Флуоро-Джейд Пятно

Флуоро-ядское пятно является флуорохромным, полученным из флуоресцеина , и обычно используется в нейробиологических дисциплинах для маркировки дегенерирующих нейронов в ex vivo ткани центральной нервной системы . Первое производное флуоро-Джейде было сообщено Ларри Шмуэдом в 1997 году как альтернативный метод традиционных методов маркировки дегенерирующих нейронов, таких как окрашивание нитратами серебра , пятна H & E или Nissl . ^{[ 1 ]} Fluoro-Jade может быть предпочтительнее других дегенеративных пятен из-за простоты процедур окрашивания и визуальной интерпретации, которые являются общими недостатками обычных дегенеративных пятен. Тем не менее, механизм, с помощью которого флуоро-яджаки дегенерирующие нейроны неизвестен, что создает некоторые противоречия по поводу фактического физиологического состояния меченых клеток.

Химические свойства

В настоящее время существует три флуоро-яджая (Fluoro-Jade, ^{[ 1 ]} Флуоро-Джейде B, ^{[ 2 ]} и Fluoro-Jade c ^{[ 3 ]}), все из которых являются анионными производными флуоресцеина и очень кислыми . ^{[ 3 ]} В частности, Fluoro-Jade представляет собой смесь 5-карбоксифлуоресцеина и 6-карбоксифлуоресцеина дизодий-соли, тогда как флуоро-джаде B представляет собой смесь (1) бензена (1) тризодий 5- (6-гидрокси-3-окс-т. , 1,2,4 трикарбоновая кислота, (2) Дизодий 2- (6-гидрокси-3-оксо-3H-ксантен-9l) -5- (2,4-дигидроксибензол) терефталевая кислота и (3) дизодий 2, 5-бис (6-гидрокси-3-оксо-3h-xanthen-9yl) терефталевая кислота. ^{[ 4 ]} Все три вида флуоро-джаде имеют сходные профили возбуждения и выбросов , как флуоресцеин (возбуждение: 495 нм; излучение: 521 нм), и, таким образом, можно визуализировать с использованием фильтра флуоресцеина/FITC. Более новые красители, флуоро-джаде B и Fluor-Jade C, были разработаны для улучшения соотношения сигналов к шуму, что создает превосходные соединения для визуализации более тонкой морфологии нейронов, включая дендриты, аксоны и нервные терминалы.

Общие методы окрашивания

Почти вся обработанная ткань совместима с пятном флуоро-Джейде, включая ткани от грызунов (мышей и крыс), нечеловеческих приматов и людей. Монтированная ткань пошаговая регидратируется с уменьшающимися концентрациями спирта . Перманганат калия может использоваться для уменьшения окрашивания фонового окрашивания и защиты тканей от затухания и отбеливания фото. Флуоро-джаде очень растворим в воде и, следовательно, сначала растворяется в дистиллированной воде . Чтобы быть специфическим для дегенерирующих нейронов, флуоро-джаде должен использоваться в кислой среде, поэтому флуоро-яд далее разбавляется в ледяной уксусной кислоте . Дополнительные промывки воды следует использовать для промывки ткани перед сушкой и покровным шлифованием. ^{[ 1 ]}

Процедуры окрашивания флуоро-Джейда являются гибкими и, следовательно, могут быть адаптированы так, чтобы совместимы с другими методами окрашивания, такими как иммуногистохимия . Можно сделать несколько модификаций общих процедур, таких как уменьшение инкубации перманганата калия, чтобы избежать нарушения иммунофлуоресцентной маркировки. Фон может быть уменьшена с помощью альтернативных методов, таких как снижение температуры окрашивания или снижение концентрации флуоро-Джейде, что может быть более совместимым с другими методами маркировки. ^{[ 1 ]} Такие изменения, однако, следует определить эмпирически для оптимизации конкретных экспериментальных условий.

В дополнение к окрашиванию ткани от обработанных субъектов, следует включать положительный и отрицательный контроль, чтобы обеспечить специфичность и достоверность метода. Как правило, ткани от необработанных контрольных субъектов включены, чтобы показать специфичность для дегенерирующих нейронов, поскольку флуоро-яд не должен окрашивать в ткани, не выявляя. Кроме того, положительный контроль включен для обеспечения достоверности процедур окрашивания; Чтобы показать, что дегенерирующие нейроны будут окрашены флюоро-яд. Приемлемый положительный контроль включает в себя нейродегенеративную ткань от субъектов, где флуоро-джаде уже была подтверждена, такая как животные, обработанные каиновой кислотой.

Анализ

Ткань с флуоро-джаде может быть визуализирована под эпифлуоресцентным микроскопом, используя систему фильтров, предназначенную для флуоресцеина или изотиоцианата флуоресцеина (FITC) (возбуждение: 495 нм; излучение: 521 нм). Множественные морфологические особенности могут быть обнаружены с использованием пятна флуоро-Джейда, включая клеточные тела , дендриты , аксоны и терминалы аксона . ^{[ 1 ]} Несмотря на то, что все производные флуоро-Джейда могут обнаружить эти специфические морфологические особенности, более новые производные (Fluoro-Jade B и Fluoro-Jade C) имеют большую специфичность и разрешение и, следовательно, превосходны в обнаружении более тонких морфологических признаков. ^{[ 3 ]} Fluoro-Jade обычно определяется количественно в каждом сечении 60-го 40 нм в интересующей области и экспрессируется как клетки/сечение. Альтернативно, стереологические процедуры могут использоваться для оценки общих флуоро-джаде-положительных клеток в определенной области.

Проверка техники

Поскольку механизм маркировки флуоро-Джейде неизвестен, для проверки этой методики использовался корреляционный анализ с традиционными пятнами дегенерации нейронов. Первоначально окрашивание флуоро-ядкой сравнивалось с методологиями окрашивания H & E и De Olmos, окрашивающей H & E и De Olmos, в различных нейротоксических моделях нейродегенерации, таких как инъекция каиновой кислоты , MPTP или многовалентных металлов. Каждое из этих нейротоксических оскорблений производит специфическую дегенерацию нейронов мозг и, следовательно, может использоваться для определения специфичности флуоро-джаде. Действительно, эти исследования продемонстрировали, что флуоро-джаде последовательно воспроизводил инсульта-специфические паттерны окрашивания нейрональной дегенерации, которые были идентичны схемам окрашивания H & E и де Ольмоса после тех же нейротоксических оскорблений. Эти результаты предполагают, что Fluoro-Jade является надежным маркером нейродегенерации. ^{[ 1 ]}

Ларри Шмеуд предполагает, что основная «молекула смерти» экспрессируется поврежденными клетками и что высокоанионная и кислая флуоро-джаде может быть специфичной для этой цели. ^{[ 1 ]} Дополнительная поддержка обоснованности пятно флуоро-Джейде, и эта гипотеза является работой Auer et al. В ^{[ 5 ]} который продемонстрировал, что другой анионный краситель, фуксиновая кислота , может успешно связываться с поврежденными нейронами после гипергликемического оскорбления, предположительно тем же электростатическим механизмом, что и флуоро-яд. Эти нейроны были охарактеризованы морфологией гибели клеток , включая конденсированный хроматин , разрушенную плазматическую мембрану и разрушенную ядерную мембрану .

Хотя серебряное пятно флуоро-джаде и де Ольмоса имеет одинаковую схему окрашивания в моделях нейротоксичности, существуют неотъемлемые различия между двумя методологиями, которые могут иметь физиологические последствия. Например, анализ временного курса дегенерации нейронов между этими двумя методами показывает, что пятна серебра очевидны ранее после нейротоксического оскорбления, которое может указывать на то, что флуоро-джаде специфична для более поздней, более совершенной стадии дегенеративного процесса. ^{[ 6 ]}

Приложения

Травматическая травма головного мозга ^{[ 7 ]} ^{[ 8 ]}

Повреждение спинного мозга ^{[ 9 ]}

Болезнь Альцгеймера ^{[ 10 ]}

Старение ^{[ 11 ]}

Гладить ^{[ 12 ]} ^{[ 13 ]}

Эпилепсия ^{[ 6 ]}

Алкоголизм ^{[ 14 ]}

Злоупотребление наркотиками ^{[ 15 ]}

Другой

Fluoro-Jade также может быть полезен для других применений, отличных от маркировки нейронов дегенерации мозга. Несколько сообщений продемонстрировали, что флуоро-джаде также полезен при обнаружении глиа, в частности, реактивной астроглии ^{[ 16 ]} и микроглия. ^{[ 17 ]} Таким образом, Fluoro-Jade может использоваться для оценки глиальных реакций, связанных с нейротоксичностью. Кроме того, другие исследования демонстрируют, что флуоро-джаде также может маркировать нейроны за пределами ЦНС, таких как нейроны ганглиев дорсального корня. ^{[ 18 ]} Наконец, Fluoro-Jade может найти применение в не-нейрональных системах, так как исследователи сообщили о своем использовании для оценки гибели клеток в эпителиальных клетках почечных канальцев, in vitro ^{[ 19 ]} и in vivo. ^{[ 20 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин Schmued LC; Альбертсон С; SLIKKER JR. W (1997). «Fluoro-Jade: новый флуорохром для чувствительной и надежной гистохимической локализации дегенерации нейронов». Исследование мозга . 751 (1): 37–46. doi : 10.1016/s0006-8993 (96) 01387-x . PMID 9098566 .
^ Schmued LC, Hopkins KJ (август 2000 г.). «Fluoro-Jade B: флуоресцентный маркер с высокой аффинностью для локализации дегенерации нейронов» . Исследование мозга . 874 (2): 123–30. doi : 10.1016/s0006-8993 (00) 02513-0 . PMID 10960596 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Schmued LC, Stowers CC, Scallet AC, Xu L (февраль 2005 г.). «Fluoro-Jade C приводит к сверхвысокому разрешению и контрастной маркировке дегенерирующих нейронов» . Исследование мозга . 1035 (1): 24–31. doi : 10.1016/j.brainres.2004.11.054 . PMID 15713273 .
^ Саркар, Сумит; Ларри Шмеуд (2011). "11". В Брэде Болоне; Марк Батт (ред.). Фундаментальная невропатология для патологов и токсикологов: принципы и методы . Джон Уайли и сыновья . п. Глава 11. ISBN 9781118002230 .
^ Auer rn; Калимо Х.; Олссон Y.; Siesjo¨ bk (1985). «Временная эволюция гипогликемического повреждения головного мозга. I. свето- и электрон-микроскопические результаты в коре головного мозга крысы». Acta Neuropathol. 67 (1–2): 13–24. doi : 10.1007/bf00688120 . PMID 4024866 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Poirier JL, Capek R, De Koninck Y (2000). «Дифференциальное прогрессирование темного нейрона и флуоро-Джейде маркировки в гиппокампе крысы после пилокарпина, индуцированного эпилептическим состоянием». Нейробиология . 97 (1): 59–68. doi : 10.1016/s0306-4522 (00) 00026-9 . PMID 10771339 .
^ Андерсон, KJ; Миллер, Км; Фугачча, я.; Scheff, SW (2005). «Региональное распределение окрашивания флуоро-джаде в гиппокампе после черепно-мозговой травмы». Экспериментальная неврология . 193 (1): 125–130. doi : 10.1016/j.expneurol.2004.11.025 . PMID 15817271 .
^ Hellsich, HL; Capra, B.; Эйдсон, К.; Гарсия, Дж.; Кеннеди, Д.; Uchida, T.; Петрушкой, М.; Cowar, J.; Dewitt, DS; Prough, DS (2005). «Дозозависимое повреждение нейронов после черепно-мозговой травмы». Исследование мозга . 1044 (2): 144–154. doi : 10.1016/j.brainres.2005.02.054 . PMID 15885213 .
^ Андерсон, KJ; Фугачча, я.; Шефф, SW (2003). «Флуоро-джаде B пятна в состоянии покоя и реактивные астроциты в спинном мозге грызунов». J. Neurotrauma . 20 (11): 1223–1231. doi : 10.1089/089771503770802899 . PMID 14651809 .
^ Damjanac, M.; Rioux Bilan, A.; Барьер, L.; Pontcharraud, R.; Энн, C.; Hugon, J.; Пейдж, Г. (2007). «Окрашивание флуоро-джаде B в качестве полезного инструмента для идентификации активированной микроглии и астроцитов в трансгенной модели мышиной болезни Альцгеймера». Исследование мозга . 1128 (1): 40–49. doi : 10.1016/j.brainres.2006.05.050 . PMID 17125750 .
^ Коломбо, JA; Puissant, VI (2002). «Флуори Джейд Пянки Раньше и реактивная астроглия в коре головного примала» . J Histochem Cytochem . 50 (8): 1135–1137. doi : 10.1177/002215540205000815 .
^ Duckworth, Eam; Батлер, Т.; Collier, L.; Коллиер, с.; Pennypacker, KR (2006). «NF-Kappab защищает нейроны от повреждения ишемии после окклюзии средней мозговой артерии у мышей». Исследование мозга . 1088 (1): 167–175. doi : 10.1016/j.brainres.2006.02.103 . PMID 16630592 .
^ Duckworth, Eam; Bulter, TL; De Mesquita, D.; Кольер, Sn; Collier, L.; Pennypacker, KR (2005). «Временная фокусная ишемия у мыши: технические аспекты и модели яичной флуоро-ядской нейродегенерации». Исследование мозга . 1042 (1): 29–36. doi : 10.1016/j.brainres.2005.02.021 . PMID 15823250 .
^ Оберье, JA; Боулдин, JA; Экипаж, FT (2002). «Воздействие перерыва этанола у взрослых крыс вызывает некротическую гибель клеток». Алкоголь Clin Exp Res . 26 (4): 547–557. doi : 10.1111/j.1530-0277.2002.tb02573.x . PMID 11981132 .
^ Эйш, AJ; Schmued, LC; Маршалл, JF (1998). «Характеризуя повреждение кортикального нейрона при флуоро-ядской маркировке после нейротоксического режима метамфетамина». Синапс . 30 (3): 329–333. doi : 10.1002/(SICI) 1098-2396 (199811) 30: 3 <329 :: AID-Syn10> 3.0.co; 2-V . PMID 9776136 .
^ Андерсон, KJ; Изабелла, Ф.; Шефф, SW (2003). «Флуоро-джаде-пятна покоятся и реактивные астроциты в спинном мозге грызунов». J. Neurotrauma . 20 (11): 1223–1231. doi : 10.1089/089771503770802899 . PMID 14651809 .
^ Damjanac, M.; Rioux Bilan, A.; Барьер, L.; Pontcharraud, R.; Энн, C.; Hugon, J.; Пейдж, Г. (2007). «Окрашивание Fluro-Jade B как полезный инструмент для идентификации активированной микроглии и астроцитов в трансгенной модели мышиной болезни Альцгеймера». Исследование мозга . 1128 (1): 40–49. doi : 10.1016/j.brainres.2006.05.050 . PMID 17125750 .
^ Hornfelt, M.; Edstrom, A.; Ekstrom, Par (1999). «Повышенная регуляция цитозольной фосфолипазы A2 коррелирует с апоптозом в нейронах мыши верхней шейки матки и дорсального корня». Нейробиологические буквы . 265 (2): 87–90. doi : 10.1016/s0304-3940 (99) 00046-4 . PMID 10327175 .
^ Гу, Цян; Ланц, Сьюзен; Розас-Хернандес, Гектор; Куэвас, Элвис; Али, Сайед Ф.; Paule, Merle G.; Саркар, Сумит (июнь 2014 г.). «Обнаружение цитотоксичности in vitro с использованием фторуджаде-C». Токсикология in vitro . 28 (4): 469–472. doi : 10.1016/j.tiv.2014.01.007 . PMID 24462471 .
^ Икеда, Мизуко; Вакасаки, Руми; Schenning, Katie J.; Свиде, Томас; Ли, Чон Хеон; Миллер, М. Берни; Чой, Хак Су; Андерсон, Шарон; Хатченс, Майкл П. (апрель 2017 г.). «Определение функции почек и травмы с использованием фториметрии вблизи инфракрасной инфракрасной фториметрии при экспериментальном кардиоренальном синдроме» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 312 (4): F629 - F639. doi : 10.1152/ajprenal.00573.2016 . PMC 5407071 . PMID 28077373 .

[flj-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин Schmued LC; Альбертсон С; SLIKKER JR. W (1997). «Fluoro-Jade: новый флуорохром для чувствительной и надежной гистохимической локализации дегенерации нейронов». Исследование мозга . 751 (1): 37–46. doi : 10.1016/s0006-8993 (96) 01387-x . PMID 9098566 .

[fljb-2] Schmued LC, Hopkins KJ (август 2000 г.). «Fluoro-Jade B: флуоресцентный маркер с высокой аффинностью для локализации дегенерации нейронов» . Исследование мозга . 874 (2): 123–30. doi : 10.1016/s0006-8993 (00) 02513-0 . PMID 10960596 .

[fljc-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Schmued LC, Stowers CC, Scallet AC, Xu L (февраль 2005 г.). «Fluoro-Jade C приводит к сверхвысокому разрешению и контрастной маркировке дегенерирующих нейронов» . Исследование мозга . 1035 (1): 24–31. doi : 10.1016/j.brainres.2004.11.054 . PMID 15713273 .

[4] Саркар, Сумит; Ларри Шмеуд (2011). "11". В Брэде Болоне; Марк Батт (ред.). Фундаментальная невропатология для патологов и токсикологов: принципы и методы . Джон Уайли и сыновья . п. Глава 11. ISBN 9781118002230 .

[5] Auer rn; Калимо Х.; Олссон Y.; Siesjo¨ bk (1985). «Временная эволюция гипогликемического повреждения головного мозга. I. свето- и электрон-микроскопические результаты в коре головного мозга крысы». Acta Neuropathol. 67 (1–2): 13–24. doi : 10.1007/bf00688120 . PMID 4024866 .

[poirier-6] Jump up to: ^а ^{беременный} Poirier JL, Capek R, De Koninck Y (2000). «Дифференциальное прогрессирование темного нейрона и флуоро-Джейде маркировки в гиппокампе крысы после пилокарпина, индуцированного эпилептическим состоянием». Нейробиология . 97 (1): 59–68. doi : 10.1016/s0306-4522 (00) 00026-9 . PMID 10771339 .

[7] Андерсон, KJ; Миллер, Км; Фугачча, я.; Scheff, SW (2005). «Региональное распределение окрашивания флуоро-джаде в гиппокампе после черепно-мозговой травмы». Экспериментальная неврология . 193 (1): 125–130. doi : 10.1016/j.expneurol.2004.11.025 . PMID 15817271 .

[8] Hellsich, HL; Capra, B.; Эйдсон, К.; Гарсия, Дж.; Кеннеди, Д.; Uchida, T.; Петрушкой, М.; Cowar, J.; Dewitt, DS; Prough, DS (2005). «Дозозависимое повреждение нейронов после черепно-мозговой травмы». Исследование мозга . 1044 (2): 144–154. doi : 10.1016/j.brainres.2005.02.054 . PMID 15885213 .

[9] Андерсон, KJ; Фугачча, я.; Шефф, SW (2003). «Флуоро-джаде B пятна в состоянии покоя и реактивные астроциты в спинном мозге грызунов». J. Neurotrauma . 20 (11): 1223–1231. doi : 10.1089/089771503770802899 . PMID 14651809 .

[10] Damjanac, M.; Rioux Bilan, A.; Барьер, L.; Pontcharraud, R.; Энн, C.; Hugon, J.; Пейдж, Г. (2007). «Окрашивание флуоро-джаде B в качестве полезного инструмента для идентификации активированной микроглии и астроцитов в трансгенной модели мышиной болезни Альцгеймера». Исследование мозга . 1128 (1): 40–49. doi : 10.1016/j.brainres.2006.05.050 . PMID 17125750 .

[11] Коломбо, JA; Puissant, VI (2002). «Флуори Джейд Пянки Раньше и реактивная астроглия в коре головного примала» . J Histochem Cytochem . 50 (8): 1135–1137. doi : 10.1177/002215540205000815 .

[12] Duckworth, Eam; Батлер, Т.; Collier, L.; Коллиер, с.; Pennypacker, KR (2006). «NF-Kappab защищает нейроны от повреждения ишемии после окклюзии средней мозговой артерии у мышей». Исследование мозга . 1088 (1): 167–175. doi : 10.1016/j.brainres.2006.02.103 . PMID 16630592 .

[13] Duckworth, Eam; Bulter, TL; De Mesquita, D.; Кольер, Sn; Collier, L.; Pennypacker, KR (2005). «Временная фокусная ишемия у мыши: технические аспекты и модели яичной флуоро-ядской нейродегенерации». Исследование мозга . 1042 (1): 29–36. doi : 10.1016/j.brainres.2005.02.021 . PMID 15823250 .

[14] Оберье, JA; Боулдин, JA; Экипаж, FT (2002). «Воздействие перерыва этанола у взрослых крыс вызывает некротическую гибель клеток». Алкоголь Clin Exp Res . 26 (4): 547–557. doi : 10.1111/j.1530-0277.2002.tb02573.x . PMID 11981132 .

[15] Эйш, AJ; Schmued, LC; Маршалл, JF (1998). «Характеризуя повреждение кортикального нейрона при флуоро-ядской маркировке после нейротоксического режима метамфетамина». Синапс . 30 (3): 329–333. doi : 10.1002/(SICI) 1098-2396 (199811) 30: 3 <329 :: AID-Syn10> 3.0.co; 2-V . PMID 9776136 .

[16] Андерсон, KJ; Изабелла, Ф.; Шефф, SW (2003). «Флуоро-джаде-пятна покоятся и реактивные астроциты в спинном мозге грызунов». J. Neurotrauma . 20 (11): 1223–1231. doi : 10.1089/089771503770802899 . PMID 14651809 .

[17] Damjanac, M.; Rioux Bilan, A.; Барьер, L.; Pontcharraud, R.; Энн, C.; Hugon, J.; Пейдж, Г. (2007). «Окрашивание Fluro-Jade B как полезный инструмент для идентификации активированной микроглии и астроцитов в трансгенной модели мышиной болезни Альцгеймера». Исследование мозга . 1128 (1): 40–49. doi : 10.1016/j.brainres.2006.05.050 . PMID 17125750 .

[18] Hornfelt, M.; Edstrom, A.; Ekstrom, Par (1999). «Повышенная регуляция цитозольной фосфолипазы A2 коррелирует с апоптозом в нейронах мыши верхней шейки матки и дорсального корня». Нейробиологические буквы . 265 (2): 87–90. doi : 10.1016/s0304-3940 (99) 00046-4 . PMID 10327175 .

[19] Гу, Цян; Ланц, Сьюзен; Розас-Хернандес, Гектор; Куэвас, Элвис; Али, Сайед Ф.; Paule, Merle G.; Саркар, Сумит (июнь 2014 г.). «Обнаружение цитотоксичности in vitro с использованием фторуджаде-C». Токсикология in vitro . 28 (4): 469–472. doi : 10.1016/j.tiv.2014.01.007 . PMID 24462471 .

[20] Икеда, Мизуко; Вакасаки, Руми; Schenning, Katie J.; Свиде, Томас; Ли, Чон Хеон; Миллер, М. Берни; Чой, Хак Су; Андерсон, Шарон; Хатченс, Майкл П. (апрель 2017 г.). «Определение функции почек и травмы с использованием фториметрии вблизи инфракрасной инфракрасной фториметрии при экспериментальном кардиоренальном синдроме» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 312 (4): F629 - F639. doi : 10.1152/ajprenal.00573.2016 . PMC 5407071 . PMID 28077373 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]