2017年6月5日
嗅覚ニューロンは、種々の軸索選別分子を発現して適切な神経回路を確立する。このプロトコルは、嗅覚ニューロンの軸索末端における軸索ソーティング分子のコンビナトリアル発現を視覚化する免疫組織化学的染色方法を記載している。
この免疫組織化学染色法の全体的な目標は、嗅覚ニューロンの軸索末端における軸索選別分子の複合発現を視覚化することです。この方法は、軸索誘導、シナプス形成、嗅覚ニューロンの再生など、嗅覚発達の分野における主要なプロセスを特徴付けるのに役立ちます。この技術の主な利点は、科学者が切片間のばらつきを維持せずに、嗅球内の軸索選別分子の発現パターンを比較および分析できることです。
型内の嗅覚組織サンプルの位置と角度を言葉で説明するのが難しいため、埋め込みステップを学ぶのが難しいため、この方法を視覚的にデモンストレーションすることが重要です。4%パラホルムアルデヒドの心臓内灌流によって固定された1〜2週齢のマウスの頭部から始めます。上下の歯の隙間にハサミの刃を差し込み、水平に切って下顎の骨を取り除きます。
次に、鉗子とはさみで余分な組織を切り取り、嗅球や嗅上皮などの嗅組織を残します。嗅組織をPBSに浸して鼻腔内の空気を取り除き、次に垂直に切り込みを入れて脳の後部を取り除き、嗅組織を埋め込み型の下部に切り込み端を下にして置きます。最適な切削温度のコンパウンドを金型に充填し、液体窒素に浸します。
組織とOCTが完全に凍結した後、クライオスタット内の組織を摂氏20度で1時間平衡化します。次に、クライオスタットで嗅球の連続傍嚢切片を作成し、MASコーティングされたスライドガラスに貼り付けてそれらを収集します。貼り付けた後、スライドをすぐにブロードライヤーで乾かします。
免疫染色を開始するには、乾燥させたスライドをPBSで室温で5分間洗浄します。スライドを室温で5%ブロッキング溶液と1時間インキュベートすることにより、非特異的結合部位をブロックします。次に、1%ブロッキング溶液で希釈した一次抗体のカクテル400マイクロリットルを各スライドに加えます。
スライドを室温で一晩インキュベートします。翌日、一次抗体溶液を廃棄し、スライドをPBSTで室温で5分間ずつ3回洗浄します。次に、各スライドに400マイクロリットルの二次抗体とPBSのカクテルを追加します。
光から保護し、室温で1時間インキュベートします。インキュベーション後、溶液を廃棄し、スライドを室温でPBSでそれぞれ5分間3回洗浄します。最後に、各スライドに2滴の封入剤を塗布し、カバースリップを配置し、気泡を取り除き、スライドにカバースリップを取り付けます。
蛍光顕微鏡で、各蛍光色素に適したフィルターを使用して蛍光画像を取得します。露光時間を調整して、飽和せずに画像の蛍光信号を取得します。GLUT2の免疫蛍光シグナルにより糸球体構造を定義します。
画像Jを使用して、糸球体内の軸索選別分子の染色強度を測定します。この画像は、VGLUT2、Kirrel2を赤、Semaphorin 7Aを緑、OLPCを青の抗体で免疫染色した2週齢マウスの傍甲状腺嗅球切片を示しています。マージされた画像は、糸球体分離に関与する軸索選別分子が位置に依存しないモザイクパターンで表されることを示しています。
各糸球体は、シナプス前マーカーVGLUT2の蛍光シグナルによって定義されます。糸球体の構造は破線で囲まれています。軸索選別分子のシグナル強度を各糸球体で測定した。
ここに見られるように、軸索選別分子は各糸球体で異なる発現をしています。例えば、糸球体3はOLPCを高く、セマフォリン7Aは中程度、Kirrel2は低く、この差は染色強度を測定することで定量化できます。一方、糸球体4はOLPCのレベルが高く、Kirrel2とSemaphorin 7Aのレベルは低くなっています。
繰り返しになりますが、この差は染色強度を測定することで定量化できます。この手順を試みる際には、PFAによる後固定と、通常は推奨されるショ糖溶液による治療を省略することを覚えておくことが重要です。このビデオを見れば、単一嗅球切片により多くの糸球体を配置する方法や、他の脳領域に適用できる複数の抗体による高品質な免疫染色を行う方法について、よく理解できるはずです。
この方法が将来の実験で成功するのに役立つことを願うことを忘れないでください。
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このプロトコルでは、嗅覚感覚ニューロンの軸索末端における軸索選別分子の発現を可視化するための免疫組織化学染色法について説明します。この手法は、軸索誘導やシナプス形成などの嗅覚系の発達プロセスを理解する上で極めて重要です。
本手法により、嗅球における軸索選別分子の精密な分子マッピングが可能となり、神経発達研究におけるターゲットの検証が推進されます。糸球体間のタンパク質発現パターンの定量的な比較を、切片間のばらつきなく行うことができるため、神経回路形成のメカニズム研究における予測の信頼性が向上します。このアプローチは、前臨床の創薬パイプラインにおいて、軸索誘導やシナプス特異性に関する仮説のリスクを低減させるための、拡張性と再現性の高いプラットフォームを提供します。
この手法は、神経治療の開発に不可欠な軸索誘導メカニズムの分子レベルでの解明を提供することで、標的仮説の検証からリード化合物の同定に至る創薬の連続的なプロセスに適合します。