1.简介
1.1. 肾上腺素能受体的生理功能
1.2. 儿茶酚胺能受体检测方法综述
1.3. 本章描述的EM-ICC技术概述
2.材料
2.1. 组织来源
2.2. 固定剂
多聚甲醛(粒状)和戊二醛,均为EM级,来自电子显微镜科学公司(宾夕法尼亚州华盛顿港),丙烯醛,来自Polysciences(宾夕法尼亚州沃林顿)或EM公司(马萨诸塞州栗子山)。 与戊二醛相比,丙烯醛的保质期更为有限,并且极易挥发。 出于这个原因,应该计划将小瓶存放在防爆冰箱中(如果玻璃瓶破裂,这有助于控制气体泄漏)。 由于交付过程中需要特殊处理,Polysciences对这种化学品收取交付费和“中毒费”。 这些固定剂可以通过心脏输送,使用0.1 M(M) 磷酸盐缓冲液,pH 7.4,作为溶剂。
2.3. EM试剂
用于EM的重金属,如四氧化锇、乙酸铀酰和柠檬酸铅,都是生物危害物质。 应戴手套进行处理,并按照处理危险废物的当地管理员的指示进行处理。 四氧化二锇也是挥发性的,因此只能在发动机罩下操作。 嵌入树脂可能会引起过敏:也应使用手套进行处理。 Lowicryl是一种用于包埋后免疫细胞化学的包埋树脂,必须使用非乳胶手套(建议使用乙烯基)进行处理。 乙醇,200证据,来自Quantum Chemicals(伊利诺伊州塔斯科拉)。 Allied Signal Plastics(宾夕法尼亚州波茨维尔)生产的Aclar板材。 帕拉 -来自西格玛(密苏里州圣路易斯)的苯二胺。 Pfaltz和Bauer(Saterbury,CT)生产的四溴化铱,用量为0.5%,使用前一天在马来酸盐缓冲液(MB)中搅拌。 1%的单宁酸在使用前立即溶解,单位为MB。 乙酸铀酰的浓度为1%,在MB中溶解过夜用于无锇组织处理,或在70%乙醇中溶解4%用于含锇组织。
2.4. 玻璃器皿和塑料器皿
瓷坩埚(容量为13-、18-、24-和40-mL)。 玻璃斑点盘子。 0.22微米微孔注射器“Acrodisc”由尼龙或塔夫林制成,可从Gelman Sciences或Fisher Scientific获得。 蜂胶胶囊可从EM Scientific获得,用于包埋振动体切片和免疫标记切片。
2.5. 二级抗体(抗兔lgG或抗鼠lgG)
与胶体金结合的抗体,来自Amersham(伊利诺伊州阿灵顿)或Goldmark Biologicals(新泽西州菲利普斯堡),大小从1 nm到30 nm不等:这些抗体分为两个等级,一个用于组织学,另一个用于Western blots。 我们尝试只使用组织学等级的品种。 来自Vector Labs(加利福尼亚州伯林盖姆)或Jackson ImmunoResearch(宾夕法尼亚州西格罗夫)的生物素化抗体。 来自Jackson ImmunoResearch的未标记二级抗体(抗兔IgG、抗鼠IgG)。 这些可在有或没有亲和纯化的情况下获得。 前者需要在更高浓度下使用,但预计会产生更大的特异性。 也可以从Vector Labs购买质量上乘的生物素标记二级抗体。
2.6. 股票解决方案
0.2 M(M) 磷酸盐缓冲液(PB),pH 7.4。 25%戊二醛,安瓿包装(EM Scientific)。 100%丙烯醛,包装在橡胶瓶中(Polysciences)。 4%四氧化二锇,装在安瓿中(EM Scientific)。
2.7. 缓冲器及其用途
0.1 M(M) PB,pH 7.4:等渗,强缓冲液。 磷酸盐缓冲盐水(PBS):0.01 M(M) PB,0.9%NaCl,pH 7.4:最广泛用于脑切片冲洗和短期存储的缓冲液( 看见 分标题3.3。 ). PBS牛血清白蛋白(BSA):PBS,1%BSA(来自Sigma):用于最小化非特异性免疫标记的缓冲液( 看见 副标题3.3。 ). PBS叠氮化:PBS,0.05%叠氮化钠:用于冷藏室长期保存切片的有用缓冲液( 看见 副标题3.1.7。 ). 0.1 M(M) 柠檬酸缓冲液,pH 6.5(5.4 g三钠盐,使用柠檬酸的一水盐将pH调节至6.5)。 这种缓冲液与免疫金标签的银强化相兼容( 看见 副标题3.4。 ). TBST:0.05 M(M) Tris缓冲盐水,0.1%Triton X-lOO:该缓冲液用于植入后免疫金标记( 看见 副标题3.5。 ). 0.1 M(M) MB,pH 6.0:该缓冲液用于处理EM段,无需使用四氧化锇( 看见 副标题3.6。 ).
2.8. 其他解决方案
肝素,抗凝,来自Elkins Sinn(新泽西州Cherry Hill):用于经心灌注( 看见 副标题3.1.3.,步骤4 ). 防冻剂:0.05 M(M) PB,25%蔗糖,10%甘油。 用于组织的冻融渗透,以增强免疫标记( 看见 副标题3.1.6.,步骤3 ). 银增感试剂,用于放大用于免疫标记的l-nm胶体金颗粒:可从Amersham购买一种光敏品种( 看见 副标题3.4。 ). 溶解于盐水中的50%二乙基二硫代氨基甲酸钠:一种锌螯合剂,可最大限度地减少与胶体金颗粒银强化相关的背景( 看见 副标题3.4。 ).
3.方法
3.1. 组织制备和储存
3. 1. 1.组织固定方法的选择:经心灌注与浸泡
3. 1.2. 固定剂的选择
3.1.3. EM经心灌注的详细描述
对动物进行深度麻醉(对于需要SIG作为免疫标记物的实验,在注射前15分钟注射二乙基二硫代氨基甲酸酯[1 g/kg,ip] 第二步: 看见 副标题3.4。 更多详细信息)。 打开胸腔。 记录隔膜被切割的时间。 使用连接至蠕动泵管的金属套管进入左心室。 将金属套管尖端插入升主动脉。 使用肝素盐水开始灌注。 继续灌注醛混合物。
3.1.4. 用于预埋与后埋EM-ICC的组织切片
3.1.5. 固定的终止
3.1.6. 组织渗透
3. 1. 7.分段存放
3.2. EM-ICC标签的选择
3.2.1. 马萝卜过氧化物酶-3,3′-二氨基联苯胺(HRP-DAB)
3.2.2. 含银预埋胶体金(SIG)
3.2.3. 后埋入胶体金(PEG)
3.3. HRP-DAB作为免疫标记物的应用程序
将切片在含有1%BSA的pH 7.4的PBS缓冲液中培养至少30分钟(阻止非特异性免疫标记)。 在室温下培养过夜(或在4°C下培养3天),放置在含有经验确定的一级抗体稀释液的封闭缓冲液中。 在PBS中以5分钟的间隔(3×5分钟)冲洗切片三次。 在含有经经验确定的生物素化抗兔IgG稀释液的封闭缓冲液中培养。 Vector的生物素化二级抗体通常在1:100到1:200的稀释液中工作良好,需要30分钟的培养,而Jackson ImmunoResearch的亲和纯化生物素化的二级抗体需要大约1:50的稀释液和1小时的培养期。 准备ABC溶液(Vector’s Elite试剂盒中的两滴溶液A和两滴溶液B以及PBS作为稀释剂),并在使用前让溶液静置30分钟。 在PBS中冲洗段3×5 min。 在ABC溶液中培养30分钟。 在PBS中冲洗段3×5 min。 将切片浸入HRP基质中,其中包括11 mg DAB盐酸盐和5μl 30%H 2 0 2 反应时间可能从几分钟到10分钟或更长,具体取决于一级抗体孵育条件和抗体滴度。 通过光学显微镜检查切片,将其临时安装在干净的载玻片上,以确认已达到预期的染色模式。 安装光学显微镜或其他部件时,请遵循以下步骤 子标题3.5。 用于EM处理切片。或者,如果在PBS中保持4°C的温度,切片可以在不丢失DAB免疫标签的情况下保存至少1周 遵循以下步骤 副标题3.6。 用于EM的处理段。
3.4. SIG作为免疫标记物的过程
遵循中描述的步骤 副标题3.3。 ,但一级抗体稀释液的制备浓度是HRP-DAB所用浓度的4–10倍(较高浓度的抗体可补偿SIG方法相对较弱的灵敏度)。 在室温下将切片培养在1:50稀释的1 nm金共轭抗体IgG中3-4小时。 稀释剂应为封闭缓冲液,由含有1%BSA的PBS组成。 在PBS中冲洗3×5分钟。 使用含有2%戊二醛的PBS对切片进行后期修复。 在PBS中冲洗3×5分钟。 在0.2中冲洗1分钟 M(M) 柠檬酸缓冲液(柠檬酸三钠盐调节至pH 6.5,使用柠檬酸的一水盐,使用超纯水或双蒸馏水新鲜制备)。 在这一步切换缓冲区的原因是氯离子干扰了银的增密步骤。 Amersham的Silver IntensEM试剂盒建议在银强化之前将各部分浸入水中。 然而,浸水会导致超微结构恶化。 因此,我们倾向于使用如上所述的等渗柠檬酸缓冲液。 通过将部分浸入Silver IntensEM试剂盒中3–15分钟,使胶体金颗粒呈银色致密(按照Amersham的指示,溶液A和溶液B的体积相等)。 使用非金属仪器在不同的缓冲区之间转移部分,因为金属会干扰银的强化。 通过在柠檬酸盐缓冲液中冲洗部分,然后在PBS中冲洗,终止银强化。 遵循下列步骤 副标题3.6。
3.5. 聚乙二醇作为免疫标记物的应用程序
0.05清洗格栅 M(M) Tris缓冲液,用0.9%氯化钠等渗制成,pH调节至7.6,并添加0.1%Triton X-100以增强免疫剂的穿透力(TBST,pH 7.6)。 在初级抗血清溶液中培养,用TBST稀释,pH 7.6。 对于大多数抗血清,在室温下隔夜培养就足够了。 应根据经验测定抗血清的稀释度,以在该培养时间内产生免疫标记。 对于大多数抗血清,浓度需要大约是HRP-DAB标签所需浓度的10倍。 无需将BSA添加到TBST中。 在pH 7.6的TBST中清洗2×5 min。 在pH 7.6的TBST中清洗30分钟。 将格栅在pH 8.2的TBST中调节5分钟。 将二级抗血清(例如抗兔IgG)与胶体金(市场上可买到的5至25nm大小)结合,以1:25至1:35的稀释度培养1h,使用TBST稀释,pH 8.2。 在pH 7.6的TBST中清洗2×5 min。 在蒸馏水中清洗2×5分钟。 空气干燥 使用5%乙酸铀酰溶解液和100%甲醇进行5-10 mm的反染色(可跳过可选步骤,以防止模糊弱HRP-DAB标签)。 将垂直固定的格栅反复浸入一个小烧杯中,快速冲洗,烧杯边缘填充100%甲醇。 空气干燥。 用蒸馏水冲洗。 用2%柠檬酸铅反染0.5–2分钟(可选)。 用蒸馏水冲洗。 空气干燥。
3.6. EM振动部分的处理
四氧化锇后固定。 将节返回到0.1 M(M) 磷酸盐缓冲液。 用四氧化锇在室温下固定1-2小时。 这一步对膜的保存很重要。 如果怀疑经心固定仅实现了组织的弱固定,那么四氧化锇固定之前可以进行另一次固定,包括在室温下使用2%戊二醛稀释PBS,持续10分钟。 四氧化锇的建议浓度为1–2%,用0.1稀释 M(M) 磷酸盐缓冲液。 建议在这种后固定条件下放置节段的井尽可能平坦,以避免在节段上产生弯曲。 此外,为了容纳高度挥发性的重金属溶液,应将井盖好并置于良好的工作罩下。 固定步骤以0.1的冲洗结束 M(M) PB。 不含四氧化锇的后蒸馏:所有步骤都在冰上进行,直到丙酮步骤。 截面应始终保持平整。 在0.1中冲洗2×5分钟 M(M) 马来酸盐缓冲液,pH 6.0(MB)。 在1%单宁酸中培养40分钟,使用前立即溶解在MB中。 用MB冲洗2×3 min。 在1%乙酸铀酰中孵育40分钟,在MB中溶解过夜,同时避光(可以使用铝箔遮住溶液)。 用MB冲洗2×3 min。 在0.5%四溴化铱中孵育20分钟,前天在MB中搅拌。 用MB冲洗2×3 min。
使用增加系列的乙醇进行脱水,从30%到70%开始。 对于无锇组织,按照此步骤在1%中培养15分钟 对位 -盐酸苯二胺,新鲜制作,使用70%乙醇避光。 对于固定锇和不含锇的组织,接下来1–4小时 整体 用溶于70%乙醇中的1-4%乙酸铀酰染色。 这一步骤不仅可以反染色,而且有助于超微结构的保存。 按照此步骤进行进一步脱水,最高可达100%乙醇。 从这一点开始,切片应保存在密封的小瓶中,以避免受潮。 乙醇脱水后,浸入100%丙酮或100%环氧丙烷中,然后浸入50%丙酮(或环氧丙烷)和50%树脂(例如EMBED 812或Epon-Spurr)组成的溶液中4–20小时。 将其浸入丙酮和树脂的比例为1:3的溶液中4–20小时,然后进行100%的浸泡。 平铺:首先将部分平铺在用100%乙醇擦洗干净的Ac1ar塑料板表面。 这些部分使用另一块较小的Aclar塑料片覆盖。 挤出多余的树脂,就像光学显微镜的盖子滑动一样。 治疗Aclar-sandwiched部分。 对于EMBED 812和Epon Spurr,这需要将Aclar夹层部分放置在60°C的烘箱中12-20小时。 对于Epon Spurr,37°C就足够了。 为聚乙二醇设计的树脂,如Lowicryl,要求将Aclar-sandwiched部分置于无氧室内的紫外线下(因为氧气抑制树脂聚合)。 通过使用干冰置换空气并使用Saran包裹物密封腔室,可以很容易地准备好这种腔室。 这种腔室应内衬铝箔,以最大限度地利用反射紫外线辐射聚合树脂。 此外,试验箱需要置于温度为−20至−30°C的冷冻柜中,以避免聚合过程中抗原变性。 一旦固化,这种平埋的切片可以在室温下无限期保存,也可以用光学显微镜进行检查和拍照。 胶囊嵌入了部分所需的部分。 这是通过首先剥离两片Aclar塑料板中的一片,同时保持该部分与剩余的一片Aclar塑料板粘连来实现的。 部分切片仍然粘附在一片Aclar上,可以用剪刀或剃须刀片切割到足够小的尺寸,以便放入EM Beem胶囊中。 用剃须刀片切下蜜蜂胶囊的锥形尖端。 将平嵌入部分放在盖的平面内表面上,使Aclar板面向底部。 将Beem胶囊(在另一端打开)装入盖中。 用新鲜的嵌入树脂将胶囊填充到剃须刀刀片切割边缘。 在烤箱中再固化12–20小时。 用超薄切片机制备超薄切片。 用柠檬酸铅对超薄切片进行反染色(可选)。 用四氧化锇和乙酸铀固定的组织在EMs下通常显示出足够的对比度,铅副染色有时会模糊弱的HRP-DAB免疫标记。
4.注意事项
与单克隆抗体相比,多克隆抗体显示出一些优势。 多克隆抗体通常: 可以识别变性抗原。 在蛋白印迹上显示出良好的特异性。 由于识别相同抗原的抗体的多价相互作用,是免疫沉淀的优良试剂。 产生强烈的细胞染色信号。 然而,主要问题是非特异性结合和有限供应。
当饲养针对人类肾上腺素能受体的兔抗体时,我们发现抗体的质量在兔和抗原之间各不相同。 此外,人们应该意识到,即使产生良好抗血清的兔子也不能产生无限量的良好抗血清,因为滴度会随着年龄的增长而下降。 随着抗原长度的增加,溶解度降低。 当谷胱甘肽- S公司 -转移酶(GST)融合蛋白不能在裂解后的上清液中恢复 大肠杆菌。 大肠杆菌 ,我们建议制造新的融合蛋白结构,而不是试图增加溶解度。 一般来说,生产新的融合蛋白并不十分耗时(即聚合酶链反应和测序)。 有报道表明融合蛋白的溶解度增加。 一种是与硫氧还蛋白基因的蛋白共转染或融合( 41 , 42 ). 另一种方法是添加2.0%沙棘糖来溶解包涵体中的融合蛋白( 43 ). 在我们的实验中,硫氧还蛋白基因的共转染对提高融合蛋白的溶解度没有太大帮助,并且来自包涵体的溶于肌氨酸钠的融合蛋白即使在加入Triton X-100清除肌氨酸后也不能很好地与谷胱甘肽-糖珠结合。 在我们看来,只有在对GST融合所需的蛋白质部分没有选择的情况下,才应该采用这些替代方法。 当使用Bio-Rad的Affi凝胶时,我们建议将融合蛋白与Affi凝胶10和15融合,因为这些柱的质量不确定。 关于柱洗脱条件,通常使用酸性和碱性pH缓冲液。 请注意,即使使用不同的融合蛋白构建物,也不能消除所有非特异性结合。 在某些情况下,克氏菌比亲和纯化抗血清更有效地进行免疫沉淀。 背景染色或非特异性结合经常出现在蛋白质印迹上。 为了减少背景,我们发现以下方法单独或结合使用都有帮助: 降低一级和二级抗体的浓度,并将抗体的孵育时间从1小时增加到隔夜。 这将增加灵敏度并减少非特异性染色。 用RIPA缓冲液封闭和清洗膜,并培养抗体。 RIPA缓冲器由150 m组成 M(M) 氯化钠、1.0%诺奈德P-40、0.5%脱氧胆酸盐、0.1%十二烷基硫酸钠(SDS)、50 m M(M) Tris(pH 8.0)。 在吐温-PBS中使用不同的缓冲液,例如5%的干奶,或在RIPA缓冲液中使用干奶。 包含从用于产生二级抗体的动物物种获得的血清也可能有帮助。 用从已知不表达抗原的组织或细胞中获得的总蛋白预吸附抗血清。 亲和-使用抗原的肽片段而不是整个融合蛋白纯化多克隆抗体。
糖基化受体的Western blots检测限约为10 fmol/样品。 这种限制在一定程度上是由于受体的异源糖基化,导致分子的分子量发生变化,从而导致蛋白质印迹上出现扩散带。 因此,去糖基化可能有助于通过锐化带来提高检测灵敏度。 另一个限制因素是可用于SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)凝胶槽的蛋白质数量。 对于大多数SDS-PAGE凝胶,上限约为200μg/车道。 如果受体表达水平高于100 fmol/mg蛋白质,则可以通过SDS-PAGE进行检测。 然而,当表达水平为10–20 fmol/mg蛋白质时,检测几乎不可能,正如大多数完整细胞中所发现的那样。 必须始终测试蛋白质印迹上的免疫反应带的特异性。 这可以通过在印迹培养期间将肽片段与抗血清结合来实现。 或者,可以在与抗血清孵育之前预先吸附抗血清。 从基因敲除小鼠制备的组织或细胞是获得阴性对照的极好来源。 增强化学发光(ECL)是一种广泛使用的蛋白质印迹检测方法,因为它具有极高的灵敏度。 然而,灵敏度的提高也可能导致涂片染色。 通过更加严格和反复地清洗膜以及使用更严格的条件,可以克服这个问题。 G蛋白相关受体有聚集的趋势。 当含有受体的蛋白质悬浮液煮沸时,这种趋势会增加,这通常是在装入聚丙烯酰胺凝胶之前进行的。 这种聚集的受体分子往往停留在堆积凝胶中,而不是进入分离凝胶。 由于无需煮沸即可成功电泳受体蛋白,因此煮沸步骤应省略。