急性脳切片作製

急性脳切片は、生きた脳組織の薄い切片であり、解剖したての脳から得られ、実験目的のために試験管内で維持されます。神経科学研究において重要なツールであり、従来の細胞培養よりも生理学的に適切な状況で神経回路の構造と機能を研究することができます。組織切片は、均一で一貫性のあるサンプルを提供するため、急性脳切片を得るために必要で、容易にスライスして培養維持することができます。これによって、シナプス伝達、可塑性、興奮性など、さまざまな脳機能の根底にある細胞や分子のメカニズムを調べたり、神経疾患で起こる変化を特定したりすることができます。

Compresstome®ビブラトーム

Compresstome® は、Allen Institute for Brain Science、John Hopkins University など、世界中のトップクラスの研究者に広く使用されています。新生児マウスから24ヶ月齢のマウスに至るまで、Compresstome®切片からスライスをパッチすることに成功しています。このように、Precisionary社の振動ミクロトームは、幼若な動物モデルにおける神経発達の研究だけでなく、特に切開が難しい成熟動物モデルにおける神経変性疾患の研究にも有用です。

Compresstome®の特許取得済みテクノロジーは、切断時に緩やかな圧縮効果で組織を安定させるため、新鮮な脳組織をより滑らかな組織表面で切り出し、より健全なニューロンを記録することができます。Compresstome®で切片化された脳組織は、以下のことが確認されています。

パッチングの開始が容易：生存細胞が6倍多い。
パッチングの終了が容易：パッチング中、細胞は数時間持続。

Compresstome®ビブラトームの利点

優れた形態：組織の安定化により、組織の構造的完全性が保たれます。
滑らかな切片：組織安定化＝アーチファクトなし
高速：圧縮による組織の安定化により、切片作製が格段に速くなります。
メンテナンスが簡単：オートZero-Zは、キャリブレーション不要のZero-Zを意味します。
使いさすさ：多くの研究室ではCompresstomeによって1回目または2回目で多くの生細胞を含む非常に滑らかなスライスを得ることができます。

従来の振動ミクロトームの問題点

形態の変化：組織の断裂、折れ曲がり、破砕により、組織に歪みが生じる。
スライス厚のばらつき：不均一な厚みはタンパク質の可視化に影響を与える。
切断アーチファクト：タンパク質染色に影響を与える明らかな切断アーチファクト。
メンテナンスとキャリブレーション：専門的な知識を必要とし、メンテナンスに時間がかかる。
習得の難しさ：特にIHCや組織前処理に慣れていないユーザーにとっては、完璧な結果を得るには多くの練習が必要。

Compresstome® 振動ミクロトーム

実験の質は、組織切片の質に左右されます。Compresstome® 振動式ミクロトームは、他の振動式ミクロトームと比較して、免疫組織化学用の薄切片をより安定的に、より信頼性高く作製できることが科学的に証明されています。

Compresstome® の振動ミクロトームは、以下のような方法で、ビビリ痕のない安定した厚さの組織切片を作成します。

360度のアガロース包埋により、切断プロセス中に脳組織を安定化させる。
高速スライスを可能にすることで、連続切片作製の時間を短縮します。
高周波振動メカニズムにより、ビビリマークを低減または除去。
特許取得のAuto Zero-Z®テクノロジーにより、カッティングブレードのZ軸方向のたわみをなくすことで、ビビリマークを低減。

Compresstome® 振動式ミクロトームと他社製振動式ミクロトームで切断した組織切片の比較画像

Compresstome® 振動式ミクロトームと他社製振動式ミクロトームの切片の比較（A, C）。他社製ビブラトームで同じ切削速度と振動で組織スライスを作製した場合、組織スライスの表面にビビリマークが発生している。

急性脳 - 推奨モデル

VF-510-0Z

振動ミクロトームCompresstome® VF-510-0Zは特許取得済みの圧縮技術によりビビリ・チャタリングなしで切片を作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持。良質な実験結果を保証します。

従来のビブラトームの5倍の速さで切開し、ブレードを組織に当てる時間を短縮し、より良い切開を実現
Auto Zero-Zテクノロジーにより、Z軸のたわみを1 µm未満に低減
持ち運びに便利な軽量設計
完全自動化：切開＋厚み調整

VF-510-0Z

研究室での実例

成体脳スライスにおけるパッチ療法の10年を振り返って

ジョナサン・ティン博士は、アレン研究所のアシスタント・インベスティゲーターであり、ヒト細胞タイププログラムに電気生理学の専門知識を提供し、ヒト生体外脳スライドの機能アッセイを開発するために2013年に入社しました。このウェビナーでは、ティン博士が脳スライスプロセスにおいて、どのステップが最も重要で、なぜ重要なのかについて議論し、スライスソリューションや方法論に関する従来の考え方に挑戦します。

電気生理学的手法を用いて電子タバコのフレーバーが
ドーパミンニューロンの機能に及ぼす影響を調査

マーシャル大学ジョーン・C・エドワーズ医学部生物医学科助教授。ヘンダーソン博士は、タバコと電子タバコのフレーバーが中毒関連行動に果たす役割に焦点を当て、パッチクランプ電気生理学のためにCompresstome®振動ミクロトームを使って急性脳スライスを作製しています。

最適化されたN-メチル-D-グルカミン保護回復法を用いた急性脳スライスの調製

アレン脳研究所は、しばしばこの分野のリーダーとして称賛され、あらゆる脳組織に関する先駆的な研究を行っています。脳組織を扱う仕事は、やりがいがあると同時に、しばしばフラストレーションがたまるものです。脳組織のスライスには多くの課題があります。脳組織は柔らかい部分と繊維状の部分が混在しています。アレン脳科学研究所の研究者たちは、10年以上にわたって、Compresstome®振動ミクロトームを使用してきました。これにより、神経科学者は、パッチクランプ電気生理実験用の健康なニューロンを手に入れることができます。

子宮内エレクトロポレーションによるマウス発育視床下部の遺伝子操作

研究者らは、DNAを注入しエレクトロポレーションしたマウス胚視床下部を切片化する手順でCompresstome®を使用しました。この方法は、表層部よりもアクセスしにくい視床下部領域の核へのトランスフェクションがいかに可能であるかを示しています。この手順の後、免疫組織化学やin situハイブリダイゼーションなどの追加実験を行うことができます。

ナトリウムチャネルが小脳プルキンエニューロンの発火を
どのように制御しているかを調べるには、健康な脳スライスが必要

Ransdell博士は、電気生理学用の健康な脳スライスを作製するために、Compresstome振動ミクロトームをどのように使用するかを探求しています。博士はマウス小脳スライスで成体プルキンエニューロンを研究しています。

カルシウムイメージングと電気生理学を用いて、
中毒におけるニューロンとアストロサイトの相互作用を探る

このウェビナーでは、Wang博士は次のことを説明しています。

電気生理学を用いた新生サイレントシナプスの定量化についての議論。
脳切片を用いた生体外カルシウムイメージングの実施方法について。
電気生理学的記録におけるフラストレーションを軽減するための脳切片作製のコツについて。

論文

Booeshaghi AS, Yao Z, van Velthoven C, Smith K, Tasic B, Zeng H, Pachter L. Isoform cell-type specificity in the mouse primary motor cortex. Nature. 2021 Oct;598(7879):195-199. Epub 2021 Oct 6. PMID: 34616073; PMCID: PMC8494650. PDFダウンロード

Driessens SLW, Galakhova AA, Heyer DB, Pieterse IJ, Wilbers R, Mertens EJ, Waleboer F, Heistek TS, Coenen L, Meijer JR, Idema S, de Witt Hamer PC, Noske DP, de Kock CPJ, Lee BR, Smith K, Ting JT, Lein ES, Mansvelder HD, Goriounova NA. Genes associated with cognitive ability and HAR show overlapping expression patterns in human cortical neuron types. Nat Commun. 2023 Jul 13;14(1):4188. PMID: 37443107; PMCID: PMC10345092. PDFダウンロード

Egawa K, Watanabe M, Shiraishi H, Sato D, Takahashi Y, Nishio S, Fukuda A. Imbalanced expression of cation-chloride cotransporters as a potential therapeutic target in an Angelman syndrome mouse model. Sci Rep. 2023 Apr 17;13(1):5685. PMID: 37069177; PMCID: PMC10110603. PDFダウンロード

論文リスト

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