Name: a rapid automated protocol for muscle fiber population analysis in rat muscle cross sections using myosin heavy chain immunohistochemistry
Uploaded: 2017-03-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 57 s
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본 연구는 크리스찬 도플러 연구 재단에 의해 지원되었다. 우리는 프로젝트 전반에 걸쳐 지원 비엔나, 오스트리아의 의과 대학의 핵심 시설 이미지에서 사빈 Rauscher에게 감사의 말씀을 전합니다. 차 항체는 NIH의 NICHD에 의해 만들어지고 아이오와, 생물학과, 아이오와 시티, 아이오와 대학에서 유지, 발달 연구 하이 브리 도마 은행에서 얻은, Schiaffino, S.에 의해 개발되었다.

FELASA (26)에 의해 권장하는 동물 과목을 포함한 모든 절차는 실험 동물 관리의 원칙을 준수하여 실시 하였다. 승인 비엔나의 의과 대학과 연구 및 과학에 대한 오스트리아 정부의 제도적 검토위원회에 의해 연구 이전에 얻은 (BMWF는 : BMWF - 66.009 / 0222-WF / II / 3B / : Bundesministerium은 Wissenschaft 놀이 Forschung, 참조 번호 FUER 2014). 1. 근육 수확 참고 : 멩 등의 알 의해 이전 간행물. 도 27에 자세히 근육 시료의 정확한 동결 설명 가능하다. <ol><li> 즉시 동물의 안락사 후 전체 단면을 확보하기 위해 전체 근육 또는 충분한 조직을 얻습니다. <ol><li> 마취 또는 안락사 쥐에서 전체 근육을 제거합니다. 모든 결합 조직과 집게와 가위로 근육을 둘러싸고있는 힘줄을 제거합니다. A에 대한nesthesia 또는 안락사는 FELASA (28)의 국제 지침을 따르십시오. </li></ol></li><li> 교정 정밀 저울을 사용하여 근육의 무게를. 이 빠른 단계는 특히 중재 절차 후 근육 샘플 간의 비교 분석을 할 수 있습니다. </li><li> 모든면에 약 1mm의 안전 마진 근육의 크기에 따라,의 OCT 화합물로 완전히 충전 된 용기에 넣고 근육 (예를 들어, 알루미늄 박으로 이루어지는). </li><li> 약 2 분에 동결 액체 질소를 이용하여 이소 펜탄을 미리 냉각. 이소 펜탄은 용기의 하단에 백색 결정을 보여주기 시작해야합니다. 참고 :이 단계는 근육의 정확한 구조를 유지에 필수적인하여 올바른 염색을 허용하고 섬유 (27)를 분석합니다. </li><li> 스토어 샘플은 -80 ° C에서 최소 24 시간 동안 OCT에서 보존. 샘플은, 그러나, corre 경우, 몇 달 또는 몇 년 -80 ° C에 저장 될 수있다<html> ctly 냉각. </li><li> cryotome를 사용하여 -20 ℃에서 근육의 중앙부에서 10 개 μm의 횡단면을 잘라. 을 10㎛ 절단 가능한 것은 아닌 경우, 20 ㎛의 최대까지, 2㎛의 단계 두께를 증가시킨다. 충분히 예리한 절삭 날이 단계는 필수적이다. </li><li> 단면에 슬라이드를 근사에 의해 접착제 슬라이드에 섹션을 적용합니다. 크로스 섹션은 자동 접착 슬라이드에 충실 할 것이다. 하룻밤 염색하기 전에 -20 ° C에서 슬라이드를 저장합니다. </li></ol> 2. 염색 참고 : 마이 오신 중쇄 단백질에 대한 항체의 많은 수를 사용할 수 있습니다; 그러나, 높은 품질의 항체는 자동 수집 및 분석을 위해 필수적이다. 항체 희석을 참고로, 표 1 참조. 스프레드 시트 파일이 올바른 희석을 계산하고 필요한 솔루션 수량의 수를 확인하려면, 참조1 파일 source.jove.com/files/ftp_upload/55441/Calculator_for_muscle_fiber_typing.xlsx&quot;&gt;Supplemental. <ol><li> 해동 염색 과정 전에 10 분 동안 냉동 된 근육 부분을 공기 건조. </li><li> 워시 인산염 완충 식염수 (PBS) + 0.05 % 트리톤 X 10 분 후, 5 분 동안 조심스럽게 슬라이드. 트리톤은 크게 염색 품질을 향상시키기 위해 표시되었습니다. 자세한 내용은 설명을 참조하십시오. </li><li> 2 분 구간 공기 건조하자 (항체의 필요한 양을 최소화하기 위해), 15 분 동안 추가 건조를 허용 소수성 펜을 사용하여 각 슬라이드의 개별 단면 개요. </li><li> PBS + 모든 슬라이드 차단 0.05 % 트리톤 X (PBST)을 실온에서 1 시간 동안 10 %의 염소 혈청을 함유. </li><li> PBS + 0.05 % 트리톤 X (PBST)을 함유하는 10 %의 염소 혈청 칵테일 모든 일차 항체 (표 1) 희석. 신청하기 전에 충분히 섞는다. 트리톤 X는 전체 단면의 동일한 염색을 위해 필수적이다. 계산하다단면 당 일차 항체 칵테일의 30 μL. </li><li> 단계 2.7-2.13를 들어 광으로부터 충분한 보호를 보장합니다. 흐리게 실내 조명 커버와 염색 트레이 적절한 보호를 제공한다. 또, 염색시에 습윤 환경을 제공하고, 건조를 방지하기 위해 하단에서 유체에 의한 염색 트레이를 채운다. </li><li> 실온에서 습기 염색 트레이에서 1 시간 동안 슬라이드에 차 항체 (표 1) 칵테일을 적용한다. </li><li> 5 분 동안 새로운 PBST로 다음 10 분 동안 PBS + 0.05 % 트리톤 X와 슬라이드를 씻어. </li><li> PBS + 0.05 % 트리톤 X (PBST) + 10 % 염소 혈청의 칵테일 이차 항체를 희석. 단면 당 일차 항체 칵테일 중 30 μL를 계산한다. </li><li> 1 시간 동안 슬라이드에 차 항체 칵테일을 적용합니다. </li><li> PBS로 씻어 슬라이드 + 0.05 % 트리톤 X 및 10 분 동안 추가 5 분 동안 새로운 PBST로 (PBST). </li><li> DAPI 핵 염색 키트 (바람직하게 읽기에 사용 솔루션) FO 적용R 15 분 또는 세포 핵을 얼룩 제조업체의 지침에 따라. </li><li> 워시 간단히 PBS + 0.05 %와 슬라이드 트리톤 X 1 분 (PBST). 그 후, 슬라이드를 자연 건조 간단하게 할 수 있습니다. </li><li> 형광등 설치 매체와 커버 슬립을 적용합니다. 4 ℃에서 보관 빛으로부터 보호하고 24-48 시간 내에 최적의 촬상을 수행한다. </li></ol> 3. 현미경 <ol><li> 로드 슬라이드 스캐너에 슬라이드. 슬라이드 (12)의 최대 슬라이드 스캐너에 따라 가능하다. </li><li> 새 프로젝트를 시작하십시오. 미리보기를 들어, DAPI 채널과 2.5 배 렌즈를 설정합니다. 자세한 분석을 위해 DAPI, GFP, FITC와 Cy5의 채널 및 20X 대물 렌즈를 사용한다. 자동 초점은 DAPI 채널에서 프로젝트를 통해 획득된다. </li><li> DAPI의 파란, FITC : 녹색, 텍사스 레드 : 빨강, Cy5의 : 노란색 각 채널에 대해 다음 색상을 사용합니다. </li><li> DAPI 채널을 사용하여 각 슬라이드의 미리보기를 만듭니다. 이를 위해 첫 번째 시료에 수동 초점을 적용하고 미리보기를 통해 사용분석 결과 모든 시료의 미리보기 이미지를 수집합니다. </li><li> 자세한 획득 과정에 포함되어야한다 각 단면을 설명합니다. 관심의 전체 영역의 캡션을 보장하기 위해, 시편의 가장자리에 설명 그릴하지 마십시오. </li><li> 각 채널에 대한 노출 시간을 설정합니다. 대부분의 경우, 서로 다른 채널의 노광 파라미터를 모든 단면에 대해 동일하다. </li><li> 자동 이미지 수집을 실행합니다. 초기 자동화 과정에서 잘못된 인수를 방지하기 위해, 뷰의 첫 번째 필드에 대한 올바른 인수를 확인합니다. </li><li> 필요한 경우, 데스크톱 소프트웨어 미러링을 사용하여 원격 제어를 설정합니다. 이것은 어떤 네트워크 또는 인터넷 연결을 통해 다른 컴퓨터로 슬라이드 스캐너의 컴퓨터 화면을 미러링하여 영상 획득 과정의 원격 모니터링을 허용한다. 변경이 사용 된 슬라이드에 대한 물리적 설정 이루어지지 할 수 있지만, 이미지 수집 소프트웨어의 가상 환경은 모니터링 할 수 있습니다<html> 이미지의 정확한 초점이나 노출 시간. 또한, 완료 예상 시간을 정기적으로 확인할 수 있습니다. </li><li> 화상 획득의 종료 후, 섬유 구조, 개개의 섬유 및 섬유 다양한 유형 구별하는 경우 수동으로 제어하여 모든 이미지의 정확한 자동 초점 제어한다. </li><li> 다시 취득 잘못보기 또는 관심의 전체 영역의 단일 필드에 대한 이미지 영역을 집중했다. 단일 영역의 재 획득을 위해, 전체 프로젝트 전반에 걸쳐 영역이나 이미지를 표시 및 수동 초점 영역을 재 취득. 대부분의 경우, 다른 초점 수준의 추가 이미지 세부는 잘못 초점을 맞춘 이미지로 연결 </li><li> 최종 분석에 포함되어야 할 때마다 단면의 경우, JPEG 파일로 개별적으로 (DAPI 제외한) 각 채널을 내보내. 이름을 지정하고 텍사스 레드, FITC와 Cy5에라는 이름의 폴더에 노출 된 채널에 따라 파일을 정렬 할 수 있습니다. </li></ol> 4. 자동 섬유 분석 십t &quot;&gt; 참고 : 매크로는 다음 웹 페이지에서 얻을 수 있습니다 : https://www.meduniwien.ac.at/hp/bionicreconstruction/macro/ <ol><li> 미리 분석 전에 종래의 화상 편집 소프트웨어를 사용하여 염색하고 섬유와 배경 간의 충분한 대조 확인 각 이미지. 필요한 경우, 밝기 및 콘트라스트 조정 명령을 사용하여, 그 차이를 증가 대비 및 밝기를 조정한다. </li><li> 열기 ImageJ에 또는 피지. 명령을 사용하여 매크로를 열고 &quot;- 매크로 - 플러그인. 편집&quot; 이 매크로 소스 코드를 보여줍니다 및 매개 변수의 빠른 적응을 할 수 있습니다. 필요한 경우, 매크로의 소스 코드에서 각 채널에 대한 폴더 디렉토리를 변경합니다. 참고 : 근육 섬유 분석에 대한 값은 쥐 팔뚝과 lumbrical 근육, 다른 종 또는 다른 값을 요구할 수있다 근육을 기반으로합니다. </li><li> 매크로를 시작합니다 &quot;실행&quot;명령을 사용하십시오. 폴더의 모든 이미지는 이제 매크로에로드하고 연속적인 순서로 정량화된다. 결과는 우입니다새 창에서 WN. 이 단계는 데이터가 분석되는 양에 따라 몇 시간이 초까지 걸릴 수있다. </li><li> 스프레드 시트 파일로 결과 창을 내 보냅니다. (느리게) 긍정적으로 계산 Cy5에 대한 (중간) FITC와 텍사스 레드 (빠른) 섬유를 값을 확인하고 전체 섬유 번호 요약. </li></ol>

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	<li>Kung, T. 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=Motor+Unit+Changes+Seen+With+Skeletal+Muscle+Sarcopenia+in+Oldest+Old+Rats.">Motor Unit Changes Seen With Skeletal Muscle Sarcopenia in Oldest Old Rats.</a> J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 69 (6), 657-665 (2014).</li><li>Greising, S. M., Medina, J. S., Vasdev, A. K., Sieck, G. C., Mantilla, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+muscle+fiber+clustering+in+the+diaphragm+muscle+of+sarcopenic+mice.">Analysis of muscle fiber clustering in the diaphragm muscle of sarcopenic mice.</a> Muscle Nerve. 52 (1), 76-82 (2015).</li><li>Claflin, D. R., 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=Effects+of+high-+and+low-velocity+resistance+training+on+the+contractile+properties+of+skeletal+muscle+fibers+from+young+and+older+humans.">Effects of high- and low-velocity resistance training on the contractile properties of skeletal muscle fibers from young and older humans.</a> J Appl Physiol. 111 (4), 1021-1030 (2011).</li><li>Miller, A. I., Heath, E. M., Dickinson, J. M., Bressel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+Between+Muscle+Fiber+Type+and+Reactive+Balance:+A+Preliminary+Study.">Relationship Between Muscle Fiber Type and Reactive Balance: A Preliminary Study.</a> J Mot Behav. 47 (6), 497-502 (2015).</li><li>Song, Y., Forsgren, S., Liu, J. -. X., Yu, J. -. G., St&#229;l, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unilateral+Muscle+Overuse+Causes+Bilateral+Changes+in+Muscle+Fiber+Composition+and+Vascular+Supply.">Unilateral Muscle Overuse Causes Bilateral Changes in Muscle Fiber Composition and Vascular Supply.</a> PLoS ONE. 9 (12), 116455 (2014).</li><li>Hopker, J. G., 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=The+influence+of+training+status,+age,+and+muscle+fiber+type+on+cycling+efficiency+and+endurance+performance.">The influence of training status, age, and muscle fiber type on cycling efficiency and endurance performance.</a> J Appl Physiol (1985). 115 (5), 723-729 (2013).</li><li>Pette, D., Staron, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myosin+isoforms,+muscle+fiber+types,+and+transitions.">Myosin isoforms, muscle fiber types, and transitions.</a> Microsc Res Tech. 50 (6), 500-509 (2000).</li><li>Suga, T., 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=Muscle+fiber+type-predominant+promoter+activity+in+lentiviral-mediated+transgenic+mouse.">Muscle fiber type-predominant promoter activity in lentiviral-mediated transgenic mouse.</a> PLoS One. 6 (3), 16908 (2011).</li><li>Wang, J. F., Forst, J., Schroder, S., Schroder, 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=Correlation+of+muscle+fiber+type+measurements+with+clinical+and+molecular+genetic+data+in+Duchenne+muscular+dystrophy.">Correlation of muscle fiber type measurements with clinical and molecular genetic data in Duchenne muscular dystrophy.</a> Neuromuscul Disord. 9 (3), 150-158 (1999).</li><li>Rader, E. 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=Effect+of+cleft+palate+repair+on+the+susceptibility+to+contraction-induced+injury+of+single+permeabilized+muscle+fibers+from+congenitally-clefted+goat+palates.">Effect of cleft palate repair on the susceptibility to contraction-induced injury of single permeabilized muscle fibers from congenitally-clefted goat palates.</a> Cleft Palate Craniofac J. 45 (2), 113-120 (2008).</li><li>Macaluso, F., Isaacs, A. W., Myburgh, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preferential+type+II+muscle+fiber+damage+from+plyometric+exercise.">Preferential type II muscle fiber damage from plyometric exercise.</a> J Athl Train. 47 (4), 414-420 (2012).</li><li>Lieber, R. L., Frid&#233;n, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+significance+of+skeletal+muscle+architecture.">Clinical significance of skeletal muscle architecture.</a> Clin. Orthop. Relat. Res. 383, 140-151 (2001).</li><li>Schiaffino, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibre+types+in+skeletal+muscle:+a+personal+account.">Fibre types in skeletal muscle: a personal account.</a> Acta Physiol (Oxf). 199 (4), 451-463 (2010).</li><li>Bottinelli, R., Betto, R., Schiaffino, S., Reggiani, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unloaded+shortening+velocity+and+myosin+heavy+chain+and+alkali+light+chain+isoform+composition+in+rat+skeletal+muscle+fibres.">Unloaded shortening velocity and myosin heavy chain and alkali light chain isoform composition in rat skeletal muscle fibres.</a> J Physiol. 478, 341-349 (1994).</li><li>Schiaffino, S., Reggiani, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myosin+isoforms+in+mammalian+skeletal+muscle.">Myosin isoforms in mammalian skeletal muscle.</a> J Appl Physiol (1985). 77 (2), 493-501 (1994).</li><li>Larsson, L., Moss, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maximum+velocity+of+shortening+in+relation+to+myosin+isoform+composition+in+single+fibres+from+human+skeletal+muscles.">Maximum velocity of shortening in relation to myosin isoform composition in single fibres from human skeletal muscles.</a> J Physiol. 472, 595-614 (1993).</li><li>Kostrominova, T. Y., Reiner, D. S., Haas, R. H., Ingermanson, R., McDonough, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+methods+for+the+analysis+of+skeletal+muscle+fiber+size+and+metabolic+type.">Automated methods for the analysis of skeletal muscle fiber size and metabolic type.</a> Int Rev Cell Mol Biol. 306, 275-332 (2013).</li><li>Schiaffino, S., 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=Three+myosin+heavy+chain+isoforms+in+type+2+skeletal+muscle+fibres.">Three myosin heavy chain isoforms in type 2 skeletal muscle fibres.</a> J Muscle Res Cell Motil. 10 (3), 197-205 (1989).</li><li>Lieber, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Skeletal muscle structure, function, and plasticity. , (2009).</li><li>Hintz, C. S., Coyle, E. F., Kaiser, K. K., Chi, M. M., Lowry, O. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+muscle+fiber+typing+by+quantitative+enzyme+assays+and+by+myosin+ATPase+staining.">Comparison of muscle fiber typing by quantitative enzyme assays and by myosin ATPase staining.</a> J Histochem Cytochem. 32 (6), 655-660 (1984).</li><li>Havenith, M. G., Visser, R., van Schendel, J. M. S. c. h. r. i. j. v. e. r. s. -., Bosman, F. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+fiber+typing+in+routinely+processed+skeletal+muscle+with+monoclonal+antibodies.">Muscle fiber typing in routinely processed skeletal muscle with monoclonal antibodies.</a> Histochemistry. 93 (5), 497-499 (1990).</li><li>Likar, B., Pernu&#353;, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Registration+of+serial+transverse+sections+of+muscle+fibers.">Registration of serial transverse sections of muscle fibers.</a> Cytometry. 37 (2), 93-106 (1999).</li><li>Liu, 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=Automated+fiber-type-specific+cross-sectional+area+assessment+and+myonuclei+counting+in+skeletal+muscle.">Automated fiber-type-specific cross-sectional area assessment and myonuclei counting in skeletal muscle.</a> J Appl Physiol (1985). 115 (11), 1714-1724 (2013).</li><li>Bloemberg, D., Quadrilatero, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+determination+of+myosin+heavy+chain+expression+in+rat,+mouse,+and+human+skeletal+muscle+using+multicolor+immunofluorescence+analysis.">Rapid determination of myosin heavy chain expression in rat, mouse, and human skeletal muscle using multicolor immunofluorescence analysis.</a> PLoS One. 7 (4), 35273 (2012).</li><li>Bergmeister, K. D., 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=Automated+muscle+fiber+type+population+analysis+with+ImageJ+of+whole+rat+muscles+using+rapid+myosin+heavy+chain+immunohistochemistry.">Automated muscle fiber type population analysis with ImageJ of whole rat muscles using rapid myosin heavy chain immunohistochemistry.</a> Muscle Nerve. 54 (2), 292-299 (2016).</li><li>Guillen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FELASA+guidelines+and+recommendations.">FELASA guidelines and recommendations.</a> J Am Assoc Lab Anim Sci. 51 (3), 311-321 (2012).</li><li>Meng, H., 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=Tissue+Triage+and+Freezing+for+Models+of+Skeletal+Muscle+Disease.">Tissue Triage and Freezing for Models of Skeletal Muscle Disease.</a> J Vis Exp. (89), e51586 (2014).</li><li>Guillen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FELASA+Guidelines+and+Recommendations.">FELASA Guidelines and Recommendations.</a> J Am Assoc Lab Animal Sci. 51 (3), 311-321 (2012).</li><li>Ribari&#269;, S., &#268;eba&#352;ek, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+Visualization+of+Myosin+Heavy+Chain+Isoforms+in+Single+Muscle+Sections.">Simultaneous Visualization of Myosin Heavy Chain Isoforms in Single Muscle Sections.</a> Cells Tissues Organs. 197 (4), 312-321 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

<html> 여기, 우리가 공부하고 자동으로 시간을 효율적으로 면역 조직 화학 염색을 통해 쥐의 단면의 근육 섬유의 인구를 정량화하기 위해 광범위하게 접근 방법을 보여줍니다. 재현성을 위해, 우리는 단계의 설명과 본 연구에서 설명되지 않은 다른 종의 응용 프로그램에 대한 잠재적 인 수정하여 자세한 단계를 제시한다. 또한, 우리는 최적의 기능과 한계에 대한 절차의 장점, 전제 조건에 대해 설명합니다. 현재의 염색 방법의 수는 근섬유 인구를 식별 존재하고 다수의 방법은 근육 섬유 (17)의 수동 또는 반자동 정량 설명되었다. 그러나, 프로토콜 즉 자유롭게 사용할 수 사용, 모두를 결합하고 안정적으로 근육 섬유의 인구를 얼룩 자동으로 획득하고 근육 섬유를 정량화하는 표준화 된 접근 방식을 설명 존재하지 않는 소프트웨어를 분석합니다. 이전의 출판물을 바탕으로&quot;&gt; 24, 29, 우리 최적화 된 뮤린 근육 단면 섬유 집단의 자동 분석을 위해 미오신 중쇄 면역 염색 절차 기존. 따라서, 우리는 최근, 전체 단면의 자동 분석 수동 분석 비교 가능한 신뢰할 수 있는지 보여 더 효율적인 (27). 또한, 상기 방법은 사용자 독립 따라서 실수를 감소시켜 다른 처리 군 사이의 예로서 대물 비교를 제공한다. 전체 프로토콜은 자동화 된 정량화 프로세스 전체 단면의 상세하고 높은 품질의 이미지를 제공하는 기반으로합니다. 오픈 소스 소프트웨어로서 ImageJ에 근육 섬유의 식별을 허용 매크로 배치 강력하면서도 간단한 명령을 제공한다. 그러나 내 또는 단면의 요구 사이에 품질 차이가 신뢰할 수있는 결과를 달성하기 위해 최소화한다. 우리는 identifie이D 필요한 품질을 달성에 필수적인 몇 가지 중요한 단계. 이것은 최적의 일차 항체의 사용을 포함한다. 유사하게, 별개의 형광 신호를 제공하는 적절한 이차 항체의 사용이 필수적이며, 우리는 개선 된 신호 품질에 대한 농도를 두배. 또한, 우리는 항체 칵테일 트리톤 X의 사용으로 더 높은 더 심지어 염색 품질을 관찰했다. 중요한 것은,이 대신 트윈의 사용과 관찰되지 않았다. 최적 염색 품질 이미지를 수동, 자동 화상 취득 할 수 있도록 더 콘트라스트 조정 하였다. 인수 과정에 가장 중요한 역할은 자동 초점 시스템의 올바른 기능이었다. 이를 위해, 우리는 자동 초점 시스템을위한 신뢰할 수있는 랜드 마크를 제공하는 위성 세포의 세포 핵을 염색하는 DAPI 키트를 사용했다. ImageJ에 정량 프로세스에 대한 최적의 값들은 자동 결과 연속 미세 TU에 설명서를 비교하여 결정 하였다매개 변수 (25)의 닝 : 임계 값 및 분석 입자. 결과 값은 팔뚝과 lumbrical 근육 따라서 잠재적으로 다른 쥐 근육에 충분했다. 또한, Bloemberg 등. 24 염색은 인간 또는 마우스와 같은 다른 종 적용 가능하다는 것을 보여 주었다. 따라서, 전체 프로토콜은 이론적으로 다른 종에 사용하기 위해 적용 할 수 있지만, 그러나, 필요한 매개 변수를 식별 필요합니다. 관련 명령은 소스 코드에서 강조 표시됩니다. 절차의 다른 가능한 변형은 슬라이드 스캐너의 설정을 포함한다. 우리의 설정에서, 우리는 실제 인수에 대한 미리보기 및 20X 렌즈의 2.5 배 렌즈, 슬라이드 스캐너 시스템을 사용했다. 미리보기 프로세스의 렌즈를 변경하면 품질이나 속도면에서 더 큰 혜택을 제공하지 않습니다 반면, 인수는 속도 (및 사기를 높이기 위해 10 배 렌즈를 사용하여 수행 할 수 있습니다sequently 해상도 결과적 획득 시간을 증가시키기위한 해상도) 또는 대신 40X 렌즈를 감소시킨다. 해상도 증가는 쥐의 근육에 필요한 가장 가능성이 아니라 다른 종에 대한 고려 될 수있다, 그림 2에 나타낸 바와 같이. 이 설정에 적합한 다른 변형은 MHC-IIX 섬유 또는 근육의 세포 외 기질을 가시화하기 위해 염색 라미닌된다. 이러한 수정은, 그러나, (예 Cy7 위해) 두 개의 추가 반사판 인수 설정 변경 및 추가 포함 할 ImageJ에 매크로 수정하는 스크립트 코드의 정확한 매개 변수 분석을 요구한다. 이 기술의 한계는 상대적 카운트 내지 25 남아 있지만 절대 섬유 카운트가 이전의 수동 분석 횟수에 비해 상당히 높았다이다. 이는 대부분 부적절한 분리 및 섬유 따라서 반복 정량의 결과입니다. 이 효과부적절 스테인드 또는 유물의 다른 유형을 보여 섬유에 더 존재한다. 그러나 상대 섬유 카운트 따라서 섬유 인구의 수는 매우 정확한 남아 있었다. 단면의 정의 된 서브 부분을 정량화의 일반적인 방법, 예를 들어 40 %와 비교하여, 우리는 이종 근육 섬유 구조의 결과로서 더 정확 즉 ImageJ에 의해 전체의 단면의 분석을 믿는다 (도 2) . 절차의 잠재적 인 제한은 일반적으로 사용할 수 없습니다 전체 단면의 자동 수집을위한 고가의 슬라이드 스캐너를 사용하기위한 요구 사항입니다. 다른 방법은 하나의 뷰 필드를 획득하고 매크로에 의해 개별적으로 정량화한다. 결론적으로, 우리는이 프로토콜은 널리 액세스 및 전체 근육 단면의 빠르고 안정적인 정량 자유롭게 사용할 수있는 소프트웨어를 분석하여 사용 할 수 있습니다 생각합니다. 따라서, 도입 절차근육 섬유 형태의 분석에 유용하게 기여할를 제공합니다.

골격근 조성물은 노화 1, 2, 운동 3, 4, 5, 6, 7, 또는 질병 8, 9, 10 또는 11 같은 외상 병태 생리적 과정 과정에서 큰 변화를 겪는다. 따라서, 이러한 프로세스의 구조적 효과에 대한 연구 집중의 여러 분야는 기능 변화를 이해합니다. 근육의 기능을 결정하는 핵심 요소 중 하나는 근섬유의 조성물이다. 근섬유 다른 마이 오신 중쇄 (MHC) 단백질을 발현시켜, 13, 중간 느린 또는 빠른 섬유 (7), (12)로 구분 </sup<html> &gt; 14, 15, 16, 17. 생리 학적, 근육은 몸에 그 기능에 따라 다른 근육 섬유의 조성이있다. 근섬유 입력을 사용하여, 섬유 집단은 17 생리 학적 또는 병태 생리 학적 과정 7 적응력을 식별하기 위해 정량화 될 수있다. 역사적으로, 시간이 많이 소요되는 다수의 방법은 근육 섬유 유형을 구별하기 위해 적용되어왔다. 이를 위해, 근육 섬유는 다양한 pH 값 또는 근육 효소 활성에 미오신의 ATPase의 반응성에 의해 어느 분류 하였다. 다른 섬유의 특성은 하나의 섹션에서 평가 될 수없는 것처럼, 여러 단면이 모든 근육 섬유를 확인하고 정량화 14, 16, 17 수동 있도록해야했습니다,= &quot;외부 참조&quot;&gt; 18, 19, 20, 21, 22. 대조적으로, 최근 간행물 빠르게 한 단면에서 여러 종류의 섬유를 염색 미오신 중쇄 단백질에 대한 면역 조직 화학 (IHC)를 사용 하였다. 이 절차의 장점을 바탕으로, 지금은 근육 섬유 인구 분석 19, 23, 24의 황금 표준으로 간주됩니다. 개선 IHC 염색 프로토콜을 사용하여, 우리는 전체 근육의 단면 이후 자동 근육 섬유 정량의 완전 자동 인수는 오픈 소스 플랫폼 ImageJ에를 사용 가능한 것으로 보여 최근 수 있었다. 수동 정량에 비해, 우리의 방법은 4 % ~ ± 정확하면서 슬라이드 당 필요한 시간 (수동의 약 10 %를 분석)의 상당한 감소를 제공하는 25 </s&gt;까지. 이 방법의 전반적인 목표는 오픈 소스 플랫폼을 사용하여 전체 쥐의 근육에서 자동 근육 섬유 정량에 신속하고 신뢰할 수있는, 사용자가 독립적 인 가이드를 설명하는 것입니다. 또한, 우리는 쥐 또는 인간의 근육과 같은 다른 시편의 사용을 허용 할 가능성이 수정 사항을 설명합니다.

<table><tbody><tr><td>O.C.T compound</td><td>Tissue-Tek, Sakura, Netherlands</td><td></td><td>For embedding of muscle tissue</td></tr><tr><td>Isopentane</td><td></td><td></td><td>for adequate freezing of muscle tissue</td></tr><tr><td>Superfrost Ultra Plus slides</td><td>Thermo Scientific, Germany</td><td>1014356190</td><td>adhesive slides</td></tr><tr><td>phosphate buffered saline&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Thermo Scientific, Germany</td><td>85112</td><td>Detergent Soluation</td></tr><tr><td>Goat serum</td><td>Thermo Scientific, Germany</td><td>50197Z</td><td>Goat Serum</td></tr><tr><td>DAKO Fluorescent Mounting Medium</td><td>Dako Denmark</td><td>S3023</td><td></td></tr><tr><td>Dako pen</td><td>Dako Denmark</td><td>S200230-2</td><td></td></tr><tr><td>TissueFAXSi plus</td><td>TissueGnostics, Vienna, Austria</td><td></td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Primary antibodies&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MHC-I (Cat# BA-F8, RRID: AB_10572253)</td><td>Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB, Iowa, USA)</td><td></td><td>Supernatant</td></tr><tr><td>MHC-IIa (Cat# SC-71, RRID: AB_2147165)</td><td>Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB, Iowa, USA)</td><td></td><td>Supernatant</td></tr><tr><td>MHC-IIb (Cat# BF-F3, RRID: AB_2266724)</td><td>Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB, Iowa, USA)</td><td></td><td>Supernatant</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Secondary antibodies&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Alexa&amp;nbsp;Fluor&amp;nbsp;633&amp;nbsp;Goat Anti-Mouse IgG2b&amp;nbsp;</td><td>Thermo Scientific, Germany</td><td>A-21146</td><td></td></tr><tr><td>Alexa Fluor 488 Goat Anti-Mouse IgG1&amp;nbsp;(&amp;gamma;1)</td><td>Thermo Scientific, Germany</td><td>A-21121</td><td></td></tr><tr><td>Alexa Fluor 555 Goat Anti-Mouse IgM (&amp;micro; chain)</td><td>Thermo Scientific, Germany</td><td>A-21426</td><td></td></tr><tr><td>NucBlue Fixed Cell ReadyProbes Reagent</td><td>Thermo Scientific, Germany</td><td>R37606</td><td></td></tr></tbody></table>

a rapid automated protocol for muscle fiber population analysis in rat muscle cross sections using myosin heavy chain immunohistochemistry

근육 섬유 인구의 정량화 질환, 외상 및 골격 근육의 구성에 다양한 영향의 효과에 대한 깊은 통찰력을 제공합니다. 다양한 시간이 많이 걸리는 방법은 전통적으로 연구의 많은 분야에서 섬유 인구를 연구하는 데 사용되었다. 그러나, 최근에 하나의 섹션에서 여러 섬유 종류를 식별하기 위해 빠른 대안을 제공 마이 오신 중쇄 단백질 발현에 따라 면역 조직 화학적 방법을 개발했다. 여기, 우리는 전체 크로스 섹션과 ImageJ에와 섬유 인구의 자동 정량을 자동으로 얻을 수 있도록 개선 염색 품질에 대한 신속하고 안정적이고 재현 가능한 프로토콜을 제시한다. 이를 위해, 임베디드 골격 근육 세포 핵 염색을위한 이차 형광 항체 및 DAPI와 미오신 중쇄 항체를 사용하여 염색 단면으로 절단된다. 전체 단면은 고해상도의 복합체를 획득하기 위하여 슬라이드 스캐너를 사용하여 자동으로 스캔전체 표본의 사진. 섬유 인구 분석은 이후 ImageJ에 대한 자동화 된 매크로를 사용, 느린 중간 빠른 섬유를 정량화하기 위해 수행된다. 우리는 이전에이 방법은 ± 4 % 정도에 안정적으로 섬유 인구를 식별 할 수있는 것으로 나타났습니다. 또한,이 방법은 사용자 간 변동과 크게 오픈 소스 ImageJ에 플랫폼을 사용하여 분석 당 시간을 감소시킨다.

전체 쥐의 근육 단면은 MHC I, IIA 및 IIB 근육 섬유를 식별하기 위해 면역 조직 화학 염색을 사용하여 빠른 속도로 염색 하였다. 형광 현미경 슬라이드 스캐너를 사용하여, 전체 단면이 자동 자동 근섬유 취득 하였다은 ImageJ에로 분석한다. 절차의 개념은 근육 섬유의 정량화를위한 ​​간단하고 신뢰성 및 시간 효율적인 워크 플로우를 제공하는 기반으로합니다. 이전 멩 등에 의해 이전 가이드에 기재된 절차의 흐름 (도 1), 근육 샘플의 정확한 제거 및 결빙 시작한다. (27). 이것은 적절한 염색 품질을 위해 필수적이다. 다음 단계에서, 근육 샘플 미오신 중쇄 단백질 클래스 I, IIA 및 IIB 적절한 형광 이차 항체에 대해 차 항체를 사용하여 절단하고 염색 하였다. 최적의 일에 대한품질을 aining, 이차 항체에 대한 제조업체의 권장 농도는 두 배가되었고, 트리톤 X도 염색 품질을 제공하기 위해 항체 칵테일에 사용됩니다. 근육 섬유의 면역 염색은 작은 교차 반응성이 빠른 우리의 설정에서 최대 26 개 슬라이드의 배치를 위해 약 5 시간에 수행 할 수 있습니다. 생성 된 이미지는 긍정적 인 섬유 및 주변 조직과 다른 섬유 유형 간의 강한 차이 (도 2) 사이의 높은 콘트라스트를 보였다. 다음에, 화상 취득이 근육 전체 단면의 자동 검색을 허용하는 슬라이드 스캐너를 이용하여 수행된다. 여기서, 최대 12 개 슬라이드 하룻밤, 예를 들어, 자동으로 검색됩니다. 이에 의해, 단면의 개요 이미지는 단 섬유 형태 (도 2)의 검사를 가능하게하는 높은 해상도 상세히 생성된다. 최종 단계에서, 개별 채널 오(F) 각 단면은 ImageJ에 대한 특별히 설계된 매크로를 이용하여 근육 섬유 집단의 정량 수출된다. 수동 분석은 약 60 분 25했다 반면 자동 분석은 3,000~6,000 섬유를 함유 래트 팔뚝 단면 대략 50-10 분 걸린다. 자동 분석은 워크 스테이션과 파일 크기의 컴퓨팅 능력에 크게 의존한다. 이전에 나타낸 바와 같이, 매크로 수동 분석 (도 3)와 비교하여 ± 4 %의 정확도로 상대적 근육 섬유 집단을 검출 할 수있다. 전반적으로 절대 수는 이전에 도시 된 바와 같이, 그러나 상대적으로 카운트하는 ± 4 %의 범위 내에서 유지 유사한 분석 설명서에 비해 더 높다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55441/55441fig1.jpg" /> 그림 1 : 근육 섬유 정량화 프로토콜의 워크 플로우. 먼저, 근육 시료로부터 얻어동물과 냉동이 제대로 (멩 등. (27) 조브 비디오 참조). 그리고 근육의 단면을 잘라 면역 염색을 실시하고 있습니다. 상세한 전체 단면 영상을위한 슬라이드 스캐너를 사용하여 염색 단면 이미지를 획득. 근육 섬유 인구 분석을위한 ImageJ에 대한 정량화 매크로를 실행하십시오. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55441/55441fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55441/55441fig2.jpg" /> 그림 2 : 쥐 알통 근육 크로스 섹션. 스테인드 쥐 팔뚝 근육 단면의 개요 : 단면은 빨간색, 녹색 및 빠른 MHC IIB 섬유 노란색, 중간 MHC IIA 섬유 느린 MHC I 섬유를 보여줍니다. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55441/55441fig2large.jpg" target="_blank">큰 versi을 보려면 여기를 클릭하십시오</a>이 그림의에. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/55441/55441fig3.jpg" /> 그림 3 : 근육 섬유는 그림 근육 MHC I 2. 분석, MHC IIA 및 MHC IIB 섬유에 쥐 단면의 결과를 분석합니다. 탑 : 수동 또는 자동 계산에 의해 근육 섬유의 절대 계산됩니다. 중동 : 수동 정량화 후 근육 섬유 인구의 상대 부분. 결론 : 절대 정량 후 근육 섬유 집단의 상대 부. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55441/55441fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="1 번 테이블" src="/files/ftp_upload/55441/55441table1.jpg" /> 표 1 : MHC 섬유의 면역 조직 화학 염색. s 개의 사용 희석 물을 포함한 일차 및 이차 항체의 설명절차 이닝. (Bergmeister 외에서 수정. 25)

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A Rapid Automated Protocol for Muscle Fiber Population Analysis in Rat Muscle Cross Sections Using Myosin Heavy Chain Immunohistochemistry

여기에서는 개선 된 염색 품질함으로써 자동 취득하고 자유롭게 사용할 수있는 소프트웨어를 사용 ImageJ에 섬유 집단의 정량화를 허용 빠른 근섬유 분석을위한 프로토콜을 제시한다.

마이 오신 중쇄 면역를 사용하여 쥐의 근육 크로스 섹션에서 근육 섬유 인구 분석을위한 신속한 자동화 프로토콜

Quantification of muscle fiber populations provides a deeper insight into the effects of disease, trauma, and various other influences on skeletal muscle ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Biology

11.2K 조회수.  Medical University of Vienna.  여기에서는 개선 된 염색 품질함으로써 자동 취득하고 자유롭게 사용할 수있는 소프트웨어를 사용 ImageJ에 섬유 집단의 정량화를 허용 빠른 근섬유 분석을위한 프로토콜을 제시한다. 

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Modeling Myotonic Dystrophy 1 in C2C12 Myoblast Cells

Myotonic dystrophy 1 (DM1) is a common form of muscular dystrophy. Although several animal models have been established for DM1, myoblast cell models are still important because they offer an efficient cellular alternative for studying cellular and molecular events. Though C2C12 myoblast cells have been widely used to study myogenesis, resistance to gene transfection, or viral transduction, hinders research in C2C12 cells. Here, we describe an optimized protocol that includes daily maintenance, transfection and transduction procedures to introduce genes into C2C12 myoblasts and the induction of myocyte differentiation. Collectively, these procedures enable best transfection/transduction efficiencies, as well as consistent differentiation outcomes. The protocol described in establishing DM1 myoblast cell models would benefit the study of myotonic dystrophy, as well as other muscular diseases.

In this protocol, we present the procedures in establishing myotonic dystrophy 1 myoblast models, including optimized C2C12 cell maintenance, gene transfection/transduction, and myocyte differentiation.

C2C12 근육 모세포의 세포에 근긴장 성 이영양증 1 모델링

Myotonic dystrophy 1 (DM1) is a common form of muscular dystrophy. Although several animal models have been established for DM1, myoblast cell models are ...

연구

의학

Minimally Invasive Muscle Embedding (MIME) - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis

Skeletal muscle possesses regenerative capacity due to tissue-resident, muscle-fiber-generating (myogenic) satellite cells (SCs), which can form new muscle fibers under the right conditions. Although SCs can be harvested from muscle tissue and cultured in vitro, the resulting myoblast cells are not very effective in promoting myogenesis when transplanted into host muscle. Surgically exposing the host muscle and grafting segments of donor muscle tissue, or the isolated muscle fibers with their SCs onto host muscle, promotes better myogenesis compared to myoblast transplantation. We have developed a novel technique that we call Minimally Invasive Muscle Embedding (MIME). MIME involves passing a surgical needle through the host muscle, drawing a piece of donor muscle tissue through the needle track, and then leaving the donor tissue embedded in the host muscle so that it may act as a source of SCs for the host muscle. Here we describe in detail the steps involved in performing MIME in an immunodeficient mouse model that expresses a green fluorescent protein (GFP) in all of its cells. Immunodeficiency in the host mouse reduces the risk of immune rejection of the donor tissue, and GFP expression enables easy identification of the host muscle fibers (GFP+) and donor-cell-derived muscle fibers (GFP-). Our pilot data suggest that MIME can be used to implant an extensor digitorum longus (EDL) muscle from a donor mouse into the tibialis anterior (TA) muscle of a host mouse. Our data also suggest that when a myotoxin (barium chloride, BaCl2) is injected into the host muscle after MIME, there is evidence of donor-cell-derived myogenesis in the host muscle, with approximately 5%, 26%, 26% and 43% of the fibers in a single host TA muscle showing no host contribution, minimal host contribution, moderate host contribution, and maximal host contribution, respectively.

Minimally Invasive Muscle Embedding MIME - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis

We describe a novel experimental technique that we call Minimally Invasive Muscle Embedding (MIME), which is based on the evidence that skeletal muscle tissue contains viable myogenic cells that can facilitate donor-cell-mediated myogenesis when implanted into a host muscle.

최소한 침략 적 근육 (MIME) 포함-기증자 세포 중재 하는 Myogenesis를 촉진 하기 위하여 새로운 실험 기법

Skeletal muscle possesses regenerative capacity due to tissue-resident, muscle-fiber-generating (myogenic) satellite cells (SCs), which can form new ...

Semi-automated Analysis of Mouse Skeletal Muscle Morphology and Fiber-type Composition

For years, distinctions between skeletal muscle fiber types were best visualized by myosin-ATPase staining. More recently, immunohistochemical staining of myosin heavy chain (MyHC) isoforms has emerged as a finer discriminator of fiber-type. Type I, type IIA, type IIX and type IIB fibers can now be identified with precision based on their MyHC profile; however, manual analysis of these data can be slow and down-right tedious. In this regard, rapid, accurate assessment of fiber-type composition and morphology is a very desirable tool. Here, we present a protocol for state-of-the-art immunohistochemical staining of MyHCs in frozen sections obtained from mouse hindlimb muscle in concert with a novel semi-automated algorithm that accelerates analysis of fiber-type and fiber morphology. As expected, the soleus muscle displayed staining for type I and type IIA fibers, but not for type IIX or type IIB fibers. On the other hand, the tibialis anterior muscle was composed predominantly of type IIX and type IIB fibers, a small fraction of type IIA fibers and little or no type I fibers. Several image transformations were used to generate probability maps for the purpose of measuring different aspects of fiber morphology (i.e., cross-sectional area (CSA), maximal and minimal Feret diameter). The values obtained for these parameters were then compared with manually-obtained values. No significant differences were observed between either mode of analysis with regards to CSA, maximal or minimal Feret diameter (all p &#62; 0.05), indicating the accuracy of our method. Thus, our immunostaining analysis protocol may be applied to the investigation of effects on muscle composition in many models of aging and myopathy.

Immunohistochemical staining of myosin heavy chain isoforms has emerged as the state-of-the-art discriminator of skeletal muscle fiber-type (i.e., type I, type IIA, type IIX, type IIB). Here, we present a staining protocol along with a novel semi-automated algorithm that facilitates rapid assessment of fiber-type and fiber morphology.

마우스 골격 근육 형태와 섬유 형 구성의 반 자동화 된 분석

For years, distinctions between skeletal muscle fiber types were best visualized by myosin-ATPase staining. More recently, immunohistochemical staining of ...

Dissection of Single Skeletal Muscle Fibers for Immunofluorescent and Morphometric Analyses of Whole-Mount Neuromuscular Junctions

The neuromuscular junction (NMJ) is a specialized point of contact between the motor nerve and the skeletal muscle. This peripheral synapse exhibits high morphological and functional plasticity. In numerous nervous system disorders, NMJ is an early pathological target resulting in neurotransmission failure, weakness, atrophy, and even in muscle fiber death. Due to its relevance, the possibility to quantitatively assess certain aspects of the relationship between NMJ components can help to understand the processes associated with its assembly/disassembly. The first obstacle when working with muscles is to gain the technical expertise to quickly identify and dissect without damaging their fibers. The second challenge is to utilize high-quality detection methods to obtain NMJ images that can be used to perform quantitative analysis. This article presents a step-by-step protocol for dissecting extensor digitorum longus and soleus muscles from rats. It also explains the use of immunofluorescence to visualize pre and postsynaptic elements of whole-mount NMJs. Results obtained demonstrate that this technique can be used to establish the microscopic anatomy of the synapsis and identify subtle changes in the status of some of its components under physiological or pathological conditions.

The ability to accurately detect neuromuscular junction components is crucial in evaluating modifications in its architecture because of pathological or developmental processes. Here we present a complete description of a straightforward method to obtain high-quality images of whole-mount neuromuscular junctions that can be used to perform quantitative measurements.

면역형광및 전체산 신경근육 접합의 형태 분석에 대한 단일 골격 근육 섬유의 해부

The neuromuscular junction (NMJ) is a specialized point of contact between the motor nerve and the skeletal muscle. This peripheral synapse exhibits high ...

신경과학

Visualizing the Morphological Characteristics of Neuromuscular Junction in Rat Medial Gastrocnemius Muscle

The neuromuscular junction (NMJ) is a complex structure serving for the signal communication from the motor neuron to the skeletal muscle and consists of three essential histological components: the pre-synaptic motor axon terminals, post-synaptic nicotinic acetylcholine receptors (AchRs), and peri-synaptic Schwann cells (PSCs). In order to demonstrate the morphological characteristics of NMJ, the rat medial gastrocnemius muscle was selected as the target-tissue and examined by using multiple fluorescent staining with various kinds of biomarkers, including neurofilament 200 (NF200) and vesicular acetylcholine transporter (VAChT) for the motor nerve fibers and their pre-synaptic terminals, alpha-bungarotoxin (&#945;-BTX) for the post-synaptic nicotinic AchRs, and S100 for the PSCs. In this study, staining was performed in two groups: in the first group, samples were stained with NF200, VAChT, and &#945;-BTX, and in the second group, samples were stained with NF200, &#945;-BTX, and S100. It was shown that both protocols can effectively demonstrate the detailed structure of NMJ. Using the confocal microscope, morphological characteristics of the pre-synaptic terminals, post-synaptic receptors, and PSC were seen, and their Z-stacks images were reconstructed in a three-dimensional pattern to further analyze the spatial correlation among the different labeling. From the perspective of methodology, these protocols provide a valuable reference for investigating the morphological characteristics of NMJ under physiological conditions, which may also be suitable to evaluate the pathological alteration of NMJ, such as peripheral nerve injury and regeneration.

The protocol shows a method to examine spatial correlation among the pre-synaptic terminals, post-synaptic receptors, and peri-synaptic Schwann cells in the rat medial gastrocnemius muscle using fluorescent immunohistochemistry with different biomarkers, namely, neurofilament 200, vesicular acetylcholine transporter, alpha-bungarotoxin, and S100.

쥐 내측 위장근에서 신경근 접합부의 형태학적 특성 시각화

The neuromuscular junction (NMJ) is a complex structure serving for the signal communication from the motor neuron to the skeletal muscle and consists of ...

Fiber Type and Subcellular-Specific Analysis of Lipid Droplet Content in Skeletal Muscle

Skeletal muscle lipid infiltration, known as myosteatosis, increases with obesity and ageing. Myosteatosis has also recently been discovered as a negative prognostic factor for several other disorders such as cardiovascular disease and cancer. Excessive lipid infiltration decreases muscle mass and strength. It also results in lipotoxicity and insulin resistance depending on total intramyocellular lipid content, lipid droplet (LD) morphology, and subcellular distribution. Fiber type (oxidative vs glycolytic) is also important, since oxidative fibers have a greater capacity to utilize lipids. Because of their crucial implications in pathophysiology, in-depth studies on LD dynamics and function in a fiber type-specific manner are warranted.
Herein, a complete protocol is presented for the quantification of intramyocellular lipid content and analysis of LD morphology and subcellular distribution in a fiber type-specific manner. To this end, serial muscle cryosections were stained with the fluorescent dye Bodipy and antibodies against myosin heavy chain isoforms. This protocol enables the simultaneous processing of different muscles, saving time and avoiding possible artifacts and, thanks to a personalized macro created in Fiji, the automatization of LD analysis is also possible.

Increasing evidence indicates that excessive infiltration of lipids inside skeletal muscle results in lipotoxicity and diabetes. Here, we present a complete protocol, including tissue processing, staining with Bodipy, image acquisition, and analysis, to quantify the size, density, and subcellular distribution of lipid droplets in a fiber-type specific manner.

골격근의 지질 액적 함량의 섬유 유형 및 세포내 특이적 분석

Skeletal muscle lipid infiltration, known as myosteatosis, increases with obesity and ageing. Myosteatosis has also recently been discovered as a negative ...

Cryosectioning of Contiguous Regions of a Single Mouse Skeletal Muscle for Gene Expression and Histological Analyses

With this method, consecutive cryosections are collected to enable both microscopy applications for tissue histology and enrichment of RNA for gene expression using adjacent regions from a single mouse skeletal muscle. Typically, it is challenging to achieve adequate homogenization of small skeletal muscle samples because buffer volumes may be too low for efficient grinding applications, yet without sufficient mechanical disruption, the dense tissue architecture of muscle limits penetration of buffer reagents, ultimately causing low RNA yield. By following the protocol reported here, 30 &#956;m sections are collected and pooled allowing cryosectioning and subsequent needle homogenization to mechanically disrupt the muscle, increasing the surface area exposed for buffer penetration. The primary limitations of the technique are that it requires a cryostat, and it is relatively low throughput. However, high-quality RNA can be obtained from small samples of pooled muscle cryosections, making this method accessible for many different skeletal muscles and other tissues. Furthermore, this technique enables matched analyses (e.g., tissue histopathology and gene expression) from adjacent regions of a single skeletal muscle so that measurements can be directly compared across applications to reduce experimental uncertainty and to reduce replicative animal experiments necessary to source a small tissue for multiple applications.

Consecutive cryo-sections are collected to enable histological applications and enrichment of RNA for gene expression measurements using adjacent regions from a single mouse skeletal muscle. High-quality RNA is obtained from 20 - 30 mg of pooled cryosections and measurements are directly compared across applications.

유전자 발현 및 조직 학적 분석을위한 단일 마우스 골격근의 연속 지역의 냉동 절편

With this method, consecutive cryosections are collected to enable both microscopy applications for tissue histology and enrichment of RNA for gene ...

생물학

Identification, Isolation, and Characterization of Fibro-Adipogenic Progenitors (FAPs) and Myogenic Progenitors (MPs) in Skeletal Muscle in the Rat

Fibro-adipogenic Progenitors (FAPs) are resident interstitial cells in skeletal muscle that, together with myogenic progenitors (MPs), play a key role in muscle homeostasis, injury, and repair. Current protocols for FAPs identification and isolation use flow cytometry/fluorescence-activated cell sorting (FACS) and studies evaluating their function in vivo to date have been undertaken exclusively in mice. The larger inherent size of the rat allows for a more comprehensive analysis of FAPs in skeletal muscle injury models, especially in severely atrophic muscle or when investigators require substantial tissue mass to conduct multiple downstream assays. The rat additionally provides a larger selection of muscle functional assays that do not require animal sedation or sacrifice, thus minimizing morbidity and animal use by enabling serial assessments. The flow cytometry/FACS protocols optimized for mice are species specific, notably restricted by the characteristics of commercially available antibodies. They have not been optimized for separating FAPs from rat or highly fibrotic muscle. A flow cytometry/FACS protocol for the identification and isolation of FAPs and MPs from both healthy and denervated rat skeletal muscle was developed, relying on the differential expression of surface markers CD31, CD45, Sca-1, and VCAM-1. As rat-specific, flow cytometry-validated primary antibodies are severely limited, in-house conjugation of the antibody targeting Sca-1 was performed. Using this protocol, successful Sca-1 conjugation was confirmed, and flow cytometric identification of FAPs and MPs was validated by cell culture and immunostaining of FACS-isolated FAPs and MPs. Finally, we report a novel FAPs time-course in a prolonged (14 week) rat denervation model. This method provides the investigators the ability to study FAPs in a novel animal model.

Identification, Isolation, and Characterization of Fibro-Adipogenic Progenitors FAPs and Myogenic Progenitors MPs in Skeletal Muscle in the Rat

This protocol outlines a method to isolate Fibro-adipogenic progenitors (FAPs) and myogenic progenitors (MPs) from rat skeletal muscle. Utilization of the rat in muscle injury models provides increased tissue availability from atrophic muscle for the analysis and a larger repertoire of validated methods to assess muscle strength and gait in free-moving animals.

쥐의 골격 근육에서 섬유 선화 (FAP) 및 근생 전구자 (의원)의 식별, 격리 및 특성화

Fibro-adipogenic Progenitors (FAPs) are resident interstitial cells in skeletal muscle that, together with myogenic progenitors (MPs), play a key role in ...

쥐 근육 미토콘드리아의 공초점 현미경 분석

Analysis of the Mitochondrial Density and Longitudinal Distribution in Rat Live-Skeletal Muscle Fibers by Confocal Microscopy

The mitochondrion is an organelle that can be elongated, fragmented, and renovated according to the metabolic requirements of the cells. The remodeling of the mitochondrial network allows healthy mitochondria to meet cellular demands; however, the loss of this capacity has been related to the development or progression of different pathologies. In skeletal muscle, mitochondrial density and distribution changes are observed in physiological and pathological conditions such as exercise, aging, and obesity, among others. Therefore, the study of the mitochondrial network may provide a better understanding of mechanisms related to those conditions.
Here, a protocol for mitochondria imaging of live-skeletal muscle fibers from rats is described. Fibers are manually dissected in a relaxing solution and incubated with a fluorescent live-cell imaging indicator of mitochondria (tetramethylrhodamine ethyl ester, TMRE). The mitochondria signal is recorded by confocal microscopy using the XYZ scan mode to obtain confocal images of the intermyofibrillar mitochondrial (IMF) network. After that, the confocal images are processed by thresholding and binarization. The binarized confocal image accounts for the positive pixels for mitochondria, which are then counted to obtain the mitochondrial density. The mitochondrial network in skeletal muscle is characterized by a high density of IMF population, which has a periodic longitudinal distribution similar to that of T-tubules (TT).&#160;The Fast Fourier Transform (FFT) is a standard analysis technique performed to evaluate the distribution of TT that allows finding the distribution frequency and the level of their organization. In this protocol, the implementation of the FFT algorithm is described for the analysis of the longitudinal mitochondrial distribution in skeletal muscle.

저자 스포트라이트: 골격근의 미토콘드리아 리모델링 

Here, we present a protocol to analyze changes in mitochondrial density and longitudinal distribution by live-skeletal muscle imaging using confocal microscopy for mitochondrial network scanning.

컨포칼 현미경을 이용한 쥐 생골격근 섬유의 미토콘드리아 밀도 및 종단 분포 분석

The mitochondrion is an organelle that can be elongated, fragmented, and renovated according to the metabolic requirements of the cells. The remodeling of ...

마이 오신 중쇄 면역를 사용하여 쥐의 근육 크로스 섹션에서 근육 섬유 인구 분석을위한 신속한 자동화 프로토콜

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C2C12 근육 모세포의 세포에 근긴장 성 이영양증 1 모델링

최소한 침략 적 근육 (MIME) 포함-기증자 세포 중재 하는 Myogenesis를 촉진 하기 위하여 새로운 실험 기법

마우스 골격 근육 형태와 섬유 형 구성의 반 자동화 된 분석

면역형광및 전체산 신경근육 접합의 형태 분석에 대한 단일 골격 근육 섬유의 해부

쥐 내측 위장근에서 신경근 접합부의 형태학적 특성 시각화

골격근의 지질 액적 함량의 섬유 유형 및 세포내 특이적 분석

유전자 발현 및 조직 학적 분석을위한 단일 마우스 골격근의 연속 지역의 냉동 절편

쥐의 골격 근육에서 섬유 선화 (FAP) 및 근생 전구자 (의원)의 식별, 격리 및 특성화

컨포칼 현미경을 이용한 쥐 생골격근 섬유의 미토콘드리아 밀도 및 종단 분포 분석

컨포칼 현미경을 이용한 쥐 생골격근 섬유의 미토콘드리아 밀도 및 종단 분포 분석