder, S. J., Spencer, Y. I., Bellerby, P. J., March, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunohistochemical+detection+of+PrP+in+the+medulla+oblongata+of+sheep:+The+spectrum+of+staining+in+normal+and+scrapie-affected+sheep.">Immunohistochemical detection of PrP in the medulla oblongata of sheep: The spectrum of staining in normal and scrapie-affected sheep.</a> The Veterinary Record. 148 (1), 7-13 (2001).</li><li>Simmons, M. 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=Experimental+classical+bovine+spongiform+encephalopathy:+definition+and+progression+of+neural+PrP+immunolabeling+in+relation+to+diagnosis+and+disease+controls.">Experimental classical bovine spongiform encephalopathy: definition and progression of neural PrP immunolabeling in relation to diagnosis and disease controls.</a> Veterinary Pathology. 48 (5), 948-963 (2011).</li><li>Orge, 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=Identification+of+H-type+BSE+in+Portugal.">Identification of H-type BSE in Portugal.</a> Prion. 9 (1), 22-28 (2015).</li><li>Orge, L., Simas, J. P., Fernandes, A. C., Ramos, M., Galo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Similarity+of+the+lesion+profile+of+BSE+in+Portuguese+cattle+to+that+described+in+British+cattle.">Similarity of the lesion profile of BSE in Portuguese cattle to that described in British cattle.</a> Veterinary Record. 147 (17), 486-488 (2000).</li><li>Pires, M. A., Travassos, F. S., G&#228;rtner, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atlas+of+veterinary+pathology.">Atlas of veterinary pathology.</a> Biopathology. Lidel VII. 195 (6), 179-180 (2004).</li><li>Pires, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunology+protocols,+didactic+series.">Immunology protocols, didactic series.</a> Applied Sciences. , 357 (2010).</li></ol>

TSEs הן מחלות זואונוטיות פוטנציאליות. לאחר הופעתה של BSE בשנת 1986 בבריטניה, פורטוגל הפכה לאחת המדינות החברות באיחוד האירופי עם שכיחות גבוהה יותר של מחלה זו14,15. על מנת לשלוט במחלה זו, TSEs אחרים שהתפתחו (scrapie קלאסי ולא טיפוסי, גרסאות BSE, וכיום מעקב אחר מחלת בזבוז כרונ?...

על פי השערת הפריון, האיזופורם החריג (PrPSc) הוא המרכיב העיקרי, או היחיד, של הגורם הזיהומי באנצפלופתיות ספוגיפורמיות מועברות (TSEs). אישור לאבחון TSE מסתמך על זיהוי חיסוני של PrPSc על ידי יישום פרוטוקולים של אימונוהיסטוכימיה (IHC) ו / או שיטות אימונובלוט מערביות (WB) של רקמות אנצפלון1.
IHC היא שיטה המשתמשת בנוגדנים חד-שבטיים או, במקרים מסוימים, רב-שבטיים (כנוגדנים ראשוניים) כצעד ראשון בצביעת מערכת החיסון של אנטיגנים ממוקדים במיוחד הממוקמים בתאים של חתך רקמה. כל קשירת נוגדנים-אנטיגן ראשונית יעילה מומחשת לאחר מכן באמצעות נוגדנים משניים ספציפיים לנוגדנים הראשוניים. נוגדנים משניים אלה מצומדים לאנזימים, כגון חזרת פרוקסידאז (HRP) או פוספטאז אלקליין (AP). הדמיה מושגת לאחר מכן על ידי הוספת מצע לאנזימים אלה, המייצרים תוצרי צבע בלתי מסיסים הממוקמים באזורים שבהם הנוגדנים העיקריים קשורים לאנטיגנים הממוקדים. הדמיה משופרת יכולה להיות מושגת על ידי צביעה נגדית, שבו צבע משמש ליצירת ניגוד בין רקמה immunolabeled ולא immunolabeled2.
עם IHC באמצעות רקמות משובצות פרפין קבועות פורמלין (FFPE), קיבוע פורמלין יכול לבטל את היעילות של נוגדנים ראשוניים עקב קישור צולב על ידי פורמלדהיד וחימום והתייבשות במהלך הטמעת פרפין. אלה משנים את הקונפורמציה של חלבונים, הורסים או מסווים את האפיטופים, ובכך מפחיתים או מבטלים את זיהויים3. ככזה, זה דורש אחזור אנטיגן (AR). טכניקות המציאות הרבודה משבשות את הקישור הצולבות של קבוצות כימיות הקשורות לפורמלדהיד במולקולות האנטיגניות, ובכך משחזרות או חושפות את הקונפורמציה המקורית של אנטיגן-חלבון. התוצאה היא שחזור זיקת נוגדן-אנטיגן (אפיטופ) לתיוג חיסוני. היעילות הסופית של AR תלויה באיכויות של האנטיגן הממוקד ו / או הנוגדן העיקרי2.
אחזור אנטיגן (אפיטופ) המושרה בחום (HIER) הוא הליך אחד של AR3 ומשמש באופן שגרתי לזיהוי PrPSc IHC, כמתואר כאן. IHC חיוני לאבחון ומשמש במעבדות מחקר כדי לקבוע את התפלגות הרקמות של אנטיגן הקשור לפתולוגיה. הוא נמצא בשימוש נרחב באבחון ומחקר סרטן, מדעי המוח ומחלות זיהומיות4, בין היתר. עבור TSEs, IHC ממלא תפקיד חשוב באבחון ובמחקר לאישור וחקירה של התפלגות PrPSc במארחים טבעיים ובמודלים ניסיוניים. IHC תורם למחקרי פתוגנזה של פריונים ולניתוח סוגים ודפוסים של תצהיר PrPSc , כלומר ברקמות עצביות5, כדי לזהות סטיות מזיהומים המתוארים באופן שגרתי ולזהות זני פריונים חדשים לכאורה.
מכיוון שפריונים של אנצפלופתיה ספוגית בקר (BSE) יכולים להדביק בני אדם, פרוטוקולי מעבדה מסוימים המעורבים בעבודה עם BSE עשויים לדרוש שימוש במתקנים ובשיטות BSL-36. אלה כוללים שימוש במיכל משני אטום להובלת דגימות רקמה פוטנציאליות נגועות ב- BSE בתוך המכון והמעבדה. הוא כולל גם ייעוד אזורי הכלה וציוד ייעודי למחקר וניתוח BSE במידת האפשר. הדבר נעשה על מנת למנוע זיהום מחוץ לאזור העבודה ולספק חלל סגור מאחר ויש צורך בהליכי טיהור.
בהתאם לכך, המעבדה לפתולוגיה של INIAV עוקבת אחר מתקנים ושיטות עבודה מומלצים ברמת בטיחות ביולוגית 3 (BSL-3)6 לניהול דגימות פוטנציאליות נגועות בפריונים של רקמות מבקר, מעלי גירה קטנים וצווארים הקשורים למעקב TSE.
רקמות קבועות פורמלין ומשובצות פרפין הכלולות בהליכי אבחון או מחקר TSE, במיוחד במערכת העצבים המרכזית, עלולות להיות זיהומיות. לפיכך, רקמות קבועות אלה חייבות להיות מטופלות בחומצה פורמית כדי להפחית את ההדבקה של פריונים, אם קיימים, לפני עיבוד הרקמות. זה מבוצע על ידי הצבת רקמות קבועות, גזוז (כ 2-4 מ"מ עובי) בתוך קלטת עיבוד. לאחר מכן הקלטת טובלת ב-98% חומצה פורמית (למשך שעה). לאחר טבילה, הקלטות עם רקמות נשטפות במי ברז זורמים במשך 30 דקות, ומוחזרות לקיבוע לפני עיבוד נוסף. אם מקטעי הרקמה אינם מטופלים לפני העיבוד, יש לטבול קטעי רקמה פוסט-מיקרוטומיים בחומצה פורמית לא מדוללת למשך 5 דקות לפחות לפני צביעה היסטולוגית7. פרוטוקול IHC עבור PrPSc כולל שלב שגרתי של פירוק אפיטופ חומצה פורמית, המשמש גם לנטרול פריונים7. לאחר שלבי השבתת פריונים אלה, ניתן לעבד את הרקמות הקבועות המתקבלות ב- BSL-2 באמצעות שיטות BSL-2 סטנדרטיות.
דרישת דגימת הרקמה המינימלית לאבחון TSE בכל בעל חיים הכלול במעקב TSE היא איסוף גזע המוח (ברמת האובקס). בנוסף, עבור גילוי BSE לא טיפוסי ו scrapie, מומלץ כי חלק המוח הקטן צריך להיות גם לאסוף 1,8. לאבחון CWD, יש לבדוק הן את גזע המוח (obex) והן את בלוטות הלימפה הרטרופרינגיאליות מכיוון שניתן לזהות PrP Sc ברקמות לימפה ללא PrPSc ניתן לזיהוי ב- obex9, נסקר על ידי Machado et al.10.
החלק האובקס של גזע המוח כולל אתרי מטרה של TSE אבחנתיים, כלומר, הגרעין הווגאלי הגבי (DVN), גרעין דרכי הבידוד (STN) וגרעין דרכי השדרה של העצב הטריגמינלי (V). אזורים אלה מציגים באופן עקבי הצטברות PrPSc דו-צדדית, אפילו בשלבים המוקדמים של BSE וגירוד קלאסי. במקרים קליניים של TSE מתקדם, כל אזורי החומר האפור בגזע המוח מראים התפלגות PrPSc נרחבת11.
לפני החתך והעיבוד, דגימות המוח מוערכות (איור 1) כדי לוודא את רמת האוטוליזה ואת נוכחותו של נזק כלשהו לרקמות שעלול לסכן את התאמת הדגימה לאבחנה מאשרת מבוססת IHC8. כדי לאמת את שלמות פרוטוקולי ההכנה ואת התוצאות האנליטיות, דגימות הרקמה החיוביות והשליליות של TSE נכללות כבקרות בשילוב עם הכנת רקמות ממקרי בדיקה בכל בדיקה.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64560/64560fig01.jpg"> איור 1: נוהל PrPSc IHC. ייצוג המציג את הרצף שלב אחר שלב של הליך PrPSc IHC מדה-פרפיניזציה של חלקי רקמות ועד אימונוסטיין וזיהוי בסופו של דבר (FFPE - פורמלין-קבוע פרפין מוטבע; Mab - נוגדן חד שבטי; DAB - 3,3' diaminobenzidine). דמות זו נוצרה בשנת BioRender.com. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64560/64560fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Absolute ethanol&#160;</td>
			<td>Labchem</td>
			<td>LB0507-9010</td>
			<td>Undituled</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;&#160;</td>
			<td>&#160;&#160;</td>
			<td>&#160;&#160;</td>
			<td>Diluted 90%, 70% and 50% in distilled water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avidin-biotin complex and peroxidase 
			Vectastain Elite ABC kit Peroxidase</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>PK-6100</td>
			<td>Prepare and gently mix 30 min before use according to kit instructions. Do not mix after standing.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biotinylated secondary antibody (Horse anti-mouse IgG H+L)&#160;</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>BA-2000-1.5</td>
			<td>Dilute at 1/200 in TBS with 10% horse normal serum. Prepare the volume required depending on the number of sections.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromogen Diaminobenzidine- DAB, substrate kit, Peroxidase&#160;</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>SK-4100</td>
			<td>Prepare before use according to kit instructions. 
			Use 400 &#181;L of solution per section.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DakoCytomation Pascal pressure chamber</td>
			<td>DAKO</td>
			<td>S2800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ehrlich&#8217;s Hematoxylin:</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin</td>
			<td>Merck</td>
			<td>115938</td>
			<td>Dissolve 2 g of hematoxylin in 100 mL of absolute ethanol. Add 100 mL of distilled water, 10 mL of glacial acetic acid and 15 g of potassium alum with constant stirring. Add 100 mL of glycerin. The natural oxidation process takes 2 months, before use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absolute ethanol&#160;</td>
			<td>Labchem</td>
			<td>LB0507-9010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glacial acetic acid&#160;</td>
			<td>Merck</td>
			<td>101830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium alum</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.01047.1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerin</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.04091.1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endogenous Peroxidase Block solution (3% concentration H2O2):</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>40 mL Hydrogen peroxide (30% w/w) in 360 mL Methanol. 
			Prepare before use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen peroxide (30% w/w)</td>
			<td>Scharlau</td>
			<td>HI0136</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>322415-2L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formic acid 98%</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.00264.1000</td>
			<td>Undiluted</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microtome&#160;</td>
			<td>Shandon-AS325</td>
			<td>Microtome&#160;</td>
			<td>Shandon-AS325</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting medium Entellan</td>
			<td>Merck</td>
			<td>107960</td>
			<td>Ready- to- use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal serum (20% ) block solution in TBS: 
			Horse normal serum</td>
			<td> 
			Gibco</td>
			<td> 
			16050-122&#160;</td>
			<td>Prepare final volume according to the number of sections in the assay 
			(200 &#181;L of solution per section).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primary antibody anti-PrP Mouse MAb 2G11&#160;</td>
			<td>BIORAD</td>
			<td>MCA2460</td>
			<td>PrP 146-R154R171182 
			Ovine including atypical scrapie, cervine, feline. Not suitable for bovine. 
			According to the number of sections in the assay (200 &#181;L of solution per section) and antibody dilution, prepare final volume in TBS supplemented with 10% of normal serum from the species the secondary antibody was raised in (horse normal serum) 
			Usual antibody dilution: MAb 2G11 1/100 but working dilution should be established in every new batch to get the concentration to give the strongest labelling with lowest background. For storage, freeze aliquot volumes of a minimum of 10 &#956;L into sterile microtubes. Defrost and use one aliquot at a time.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primary antibody anti-PrP Mouse MAb 12F10&#160;</td>
			<td>Cayman&#160; Chemical Company&#160;</td>
			<td>189710</td>
			<td>PrP142-160 
			Bovine, not suitable for ovine 
			Usual antibody dilution: 1/200 but working dilution should also be established. Prepare as MAb 2G11</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shandon CoverplateTM chamber</td>
			<td>Thermo Scientific&#160;</td>
			<td>72110017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shandon Sequenza&#174; Immunstaining center&#160;</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>73300001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shandon Sequenza&#174; Immunstaining slide rack</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>73310017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solution Citrate Buffer (10 mM pH 6.1):</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>2.55 g Tri-sodium citrate dihydrate&#160; and 0.255 g Citric acid in one litre purified water. 
			Adjust pH of working solution to 6.1 using 10 mM citric acid solution (1.05 g citric acid in 500 mL purified water) 
			Prepare on assay day.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tri-sodium citrate dihydrate</td>
			<td>Sigma-aldrich&#160;</td>
			<td>S4641-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Citric acid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C0759</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Staining jar and basket</td>
			<td>Deltalab&#160;</td>
			<td>19360</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>19361</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superfrost Plus microscope slides</td>
			<td>VWR</td>
			<td>631-0108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris-Buffered Saline solution (TBS) (50 mM TRIZMA BASE; 0.8% NaCI; pH 7.6):</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>10xTBS (stock solution 0.5 M TRIZMA BASE; 8% NaCI; pH 7.6): 
			TRIZMA BASE 60,57 g and NaCl 80 g in 800 mL purified water. Adjust pH of stock solution using Hydrochloric acid 37% and final volume to one litre with purified water (keep 5&#177; 3 &#176;C until 2 months) 
			Dilute TBS stock solution 1/10 on assay day.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TRIZMA BASE</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>T6066-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride (NaCl)</td>
			<td>Merck</td>
			<td>106404</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene&#160;</td>
			<td>Panreac Applied Chem ITW reagents</td>
			<td>251769</td>
			<td>Undiluted</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

detection of abnormal prion protein by immunohistochemistry

חלבוני פריון חריגים (PrPSc) הם איזופורם הקשור למחלה של חלבון פריון תאי וסמנים אבחנתיים של אנצפלופתיות ספוגיפורמיות מועברות (TSEs). מחלות נוירודגנרטיביות אלה פוגעות בבני אדם ובמספר מינים של בעלי חיים וכוללות סקראפי, אנצפלופתיה ספוגית זואונוטית של בקר (BSE), מחלת בזבוז כרונית של צוואר הרחם (CWD) ומחלת פריון הגמלים שזוהתה לאחרונה (CPD). אבחון TSEs מסתמך על זיהוי חיסוני של PrPSc על ידי יישום של שיטות אימונוהיסטוכימיה (IHC) ושיטות אימונובלוט מערביות (WB) על רקמות אנצפלון, כלומר, גזע המוח (רמת obex). IHC היא שיטה נפוצה המשתמשת בנוגדנים ראשוניים (חד שבטיים או רב-שבטיים) כנגד אנטיגנים בעלי עניין בתאים של חתך רקמה. ניתן לדמיין את קשירת הנוגדן-אנטיגן על ידי תגובת צבע שנשארת מקומית באזור הרקמה או התא שבו הנוגדן היה ממוקד. לכן, במחלות פריונים, כמו בתחומי מחקר אחרים, טכניקות האימונוהיסטוכימיה אינן משמשות אך ורק למטרות אבחון אלא גם במחקרי פתוגנזה. מחקרים כאלה כוללים זיהוי דפוסי PrPSc וסוגים מאלה שתוארו קודם לכן כדי לזהות את זני הפריונים החדשים. מכיוון ש- BSE יכול להדביק בני אדם, מומלץ להשתמש במתקנים ו / או שיטות מעבדה לבטיחות ביולוגית ברמה 3 (BSL-3) לטיפול בבקר, מעלי גירה קטנים ודגימות צוואר הרחם הכלולות במעקב TSE. בנוסף, מומלץ להכלה ולציוד ייעודי לפריון, במידת האפשר, כדי להגביל את הזיהום. הליך PrPSc IHC מורכב משלב פירוק אפיטופ חומצה פורמית הפועל גם כאמצעי לנטרול פריונים, מכיוון שרקמות קבועות פורמלין ומשובצות פרפין המשמשות בטכניקה זו נשארות זיהומיות. כאשר מפרשים את התוצאות, יש להקפיד להבחין בין תיוג חיסוני לא ספציפי לבין תיוג מטרה. למטרה זו, חשוב להכיר ממצאים של תיוג חיסוני המתקבלים בחיות בקרה ידועות של TSE שלילי כדי להבדיל בין אלה לבין סוגים ספציפיים של תיוג חיסוני PrPSc , אשר יכולים להשתנות בין זני TSE, מינים מארחים וגנוטיפ prnp , המתוארים בהמשך.

בהתחשב בכך שתיוג חיסוני מטרה לא ספציפי אפשרי, חשוב לוודא את רמת התיוג החיסוני הלא ספציפי בחיות ביקורת ידועות עם TSE שלילי. זהו צעד חשוב כדי לפרש כראוי תיוג חיסוני ספציפי של PrPSc 7 (איור 2). תיוג לא ממוקד על ידי נוגדנים נגד PrP נצפה כצביעה תוך-עצבית בדידה של ?...

Watch this Scientific Journal Video about Detection of Abnormal Prion Protein by Immunohistochemistry at JoVE.com

Detection of Abnormal Prion Protein by Immunohistochemistry

תיוג חיסוני של חלבון פריון חריג באמצעות פרוטוקולים אימונוהיסטוכימיים דורש דגימה ספציפית ומתודולוגיות להכנת נוגדנים נגד PrP. הפרוטוקול הנוכחי מתאר את השלבים העיקריים בהסרת אפיטופים כדי להבטיח תיוג חיסוני תקין של PrP ולמזער כתמי רקע לא ספציפיים. כמו כן, גישה זו לוקחת בחשבון אמצעי בטיחות ביולוגית בעת ביצוע מחקרים אימונוהיסטוכימיים עם רקמות נגועות פריון.

זיהוי של חלבון פריון חריג על ידי אימונוהיסטוכימיה

Abnormal prion proteins (PrPSc) are the disease-associated isoform of cellular prion protein and diagnostic markers of transmissible spongiform ...

הטכניקה מאפשרת אבחנה מאשרת של מחלות פריונים על ידי הטכניקה PrP scrapie ברקמות, ניתוח סוגי PrP scrapie והפצה כדי להעריך סטייה עונשית לפרופיל התצהיר הידוע PrP scrapie. הטכניקה מתוקננת ומשתמשת בנוגדנים ספציפיים ל- PrP scrapie, מה שמאפשר הדמיה של תצהיר PrP scrapie ברקמות. הטכניקה גם נותנת מידע על האזור הנוירואנטומי וסוג התאים.התחילו בהנחת השקופיות עם חלקי הרקמה בסלסלת צביעה מנירוסטה. צאו מהסל באמבט קסילן. לאחר שלוש דקות, מוציאים וטובלים שוב את הסל.כדי להסיר קסילן ולהחזיר לחות את הסעיפים, לטבול את הסל באמבט אתנול מוחלט. לאחר שלוש דקות, מוציאים וטובלים שוב את הסל. ייבשו את החלקים באוויר לפני הכנסתם לאמבט אתנול 90% למשך דקה אחת.לאחר מכן, להעביר את החלק לאמבט אתנול 70% במשך דקה נוספת. בכל טיפול באמבט אתנול, יש להסעיר בעדינות את סל המגלשה פעמיים ולרוקן את הסלסלה לפני ההעברה הבאה. מעבירים את הסל לאמבט אתנול 50% למשך דקה.טבלו בזהירות את חלקי הרקמה בחומצה פורמית 98% בטמפרטורת החדר למשך 30 דקות. שטפו את המקטעים במי ברז במשך חמש דקות ולאחר מכן שטפו פעמיים במים מזוקקים. השתמשו במיכל צביעה מפלדת אל-חלד בתא הלחץ המלא ב-500 מיליליטר מים מזוקקים לטיפול בחיץ ציטראט 10 מילימולרי בטמפרטורה של 98 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות.למטרות בקרת איכות, הניחו על הסל קטע של סרט חיווי אוטוקלאבי דביק כדי לפקח על הטמפרטורה והלחץ. ברגע שהאזעקה מציינת שהציוד השיג את זמן התוכנית ואת הטמפרטורה, לטבול את הסל עם שקופיות. לאחר מכן, הפעל את התוכנית על תא הלחץ כדי להגדיר נקודה 2 ולהקליט את הלחץ הראשוני והסופי של תוכנית זו.עבור inactivation של peroxidase אנדוגני, לטבול את סל שקופיות המכיל את קטעי הדגימה באמבטיה של 3% מי חמצן מתנול במשך 30 דקות. גשר על המקטעים מתחת למים זורמים למשך חמש דקות לאחר הניקוז, טובלים את המקטעים במי מלח חוצצים של טריס למשך חמש דקות נוספות. לזיהוי חיסוני, הניחו כל שקופית על מחזיק צלחת כיסוי מסחרי שהורטב מראש במי מלח חוצצים עם טריס, כאשר צד הרקמה פונה למחזיק וקצוות ההחלקה חופפים לשתי הנקודות התחתונות של המחזיק.הקפידו להימנע מבועות אוויר. החזק את מכלול מחזיק השקופיות בין האגודל לאצבע. השאר אצבע אחת מעל שקופית הדגימה ואת השנייה בתחתית המחזיק, ולאחר מכן מקם את המכלול בגלריה של המערכת.כדי להבטיח שהערכה מורכבת היטב, מלא את הבאר בין שקופית הדגימה לבין המחזיק במי מלח חוצצים בטריס מבלי לעלות על גדותיה. מנקודה זו, ודא כי כ 80 מיקרוליטר של מלח חוצץ טריס חייב להישמר בין המחזיק לבין המגלשה. אין לאפשר לחלקים להתייבש.הפחת את כתמי הרקע לפני הטיפול בנוגדן הראשוני על ידי דגירה מראש של דגימות השקופיות למשך 30 דקות עם סרום תקין של 20% מאותו מין כמו הנוגדן המשני המארח במי מלח חוצצים של טריס. מבלי לשטוף את הסעיפים, יש למרוח 200 מיקרוליטר של תמיסת הנוגדנים הראשונית ישירות לתוך כל באר של ערכת מחזיק השקופיות ולדגור במשך 60 דקות בטמפרטורת החדר. כדי לשטוף את החלקים, ממלאים את הבארות במי מלח חוצצים טריס, ומחכים חמש דקות.חזרו על הכביסה פעמיים. לאחר מכן, לדלל את הנוגדן המשני biotinylated בריכוז 1 עד 200 במי מלח Tris-buffered עם 10% סרום סוס. תקן את אמצעי האחסון הנדרש בהתאם למספר הסעיפים שיש לטפל בהם.החל 200 מיקרוליטר של תמיסת נוגדנים משנית על כל באר של ערכת מחזיק השקופיות. לאחר 30 דקות של דגירה בטמפרטורת החדר, חזרו על שטיפת המלח בחציצה של טריס. עבור הדגירה עם peroxidase avidin-biotin מורכב, להכין את מגיב 30 דקות לפני השימוש ולהחיל 200 מיקרוליטר של הפתרון בכל באר של מחזיק צלחת שקופיות.בסיום, דוגרים על מחזיק הצלחת למשך 30 דקות בטמפרטורת החדר. רמת התיוג החיסוני הלא ספציפי בחיות ביקורת שליליות ידועות של אנצפלופתיה ספוגית - שליליות נקבעה כדי לפרש כראוי את התיוג החיסוני של חלבוני פריון חריגים ספציפיים. תיוג לא ממוקד על ידי נוגדנים נגד PrP נצפה כצביעה תוך-עצבית בדידה, חוטים ליניאריים עדינים לא סדירים של כתמים בנוירופיל, תיוג לא חלקיקי מפוזר בכמה אזורים של חומר אפור ולבן, ותיוג ציטופלזמי מפוזר של נוירונים.הטבלה מסכמת את התיאור של סוגי חלבון פריון חריגים בעלי תווית חיסונית שנצפו באנצפלופתיה ספוגית בקר, סקראפי קלאסי ולא טיפוסי, ומחלת בזבוז כרונית של צרבידים לאבחנה חיובית וקריטריונים שנקבעו לתוצאות שליליות, לא חד משמעיות ולא מתאימות. כל השלבים חשובים מאוד. ה- pH של הפתרונות וטמפרטורת החדר הם תכונות חשובות להצלחת טכניקה זו.פיתוח אימונוהיסטוכימיה לזיהוי הן של PrP והן של סוג התאים יכול לתת מידע על כל תא המעורב בפתוגנזה ראשונית.

detection-of-abnormal-prion-protein-by-immunohistochemistry

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Combining Lipophilic dye, in situ Hybridization, Immunohistochemistry, and Histology

Going beyond single gene function to cut deeper into gene regulatory networks requires multiple mutations combined in a single animal. Such analysis of two or more genes needs to be complemented with in situ hybridization of other genes, or immunohistochemistry of their proteins, both in whole mounted developing organs or sections for detailed resolution of the cellular and tissue expression alterations. Combining multiple gene alterations requires the use of cre or flipase to conditionally delete genes and avoid embryonic lethality. Required breeding schemes dramatically enhance effort and cost proportional to the number of genes mutated, with an outcome of very few animals with the full repertoire of genetic modifications desired. Amortizing the vast amount of effort and time to obtain these few precious specimens that are carrying multiple mutations necessitates tissue optimization. Moreover, investigating a single animal with multiple techniques makes it easier to correlate gene deletion defects with expression profiles. We have developed a technique to obtain a more thorough analysis of a given animal; with the ability to analyze several different histologically recognizable structures as well as gene and protein expression all from the same specimen in both whole mounted organs and sections. Although mice have been utilized to demonstrate the effectiveness of this technique it can be applied to a wide array of animals. To do this we combine lipophilic dye tracing, whole mount in situ hybridization, immunohistochemistry, and histology to extract the maximal possible amount of data.

Combining Lipophilic dye, in situ Hybridization, Immunohistochemistry, and Histology

A combination of different techniques to maximize data collection from mouse tissue is presented.

שילוב של צבע lipophilic, באתרו</emהכלאה>, אימונוהיסטוכימיה ו היסטולוגיה

Going beyond single gene function to cut deeper into gene regulatory networks requires multiple mutations combined in a single animal.  Such analysis of ...

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

The brain's ability to function at high levels of metabolic demand depends on continuous oxygen supply through blood flow and tissue oxygen diffusion. Here we present a visualized experimental and methodological protocol to directly visualize microregional tissue hypoxia and to infer perivascular oxygen gradients in the mouse cortex. It is based on the non-linear relationship between nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) endogenous fluorescence intensity and oxygen partial pressure in the tissue, where observed tissue NADH fluorescence abruptly increases at tissue oxygen levels below 10 mmHg1. We use two-photon excitation at 740 nm which allows for concurrent excitation of intrinsic NADH tissue fluorescence and blood plasma contrasted with Texas-Red dextran. The advantages of this method over existing approaches include the following: it takes advantage of an intrinsic tissue signal and can be performed using standard two-photon in vivo imaging equipment; it permits continuous monitoring in the whole field of view with a depth resolution of ~50 &mu;m. We demonstrate that brain tissue areas furthest from cerebral blood vessels correspond to vulnerable watershed areas which are the first to become functionally hypoxic following a decline in vascular oxygen supply. This method allows one to image microregional cortical oxygenation and is therefore useful for examining the role of inadequate or restricted tissue oxygen supply in neurovascular diseases and stroke.

Here we describe a method to directly visualize microregional tissue hypoxia in the mouse cortex in vivo. It is based on concurrent two-photon imaging of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) and the cortical microcirculation. This method is useful for high resolution analysis of tissue oxygen supply.

זיהוי של היפוקסיה Microregional בקליפת עכבר מוחין על ידי הדמיה של שני הפוטונים אנדוגני NADH Fluorescence

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

Wholemount Immunohistochemistry for Revealing Complex Brain Topography

The repeated and well-understood cellular architecture of the cerebellum make it an ideal model system for exploring brain topography. Underlying its relatively uniform cytoarchitecture is a complex array of parasagittal domains of gene and protein expression. The molecular compartmentalization of the cerebellum is mirrored by the anatomical and functional organization of afferent fibers. To fully appreciate the complexity of cerebellar organization we previously refined a wholemount staining approach for high throughput analysis of patterning defects in the mouse cerebellum. This protocol describes in detail the reagents, tools, and practical steps that are useful to successfully reveal protein expression patterns in the adult mouse cerebellum by using wholemount immunostaining. The steps highlighted here demonstrate the utility of this method using the expression of zebrinII/aldolaseC as an example of how the fine topography of the brain can be revealed in its native three-dimensional conformation. Also described are adaptations to the protocol that allow for the visualization of protein expression in afferent projections and large cerebella for comparative studies of molecular topography. To illustrate these applications, data from afferent staining of the rat cerebellum are included.

Neural circuits are topographically organized into functional compartments with specific molecular profiles. Here, we provide the practical and technical steps for revealing global brain topography using a versatile wholemount immunohistochemical staining approach. We demonstrate the utility of the method using the well-understood cytoarchitecture and circuitry of cerebellum.

אימונוהיסטוכימיה Wholemount על טופוגרפיה חושפני המוח קומפלקס

The repeated and well-understood cellular architecture of the cerebellum make it an ideal model system for exploring brain topography. Underlying its ...

Dissection and Immunohistochemistry of Larval, Pupal and Adult Drosophila Retinas

The compound eye of Drosophila melanogaster consists of about 750 ommatidia (unit eyes). Each ommatidium is composed of about 20 cells, including lens-secreting cone cells, pigment cells, a bristle cell and eight photoreceptors (PRs) R1-R8 2. The PRs have specialized microvillar structures, the rhabdomeres, which contain light-sensitive pigments, the Rhodopsins (Rhs). The rhabdomeres of six PRs (R1-R6) form a trapezoid and contain Rh1 3 4. The rhabdomeres of R7 and R8 are positioned in tandem in the center of the trapezoid and share the same path of light. R7 and R8 PRs stochastically express different combinations of Rhs in two main subtypes5: In the 'p' subtype, Rh3 in pR7s is coupled with Rh5 in pR8s, whereas in the 'y' subtype, Rh4 in yR7s is associated with Rh6 in yR8s 6 7 8.
Early specification of PRs and development of ommatidia begins in the larval eye-antennal imaginal disc, a monolayer of epithelial cells. A wave of differentiation sweeps across the disc9 and initiates the assembly of undifferentiated cells into ommatidia10-11. The 'founder cell' R8 is specified first and recruits R1-6 and then R7 12-14. Subsequently, during pupal development, PR differentiation leads to extensive morphological changes 15, including rhabdomere formation, synaptogenesis and eventually rh expression.
In this protocol, we describe methods for retinal dissections and immunohistochemistry at three defined periods of retina development, which can be applied to address a variety of questions concerning retinal formation and developmental pathways. Here, we use these methods to visualize the stepwise PR differentiation at the single-cell level in whole mount larval, midpupal and adult retinas (Figure 1).

Dissection and Immunohistochemistry of Larval, Pupal and Adult Drosophila Retinas

The Drosophila retina is a crystal-like lattice composed of a small number of cell types that are generated in a stereotyped manner 1. Its amenability to sophisticated genetic analysis allows the study of complex developmental programs. This protocol describes dissections and immunohistochemistry of retinas at three discrete developmental stages, with a focus on photoreceptor differentiation.

נתיחה ואימונוהיסטוכימיה של זחל, גלמים ומבוגרים<em&gt; דרוזופילה</em&gt; רשתיות

The compound eye of Drosophila melanogaster consists of about 750 ommatidia (unit eyes). Each ommatidium is composed of about 20 cells, including ...

Detection of Protein Palmitoylation in Cultured Hippocampal Neurons by Immunoprecipitation and Acyl-Biotin Exchange (ABE)

Palmitoylation is a post-translational lipid modification involving the attachment of a 16-carbon saturated fatty acid, palmitate, to cysteine residues of substrate proteins through a labile thioester bond [reviewed in1]. Palmitoylation of a substrate protein increases its hydrophobicity, and typically facilitates its trafficking toward cellular membranes. Recent studies have shown palmitoylation to be one of the most common lipid modifications in neurons1, 2, suggesting that palmitate turnover is an important mechanism by which these cells regulate the targeting and trafficking of proteins. The identification and detection of palmitoylated substrates can therefore better our understanding of protein trafficking in neurons.
Detection of protein palmitoylation in the past has been technically hindered due to the lack of a consensus sequence among substrate proteins, and the reliance on metabolic labeling of palmitoyl-proteins with 3H-palmitate, a time-consuming biochemical assay with low sensitivity. Development of the Acyl-Biotin Exchange (ABE) assay enables more rapid and high sensitivity detection of palmitoylated proteins2-4, and is optimal for measuring the dynamic turnover of palmitate on neuronal proteins. The ABE assay is comprised of three biochemical steps (Figure 1): 1) irreversible blockade of unmodified cysteine thiol groups using N-ethylmaliemide (NEM), 2) specific cleavage and unmasking of the palmitoylated cysteine's thiol group by hydroxylamine (HAM), and 3) selective labeling of the palmitoylated cysteine using a thiol-reactive biotinylation reagent, biotin-BMCC. Purification of the thiol-biotinylated proteins following the ABE steps has differed, depending on the overall goal of the experiment.
Here, we describe a method to purify a palmitoylated protein of interest in primary hippocampal neurons by an initial immunoprecipitation (IP) step using an antibody directed against the protein, followed by the ABE assay and western blotting to directly measure palmitoylation levels of that protein, which is termed the IP-ABE assay. Low-density cultures of embryonic rat hippocampal neurons have been widely used to study the localization, function, and trafficking of neuronal proteins, making them ideally suited for studying neuronal protein palmitoylation using the IP-ABE assay. The IP-ABE assay mainly requires standard IP and western blotting reagents, and is only limited by the availability of antibodies against the target substrate. This assay can easily be adapted for the purification and detection of transfected palmitoylated proteins in heterologous cell cultures, primary neuronal cultures derived from various brain tissues of both mouse and rat, and even primary brain tissue itself.

Detection of Protein Palmitoylation in Cultured Hippocampal Neurons by Immunoprecipitation and Acyl-Biotin Exchange ABE

The reversible addition of palmitate to proteins is an important regulator of intracellular protein trafficking. This is of particular interest in neurons where many synaptic proteins are palmitoylated. We utilize a simple biochemical method to detect palmitoylated proteins in cultured neurons, which can be adapted for multiple cell types and tissues.

איתור של palmitoylation חלבון בנוירונים ביפוקמפוס מתורבתים ידי immunoprecipitation וacyl-Exchange ביוטין (אייב)

Palmitoylation is a post-translational lipid  modification involving the attachment of a 16-carbon saturated fatty acid,  palmitate, to cysteine residues ...

Detection of In Situ Protein-protein Complexes at the Drosophila Larval Neuromuscular Junction Using Proximity Ligation Assay

Discs large (Dlg) is a conserved member of the membrane-associated guanylate kinase family, and serves as a major scaffolding protein at the larval neuromuscular junction (NMJ) in Drosophila. Previous studies have shown that the postsynaptic distribution of Dlg at the larval NMJ overlaps with that of Hu-li tai shao (Hts), a homologue to the mammalian adducins. In addition, Dlg and Hts are observed to form a complex with each other based on co-immunoprecipitation experiments involving whole adult fly lysates. Due to the nature of these experiments, however, it was unknown whether this complex exists specifically at the NMJ during larval development.
Proximity Ligation Assay (PLA) is a recently developed technique used mostly in cell and tissue culture that can detect protein-protein interactions in situ. In this assay, samples are incubated with primary antibodies against the two proteins of interest using standard immunohistochemical procedures. The primary antibodies are then detected with a specially designed pair of oligonucleotide-conjugated secondary antibodies, termed PLA probes, which can be used to generate a signal only when the two probes have bound in close proximity to each other. Thus, proteins that are in a complex can be visualized. Here, it is demonstrated how PLA can be used to detect in situ protein-protein interactions at the Drosophila larval NMJ. The technique is performed on larval body wall muscle preparations to show that a complex between Dlg and Hts does indeed exist at the postsynaptic region of NMJs.

Detection of In Situ Protein-protein Complexes at the Drosophila Larval Neuromuscular Junction Using Proximity Ligation Assay

This protocol demonstrates how Proximity Ligation Assay can be used to detect in situ protein-protein interactions at the Drosophila larval neuromuscular junction. With this technique, Discs large and Hu-li tai shao are shown to form a complex at the postsynaptic region, an association previously identified through co-immunoprecipitation.

זיהוי של<em&gt; באתר</em&gt; מכלולי חלבון-חלבון ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; הזחל Neuromuscular צומת שימוש סמיכות קשירת Assay

Discs large (Dlg) is a conserved member of the membrane-associated guanylate kinase family, and serves as a major scaffolding protein at the larval ...

Bioluminescence Imaging of Neuroinflammation in Transgenic Mice After Peripheral Inoculation of Alpha-Synuclein Fibrils

To study the prion-like behavior of misfolded alpha-synuclein, mouse models are needed that allow fast and simple transmission of alpha-synuclein prionoids, which cause neuropathology within the central nervous system (CNS). Here we describe that intraglossal or intraperitoneal injection of alpha-synuclein fibrils into bigenic Tg(M83+/-:Gfap-luc+/-) mice, which overexpress human alpha-synuclein with the A53T mutation from the prion protein promoter and firefly luciferase from the promoter for glial fibrillary acidic protein (Gfap), is sufficient to induce neuropathologic disease. In comparison to homozygous Tg(M83+/+) mice that develop severe neurologic symptoms beginning at an age of 8 months, heterozygous Tg(M83+/-:Gfap-luc+/-) animals remain free of spontaneous disease until they reach an age of 22 months. Interestingly, injection of alpha-synuclein fibrils via the intraperitoneal route induced neurologic disease with paralysis in four of five Tg(M83+/-:Gfap-luc+/-) mice with a median incubation time of 229 &#177;17 days. Diseased animals showed severe deposits of phosphorylated alpha-synuclein in their brains and spinal cords. Accumulations of alpha-synuclein were sarkosyl-insoluble and colocalized with ubiquitin and p62, and were accompanied by an inflammatory response resulting in astrocytic gliosis and microgliosis. Surprisingly, inoculation of alpha-synuclein fibrils into the tongue was less effective in causing disease with only one of five injected animals showing alpha-synuclein pathology after 285 days. Our findings show that inoculation via the intraglossal route and more so via the intraperitoneal route is suitable to induce neurologic illness with relevant hallmarks of synucleinopathies in Tg(M83+/-:Gfap-luc+/-) mice. This provides a new model for studying prion-like pathogenesis induced by alpha-synuclein prionoids in greater detail.

Peripheral injection of alpha-synuclein fibrils into the peritoneum or tongue of Tg(M83+/-:Gfap-luc+/-) mice, which express human alpha-synuclein with the familial A53T mutation and firefly luciferase, can induce neuropathology, including neuroinflammation, in their central nervous system.

הדמית פליטת אור של neuroinflammation בעכברים טרנסגניים לאחר היקפיים הרכבה של אלפא-Synuclein סיבים

To study the prion-like behavior of misfolded alpha-synuclein, mouse models are needed that allow fast and simple transmission of alpha-synuclein ...

Monitoring Cell-to-cell Transmission of Prion-like Protein Aggregates in Drosophila Melanogaster

Protein aggregation is a central feature of most neurodegenerative diseases, including Alzheimer&#39;s disease (AD), Parkinson&#39;s disease (PD), Huntington&#39;s disease (HD), and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Protein aggregates are closely associated with neuropathology in these diseases, although the exact mechanism by which aberrant protein aggregation disrupts normal cellular homeostasis is not known. Emerging data provide strong support for the hypothesis that pathogenic aggregates in AD, PD, HD, and ALS have many similarities to prions, which are protein-only infectious agents responsible for the transmissible spongiform encephalopathies. Prions self-replicate by templating the conversion of natively-folded versions of the same protein, causing spread of the aggregation phenotype. How prions and prion-like proteins in AD, PD, HD, and ALS move from one cell to another is currently an area of intense investigation. Here, a Drosophila melanogaster model that permits monitoring of prion-like, cell-to-cell transmission of mutant huntingtin (Htt) aggregates associated with HD is described. This model takes advantage of powerful tools for manipulating transgene expression in many different Drosophila tissues and utilizes a fluorescently-tagged cytoplasmic protein to directly report prion-like transfer of mutant Htt aggregates. Importantly, the approach we describe here can be used to identify novel genes and pathways that mediate spreading of protein aggregates between diverse cell types in vivo. Information gained from these studies will expand the limited understanding of the pathogenic mechanisms that underlie neurodegenerative diseases and reveal new opportunities for therapeutic intervention.

Monitoring Cell-to-cell Transmission of Prion-like Protein Aggregates in Drosophila Melanogaster

Accumulating evidence supports the idea that pathogenic protein aggregates associated with neurodegenerative diseases spread between cells with prion-like properties. Here, we describe a method that enables visualization of cell-to-cell spreading of prion-like aggregates in the model organism, Drosophila melanogaster.

ניטור-לתא שידור של אגרגטים חלבון פריאון-כמו בדרוזופילה Melanogaster

Protein aggregation is a central feature of most neurodegenerative diseases, including Alzheimer&#39;s disease (AD), Parkinson&#39;s disease (PD), ...

Quantifying Microglia Morphology from Photomicrographs of Immunohistochemistry Prepared Tissue Using ImageJ

Microglia are brain phagocytes that participate in brain homeostasis and continuously survey their environment for dysfunction, injury, and disease. As the first responders, microglia have important functions to mitigate neuron and glia dysfunction, and in this process, they undergo a broad range of morphologic changes. Microglia morphologies can be categorized descriptively or, alternatively, can be quantified as a continuous variable for parameters such as cell ramification, complexity, and shape. While methods for quantifying microglia are applied to single cells, few techniques apply to multiple microglia in an entire photomicrograph. The purpose of this method is to quantify multiple and single cells using readily available ImageJ protocols. This protocol is a summary of the steps and ImageJ plugins recommended to convert fluorescence and bright-field photomicrographs into representative binary and skeletonized images and to analyze them using software plugins AnalyzeSkeleton (2D/3D) and FracLac for morphology data collection. The outputs of these plugins summarize cell morphology in terms of process endpoints, junctions, and length as well as complexity, cell shape, and size descriptors. The skeleton analysis protocol described herein is well suited for a regional analysis of multiple microglia within an entire photomicrograph or region of interest (ROI) whereas FracLac provides a complementary individual cell analysis. Combined, the protocol provides an objective, sensitive, and comprehensive assessment tool that can be used to stratify between diverse microglia morphologies present in the healthy and injured brain.

Microglia are brain immune cells that survey and react to altered brain physiology through morphologic changes which may be evaluated quantitatively. This protocol outlines an ImageJ based analysis protocol to represent microglia morphology as continuous data according to metrics such as cell ramification, complexity, and shape.

לכימות מיקרוגלייה מורפולוגיה של Photomicrographs של אימונוהיסטוכימיה מוכן רקמות באמצעות ImageJ

Microglia are brain phagocytes that participate in brain homeostasis and continuously survey their environment for dysfunction, injury, and disease. As ...

Quantitative Autoradiographic Method for Determination of Regional Rates of Cerebral Protein Synthesis In Vivo

Protein synthesis is required for development and maintenance of neuronal function and is involved in adaptive changes in the nervous system. Moreover, it is thought that dysregulation of protein synthesis in the nervous system may be a core phenotype in some developmental disorders. Accurate measurement of rates of cerebral protein synthesis in animal models is important for understanding these disorders. The method that we have developed was designed to be applied to the study of awake, behaving animals. It is a quantitative autoradiographic method, so it can yield rates in all regions of the brain simultaneously. The method is based on the use of a tracer amino acid, L-[1-14C]-leucine, and a kinetic model of the behavior of L-leucine in the brain. We chose L-[1-14C]-leucine as the tracer because it does not lead to extraneous labeled metabolic products. It is either incorporated into protein or rapidly metabolized to yield 14CO2 which is diluted in a large pool of unlabeled CO2 in the brain. The method and the model also allow for the contribution of unlabeled leucine derived from tissue proteolysis to the tissue precursor pool for protein synthesis. The method has the spatial resolution to determine protein synthesis rates in cell and neuropil layers, as well as hypothalamic and cranial nerve nuclei. To obtain reliable and reproducible quantitative data, it is important to adhere to procedural details. Here we present the detailed procedures of the quantitative autoradiographic L-[1-14C]-leucine method for the determination of regional rates of protein synthesis in vivo.

Protein synthesis is&#160;a critical biological process for cells. In brain, it is required for adaptive changes. Measurement of rates of protein synthesis in the intact brain requires careful methodological considerations. Here we present the L-[1-14C]-leucine quantitative autoradiographic method for determination of regional rates of cerebral protein synthesis in vivo.

השיטה הכמותית האוטומטית לקביעת שיעורי הסינתזה של חלבון מוחי בVivo

Protein synthesis is required for development and maintenance of neuronal function and is involved in adaptive changes in the nervous system. Moreover, it ...