تشريح وكيمياء الهيستولوجية المناعية وتركيب أدمغة ذبابة الفاكهة اليرقية والبالغة لتصور الفص البصري

Urfa Arain; Priscilla Valentino; Ishrat  Maliha Islam; Ted Erclik

doi:10.3791/61273

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

Method Article

تشريح وكيمياء الهيستولوجية المناعية وتركيب أدمغة ذبابة الفاكهة اليرقية والبالغة لتصور الفص البصري

DOI:

10.3791/61273

⸱

April 28th, 2021

Urfa Arain¹, Priscilla Valentino¹, Ishrat Maliha Islam¹, Ted Erclik¹

¹Departments of Biology and Cell & Systems Biology, University of Toronto - Mississauga

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Summary

يصف هذا البروتوكول ثلاث خطوات لإعداد الفصوص البصرية لليرقات وذبابة الفاكهة البالغة للتصوير: 1) تشريح الدماغ ، 2) الكيمياء الهيستولوجية المناعية و 3) التركيب. يتم التركيز على الخطوة 3 ، حيث يلزم وجود اتجاهات تركيب مميزة لتصور هياكل الفص البصري المحددة.

Abstract

يتكون الفص البصري من ذبابة الفاكهة ، الذي يتكون من أربعة خلايا عصبية: الصفيحة ، النخاع ، الفصيص والصفيحة الفصيصة ، هو نظام نموذجي ممتاز لاستكشاف الآليات التنموية التي تولد التنوع العصبي وتدفع تجميع الدائرة. نظرا لتنظيمه المعقد ثلاثي الأبعاد ، يتطلب تحليل الفص البصري أن يفهم المرء كيف يتم وضع الخلايا العصبية البالغة وأسلاف اليرقات بالنسبة لبعضها البعض والدماغ المركزي. هنا ، نصف بروتوكولا لتشريح وتلوين المناعة وتركيب أدمغة اليرقات والبالغين لتصوير الفص البصري. يتم التركيز بشكل خاص على العلاقة بين اتجاه التركيب والتنظيم المكاني للفص البصري. نصف ثلاث استراتيجيات تركيب في اليرقة (الأمامية والخلفية والجانبية) وثلاثة في البالغين (الأمامي والخلفي والأفقي) ، كل منها يوفر زاوية تصوير مثالية لهيكل الفص البصري المتميز.

Introduction

كان النظام البصري لذبابة الفاكهة ، الذي يتألف من العين المركبة والفص البصري الأساسي ، نموذجا ممتازا لدراسة تطور الدائرة العصبية ووظيفتها. في السنوات الأخيرة ، ظهر الفص البصري على وجه الخصوص كنظام قوي لدراسة عمليات النمو العصبي مثل تكوين الخلايا العصبية وأسلاك الدوائر¹^،²^،³^،⁴^،⁵^،⁶^،⁷^،⁸. وهي مكونة من أربعة الخلايا العصبية: الصفيحة ، النخاع ، الفصيص والصفيحة الفصيصة (الأخيران يشكلان مجمع الفصيصات)¹^،²^،³^،⁴^،⁵^،⁶. المستقبلات الضوئية من العين ، تستهدف الخلايا العصبية للصفيحة والنخاع ، والتي تعالج المدخلات البصرية وتنقلها إلى الخلايا العصبية لمجمع الفصيص¹^،²^،³^،⁴^،⁵^،⁶. ترسل الخلايا العصبية الإسقاطية في مجمع الفصيصات بعد ذلك معلومات مرئية إلى مراكز المعالجة العليا في الدماغ^{المركزي 1}^،⁵^،⁹. إن التنظيم المعقد للفص البصري ، الذي تستلزمه الحاجة إلى الحفاظ على الشبكية ومعالجة أنواع مختلفة من المحفزات البصرية ، يجعله نظاما جذابا لدراسة كيفية تجميع الدوائر العصبية المتطورة. والجدير بالذكر أن النخاع يشترك في أوجه تشابه مذهلة في كل من تنظيمه وتطوره مع شبكية العين العصبية ، والتي كانت منذ فترة طويلة نموذجا لتطوير الدائرة العصبية الفقارية ^3,8.

يبدأ تطور الفص البصري أثناء التطور الجنيني ، مع مواصفات ~ 35 خلية من خلايا الأديم الظاهر التي تشكل الشفرة البصرية²^،⁴^،⁵^،⁶^،⁷^،⁸. بعد فقس اليرقات ، ينقسم البشارة البصرية إلى بدائيين متميزين: 1) مركز الانتشار الخارجي (OPC) ، الذي يولد الخلايا العصبية للصفيحة والنخاع الخارجي و 2) مركز الانتشار الداخلي (IPC) ، الذي يولد الخلايا العصبية للنخاع الداخلي ومجمع الفصيصات⁴^،⁵^،⁶^،¹⁰. في أواخر اليرقة الثانية ، تبدأ الخلايا الظهارية العصبية في OPC و IPC في التحول إلى خلايا عصبية تولد لاحقا خلايا عصبية عبر الخلايا الأم العقدة الوسيطة⁴^،⁵^،¹¹^،¹². يتم تصميم الخلايا العصبية للفص البصري من خلال عوامل النسخ المقيدة مكانيا وزمانيا ، والتي تعمل معا لتوليد التنوع العصبي في ذريتها¹¹^،¹²^،¹³^،¹⁴. في الخادرة ، يتم تجميع دوائر الخلايا العصبية للفص البصري من خلال تنسيق العديد من العمليات ، بما في ذلك موت الخلايا المبرمج^11,15 ، والهجرة العصبية^12,16 ، والاستهداف المحوري / التغصني ^10,17 ، وتشكيل المشبك ^18,19 ودورات الأعصاب^10,17.

هنا ، نصف المنهجية التي يتم من خلالها تشريح أدمغة اليرقات والبالغين ، وتلطيخها بالمناعة وتركيبها لتصوير الفص البصري. نظرا لتنظيمه المعقد ثلاثي الأبعاد ، يتطلب تحليل الفص البصري أن يفهم المرء كيف يتم وضع الخلايا العصبية البالغة وأسلاف اليرقات بالنسبة لبعضها البعض والدماغ المركزي. وبالتالي ، فإننا نركز بشكل خاص على كيفية ارتباط اتجاه التركيب بالتنظيم المكاني لهياكل الفص البصري. وصفنا ثلاث استراتيجيات تركيب لأدمغة اليرقات (الأمامية والخلفية والجانبية) وثلاث لأدمغة البالغين (الأمامية والخلفية والأفقية) ، كل منها يوفر زاوية مثالية لتصوير مجموعة محددة من أسلاف الفص البصري أو neuropil.