A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
نقدم تقنية الخلايا العصبية لوصفها واحد في الجهاز العصبي المركزي (CNS) من ذبابة الفاكهة الأجنة، والذي يسمح تحليل مورفولوجيا الخلايا العصبية من قبل أي من الضوء المرسل أو المجهري متحد البؤر.
في هذه المادة ونحن تصف كيفية تسمية فردي الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي الجنينية من ذبابة الفاكهة الدروسوفيلا عن طريق الحقن juxtacellular من محبة للدهون الفلورسنت الغشاء علامة مبادرة ديزرتك الصناعية. هذا الأسلوب يسمح للتصور شكل الخلية العصبية بقدر كبير من التفصيل. فمن الممكن لتسمية أي خلية في الجهاز العصبي المركزي: أجسام الخلايا من الخلايا العصبية المستهدفة هي تصور البصريات تحت DIC أو عن طريق التعبير عن علامة وراثية الفلورسنت مثل GFP. بعد وضع العلامات، يمكن أن تتحول إلى مبادرة ديزرتك الصناعية إلى البني وصمة عار دائمة من قبل photoconversion للسماح التصور من شكل الخلية مع الضوء والبصريات المنقولة DIC. وبدلا من ذلك، يمكن ملاحظة الخلايا مبادرة ديزرتك الصناعية التي تحمل علامات مباشرة مع المجهري متحد البؤر، مما يمكن من عرض وراثيا colocalised البروتينات الفلورية مراسل. ويمكن استخدام هذه التقنية في أي حيوان، بغض النظر عن التركيب الوراثي، مما يجعل من الممكن لتحليل الظواهر متحولة في قرار خلية واحدة.
مورفولوجيا الخلايا العصبية المعرفة على مستوى الخلايا الفردية شرطا مسبقا أساسيا لفهم وظيفة الخلايا العصبية والاتصال CNS. وهكذا، منذ الأيام الأولى لعلم الأعصاب، وسعى الباحثون لتطوير أساليب التصنيف واحد الخلية (انظر 7 لعلاج التاريخية لهذه المسألة). الطرق التقليدية مثل تلطيخ جولجي تقديم قرار ممتاز من مورفولوجيا الخلايا العصبية ولكن ليست مناسبة إذا كان أحد يسعى لتسمية نوع معين من الخلايا العصبية بطريقة موجهة، وتلطيخ يحدث بطريقة عشوائية. تناولت تطوير أساليب لتلطيخ الخلايا واحدة عن طريق الحقن داخل الخلايا أو juxtacellular من الأصباغ من مسرى مكروي شرط وضع العلامات المحددة.
تقديم الطلب من واحد حقن صبغة الخلايا العصبية لذبابة الفاكهة تحديا كبيرا، نظرا لصغر حجم الكائن الحي على حد سواء والخلايا العصبية لها. ومع ذلك، وتلطيخ الخلايا العصبية الجنينية واحدة من ذبابة الفاكهة الخلايا العصبية في منتصف 1980s في مختبر كوري جودمان 15. في حين أن طريقة كانت مفيدة بارز وقدم بعض الأفكار الرئيسية في آليات للتنمية الخلايا العصبية في ذبابة الفاكهة على مدى 20-30 سنة الماضية (على سبيل المثال 2، 10)، وقد أحجم العديد من العمال بعيدا عن ذلك، إلى حد كبير بسبب مطالبها الفنية.
وقد ساهم توفر في السنوات الأخيرة من التقنيات الوراثية لوضع العلامات العصبية في ذبابة الفاكهة أيضا إلى عدم شعبية واحدة حقن الخلايا العصبية صباغة. يمكن التعبير GAL4 الموجهة من يبني GFP غشاء المستهدفة توفير تحليل ممتاز من التشكل العصبية 1، 20. ومع ذلك، فإن هذا الأسلوب له بعض القيود: التعبير غالبا ما لا مفر منه من GFP في خلايا متعددة يمكن أن يحجب هيكل الخلايا العصبية الفردية وخط سائق GAL4 قد لا تكون متاحة لدفع التعبير في الخلايا العصبية خاصة في المصالح. وMARCM (تحليل الفسيفساء مع معدل تقييميمكن ressible ماركر الخليوي) الطريقة 8 من الخلايا العصبية وصفها توفير أي أساسا على مستوى خلية واحدة، ولكن لا يمكن استخدامها بنجاح في وقت مبكر الجنين واليرقة بسبب بطء دوران من البروتين GAL80.
ونظرا لهذه القيود لوضع العلامات الوراثية، ونحن نعتقد أن الخلايا العصبية صبغة واحدة حقن الجنين في ذبابة الفاكهة لا تزال تقنية قيمة وتستحق أوسع التطبيق. لتعزيز هذا الهدف، ونحن نقدم هنا وصفا مفصلا للأسلوب. وتقدم مثالا للقوة من قبل حسابنا الأخير للمورفولوجية مجموعة كاملة من interneurons في neuromeres البطن من الجنين ذبابة الفاكهة أواخر 14. وهذه الدراسة التي كشفت كل من تقلب المورفولوجية من أنواع الخلايا العصبية الفردية ومبادئ منظمة قسيم عصبي في الجهاز العصبي المركزي للجنين، لم يكن ممكنا مع أي وسيلة أخرى وضع العلامات المتاحة حاليا.
وقد استخدمنا الخيارين مختلف قليلا من أسلوب الخلايا العصبية وسم واحد في مختبراتنا. الاختلافات تتعلق جمع الجنين، dechorionisation، devitellinisation والخطوات ولبة الجنين. الشكل 1 لمحة عامة عن الخطوات المشتركة والمتباينة من المتغيرات.
1. إعداد الصغرى، الإبر لتشريح الأجنة وMicropipettes لحقن صبغ
2. جمع وتركيب وتشريح الجنين
تتم Devitellinisation والتعصيب يدويا باستخدام أي من الطريقتين الموضحة في 2.3A 2.3B و.
3. حقن ملء Micropipettes
ملء نصف أنبوب 0.5 مل إيبندورف مع microfugeحل 0.1٪ من صلاح الغيدان صبغ carbocynanine (مجسات الجزيئية، يوجين، OR) في الإيثانول بنسبة 100٪ (تأكد من استخدام 'الجافة' EtOH المطلقة لتجنب الأمطار صلاح الغيدان). جعل ثقب ضيق في غطاء للأنبوب وضعه نهاية حادة من micropipette من خلال ثقب في الغطاء. السماح للمبادرة ديزرتك الصناعية لتصعد فوق خيوط مدة لا تقل عن 5 دقائق. (أصلي دائما ثقب في الغطاء عندما لا يشغل micropipette لتجنب التبخر من الايثانول).
المعدات اللازمة لحقن الصبغة الخلايا العصبية (الشكل 3).
المجهر. يجب استخدام المجهر المرحلة الثابتة للحقن صبغة الخلايا العصبية لتجنب الحركة الرأسية من خلال التركيز على الجنين. فإن أي حركة من هذا القبيل تهجير ماصة بعد أن تتلامس مع الجنين. لقد تم العثور على كل من Axioskop زايس FS AX50/BX50 والنماذج أوليمبوس مرحلة ثابتة لتكون مناسبة تماما لهذا الغرض. يجب أن تكون مجهزة مع عدسات المجهر المنقولة DIC ضوء لرؤية رجل أعمالإضافات قبل تلطيخ. يجب أن تكون المجهر تستقيم أيضا بدلا من نموذج مقلوب. مع المجهر تستقيم، غيض من micropipette هو على نفس الجانب من الجنين كهدف مشاهدة، بينما مع مجهر مقلوب وهما على طرفي نقيض من الجنين. الترتيب الأخير ينال من نوعية البصريات DIC. يجب تعيين ما يصل المجهر للفحص المجهري مضان، مع مجموعة مرشح مناسب لمراقبة مبادرة ديزرتك الصناعية. منذ مبادرة ديزرتك الصناعية لديها مجموعة واسعة نسبيا مع الإثارة وماكسيما في الانبعاثات و 549 565 نيوتن متر مجموعات تصفية كثيرة في هذا النطاق سوف تعمل، على سبيل المثال تلك المتعلقة اليكسا 568، Cy3، رودامين، تكساس الأحمر أو TRITC. على الرغم من أنها مريحة لتناسب مصراع التحكم الإلكتروني في مسار مصدر الضوء مضان، للسماح تشغيل الغالق دون اتصال جنب مع المجهر، ونحن أيضا وصفت على نحو فعال على الإعداد الذي تم تجهيزه فقط مع مصراع دليل. وأخيرا، تضخم عالية، وارتفاع العددية apertuمطلوب إعادة الغمر بالماء الهدف للمراقبة أثناء الحقن. وينبغي تصميم هذا الهدف للاستخدام دون ساترة. وقد استخدمنا بنجاح Achroplan زايس 100x/1.0W، أوليمبوس LUMPlan 100x/1.0W FL، FL LUMPlan وأوليمبوس / IR 60x/0.9 أهداف W.
مطلوب مياداة مجهرية لوضع ونقل micropipette خلال حقن صبغة الخلايا العصبية. وقد استخدمنا كل من مياداة مجهرية لايكا ومرحلة محمولة على محور Narashige 3-مياداة مجهرية الهيدروليكية.
مطلوب مكبر للصوت داخل الخلايا DC، مع مرفق لحقن الحالي، للحقن iontophoretic من مبادرة ديزرتك الصناعية من micropipette.
4. إجراءات حقن صبغ
5. Photoconversion لفحص باستخدام نظارات DIC
مبدأ photoconversion هو الأكسدة (الصورة) من DAB من ضوء الفلورسنت المنبعثة من الخلية خلال الإضاءة الملون مع الطول الموجي المناسب. ويعني photoconverted الخلايا مشرق في أقصر وقت مقارنة مع الخلايا ملطخة ضعيفة. إذا وصفت عدة خلايا في واحدة العينة تختلف كثيرا فيما يتعلق معانها وهذا يمكن أن يؤدي إلى difficulties في photoconverting كل منهم في نفس النوعية (انظر الشكل 4C): في هذه الحالة يجوز لأحد أن يكون لاتخاذ قرار بشأن حل وسط بين إهمال الأضعف الخلايا (باستخدام الإضاءة قصيرة) أو قبول أن أكثر إشراقا تبدأ الخلايا في تضخم (باستخدام الإضاءة أطول) . إذا ضعيفة جدا صفت جميع الخلايا (التي تحتاج إلى إضاءة بالتالي طويلة جدا)، يمكن أن الخلفية التي تسببها الإنزيمية الذاتية تصبح مشكلة. ينبغي منذ DAB سامة يمكن التعامل معها بعناية. يمكن النفايات "إلغاء تنشيط" مع الكلور تبيض 7٪.
6. الفحص بواسطة متحد البؤر المجهري
الشكل 4 يوضح نتائج نموذجية للتقنية، ونحن هنا تصف الشكل 4A يبين مثالا لعصبون واحد مبادرة ديزرتك الصناعية التي تم شغلها photoconverted نظيفة. فإنه يوضح لطيف كمية من التفاصيل هذه الاستعدادات العرض. عندما ينظر تحت البصريات DIC السياق المكاني للخلية وصفت داخل ال?...
واحد الميزة الرئيسية لذبابة الفاكهة كنظام نموذج هو أنه يتيح تحليل التنمية وظيفة على مستوى الخلايا واحدة. هذا مفيد خصوصا فيما يتعلق الجهاز العصبي، حيث تنوع أنواع الخلايا عالية بشكل استثنائي وظيفة ومورفولوجيا الخلايا المجاورة يمكن أن تكون مختلفة تماما.
الكتاب تعلن أنه ليس لديهم المصالح المتنافسة المالية.
وأيد هذا العمل من خلال منحة من DFG لGMT
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم الكاشف / المواد | شركة | كتالوج رقم | تعليقات |
الكواشف | |||
DAB | سيغما الدريخ | D-5905 | 2-3 مجم / مل في 100 ملي تريس، حمض الهيدروكلوريك، ودرجة الحموضة 7.4 |
مبادرة ديزرتك الصناعية | مجسات إينفيتروجن / الجزيئي | D-282 | 1 ملغ / مل في الإيثانول |
الفورمالديهايد | ميرك ميليبور | 7،4٪ في برنامج تلفزيوني | |
الغليسيرول | روث | 3783 | 70٪ في برنامج تلفزيوني |
هيبتان الغراء | بيرسدورف AG | التشيلو 31-39-30 * | تمييع كاليفورنيا. 1-1 مع N-الهيبتان |
PBS | 1X | ||
TRIS | روث | 4855 | |
Vectashield | ناقلات المختبرات | H1000 | |
EQUIPMENT | |||
مبائر المجهر | لايكا | TCS SP2 | لعرض وتوثيق labelings في مضان |
DC - أmplifier | دراغان شركة | حجر الزاوية ION-100 | لأداء labelings |
Coverslips | منزل | BB018018A1 | 18 × 18 مم |
Coverslips | منزل | BB024060A1 | 24 × 60 مم |
تشريح مجهر | لايكا | MZ8 | لإعداد وdisect الأجنة |
شقة الشعيرات | Hilgenberg | القطر الخارجي 1 مم؛ غلاس سماكة 0.1 ملم | |
حقن الأوعية الشعرية | العلوم المنتجات | 100 جيجا TF 8P | |
مياداة مجهرية R | لايكا | لأداء labelings | |
نموذج P-97 | سوتر الآلات | لسحب الشعيرات الدموية | |
كائن الشرائح | مارينفيلد فخمة | 1000000 | |
مجهر العلمية | زايس | Axioskop 2 يذكره | لعرض labelings بعد photoconversion |
مجهر العلمية | OLYMPUS | BX50 | لأداء labelings |
سوني كاميرا فيديو MC3255 | سوني / AVT القرن | سوني MC3255 | لتسجيل labelings بعد photoconversion |
الجدول 1.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved