A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
ذبابة الفاكهة يبسط بروتوكول تقطيع القلب والتصوير الفلوري دراسة بنية القلب وأمراضه. يتضمن هذا النهج التقسيم المباشر والتلوين والتصوير ، متجاوزا الخبرة الفنية اللازمة للتشريح التقليدي. إنه يعزز إمكانية الوصول ، مما يجعل ذبابة الفاكهة نموذجا قابلا للاستخدام على نطاق واسع للأبحاث المتعلقة بالقلب داخل المجتمع العلمي الأوسع.
تستخدم نماذج قلب ذبابة الفاكهة على نطاق واسع في دراسة شيخوخة القلب ونمذجة أمراض القلب البشرية. ومع ذلك ، فإن تشريح قلوب ذبابة الفاكهة قبل التصوير هو عملية دقيقة تستغرق وقتا طويلا وتتطلب تدريبا متقدما ومهارات حركية. لمواجهة هذه التحديات ، نقدم بروتوكولا مبتكرا يستخدم التشريح بالتبريد للتصوير الفلوري لأنسجة قلب ذبابة الفاكهة. تم إثبات البروتوكول في تصوير قلب ذبابة الفاكهة البالغ ولكن يمكن تكييفه مع مراحل النمو. تعزز هذه الطريقة كلا من كفاءة تلطيخ التألق وإمكانية الوصول إليه مع الحفاظ على سلامة الأنسجة. يبسط هذا البروتوكول العملية دون المساس بجودة التصوير ، وبالتالي تقليل الاعتماد على الفنيين ذوي التدريب المطور والمهارات الحركية. على وجه التحديد ، نستبدل التقنيات المعقدة ، مثل الشفط الفراغي الشعري ، بطرق أكثر وضوحا مثل تضمين الأنسجة. يسمح هذا النهج بتصور هياكل القلب بسهولة أكبر وقابلية للتكاثر. نثبت فائدة هذا البروتوكول من خلال الكشف الفعال عن علامات القلب الرئيسية وتحقيق تصوير مضان عالي الدقة وتصوير تلطيخ مناعي يكشف النقاب عن تفاصيل معقدة لمورفولوجيا القلب والتنظيم الخلوي. توفر هذه الطريقة أداة قوية ويمكن الوصول إليها للباحثين الذين يستكشفون ذبابة الفاكهة بيولوجيا القلب ، مما يسهل التحليلات التفصيلية لنمو القلب ووظيفته ونماذج المرض.
أمراض القلب والأوعية الدموية هي السبب الرئيسي للوفاة على مستوى العالم، وهي مسؤولة عن حوالي 17.9 مليون حالة وفاة كل عام، وهو ما يمثل ما يقرب من ثلث جميع الوفيات العالمية. ذبابة الفاكهة السوداء (المعروفة باسم ذبابة الفاكهة) تم استخدامها على نطاق واسع ككائن حي نموذجي لدراسة الأساس الجيني والخلوي والجزيئي لنمو القلب وعلم وظائف الأعضاء والتمثيل الغذائي والشيخوخة واعتلال عضلة القلب1،2،3،4،5،6،7،8،9. كما تم استخدام نماذج ذبابة الفاكهة لدراسة دور عضلة القلب في التنظيم الجهازي للسمنة10 ، وهو عامل خطر رئيسي لمراضة القلب والأوعية الدموية والوفيات. كشفت دراسات تسلسل جينوم ذبابة الفاكهة 11 عن الحفاظ الكبير على الجينات لدى البشر ، بما في ذلك تلك المرتبطة بتطوير أعضاء مختلفة ، بما في ذلك القلب. من بين هذه الجينات المحفوظة للغاية ، يشارك بعضها في خلل وظيفي في القلب ، مثل اعتلال عضلة القلب أو اعتلال القنوات3. أدى التطوير الأخير للتقنيات الفعالة لدراسة أداء القلب إلى توسيع تطبيقات النموذج لاستكشاف التغييرات طويلة المدى في فسيولوجيا القلب للبالغين بسبب عوامل مثل التمرين والنظام الغذائي والشيخوخة8. ومع ذلك ، غالبا ما تعيق التحديات التقنية واللوجستية استخدام هذا النظام النموذجي. أحد التحديات التي تواجه استخدام ذبابة الفاكهة في دراسات القلب هو تشريح دقيق للقلب بطريقة تحافظ على البنية الخلوية وعناصر عضلة القلب.
ذبابة الفاكهة يتكون القلب أو الوعاء الظهري من هيكل يشبه الأنبوب يتكون من طبقة واحدة من خلايا عضلة القلب ، وخلايا التامور الموضوعة على طول جدار القلب ، مدعومة بالعضلات القلبية ، وفي البالغين ، مصحوبة بطبقة من الخلية العضلية الطولية البطنية12. يعد التشريح الدقيق للوصول إلى هذه الهياكل الحساسة عملية تستغرق وقتا طويلا وعمالا طويلا. يتضمن المعيار الحالي تشريحا صعبا تقنيا وشفط الفراغ الشعري ، مما يتطلب تدريبا متقدما ومهارات حركية13،14،15،16. عادة ما يبدأ التشريح بشق جدار الجسم البطني ، وتظهر التحديات بسرعة مع التشريح الدقيق للقلب ، وبنيته الهشة ، والموقع الظهري الذي يصعب الوصول إليه. هذا جنبا إلى جنب مع تقنيات التشريح التقليدية ، يسمح بإجراء تحليل دقيق لبنية القلب ووظيفته ، مما يوفر أداة محسنة لدراسة أمراض القلب والأوعية الدموية في ذبابة الفاكهة13. على سبيل المثال ، باستخدام هذا ، Alayari et al. قدم بروتوكولا لوضع العلامات بالفلورسنت ذبابة الفاكهة هياكل القلب ، مما يسهل تصور مورفولوجيا القلب وبنيته. على الرغم من هذه الجهود ، يواجه تشريح القلب التقليدي وتلبيخه العديد من التحديات ، بما في ذلك صعوبة الحفاظ على سلامة الأنسجة والتدريب المتخصص المطلوب لتلطيخ القلب بشكل فعال.
تقدم الطريقة حلا مبتكرا لهذه المشكلة من خلال استبدال الإجراء بأكمله ببروتوكول أبسط يستخدم التجميد لذبابة الفاكهة والصدر والبطن متبوعا بالتلوين المناعي والتصوير الفلوري. يضمن هذا النهج سهل التعلم تصورا أسرع وأكثر وضوحا لهياكل القلب مع قابلية أكبر للتكاثر. بالإضافة إلى ذلك ، نصف طريقة بسيطة تتضمن ثلجا جافا تضمن محاذاة موحدة لبشرة البطن ذبابة الفاكهة على نفس المستوى z لتبسيط خطوة التقطيع بالتبريد في اتجاه مجرى النهر. نثبت فعالية هذا البروتوكول في الكشف عن علامات القلب المهمة ، ومورفولوجيا القلب ، والتنظيم الخلوي باستخدام الفحص المجهري المناعي الفلوري وكذلك الفحص المجهري متحد البؤر. تعد سهولة هذا النهج وفعاليته العالية مفيدة بشكل خاص لدراسات القلب القائمة على ذبابة الفاكهة عالية الإنتاجية.
1. إعداد المعدات
2. إعداد الحلول
3. جمع الأنسجة
4. تثبيت الأنسجة الكاملة
5. تحضير القالب
6. التقطيع بالتبريد للقوالب
ملاحظة: ينصح عموما بإعداد قالب فارغ وقطعه قبل قطع قوالب المجموعة التجريبية. يتيح لنا ذلك ضمان الوظيفة المناسبة للعجلة والشفرة والزجاج المضاد للانزلاق مباشرة قبل تقسيم الأنسجة. بالإضافة إلى ذلك ، اسمح لأي قوالب قادمة من التخزين البارد بالتأقلم في ناظم البرد لمدة 30 دقيقة.
7. تلطيخ مضان
8. التركيب والتحضير للتصوير
9. التصوير
ملاحظة: تم استخدام مجهر أوليمبوس BX 63 مع عدسات 10x و 40x و 60x لالتقاط الصور. كما تم استخدام المرشحات المناسبة ل DAPI و Lipid Spot 488 و Phalloidin 594.
تسهل الطريقة الموضحة أعلاه دراسة ذبابة الفاكهة باستخدام التصوير الفلوري دون تشريح ممل. هذه هي الفائدة الرئيسية لهذه الطريقة ، حيث تتطلب الطريقة التقليدية لتشريح القلب تطوير المهارات الحركية المعقدة. كما هو موضح في الشكل 1 ، فإن الطريقة أكثر سهولة م?...
لقد طورنا بروتوكولا فعالا لإعداد أنبوب قلبي ذبابة الفاكهة للتصور باستخدام التصوير الفلوري أو متحد البؤر. يسبق ذلك مناقشة لطريقة شائعة الاستخدام ولكنها كثيفة الاستخدام للوقت والعمالة للوصول إلى السلامة الخلوية لذبابة الفاكهة ومراقبة السلامة الخلوية لذبابة الف?...
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
نشكر أعضاء مختبر ملكاني على مساعدتهم في تقديم ملاحظات قيمة لتطوير البروتوكول. تم دعم هذا العمل من خلال منح المعاهد الوطنية للصحة (NIH) AG065992 و RF1NS133378 إلى G.C.M. يتم دعم هذا العمل أيضا من قبل صناديق UAB Startup 3123226 و 3123227 إلى G.C.M.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1000 µL Pipette | Eppendorf | 3123000063 | |
1000 µL Pipette Tips | Olympus Plastics | 23-165R | |
10X Phosphate Buffered Saline (PBS) | Fisher | J62036.K7 | ph=7.4 |
200 Proof Ethanol | Decon Laboratories | 64-17-5 | |
20X Tris Buffered Saline | Thermo Scientific | J60877.K2 | pH=7.4 |
Anti-Roll Glass | IMEB | AR-14047742497 | |
Bovine Serum Albumin | Fisher | 9048-46-8 | |
Centrifuge Tubes 1.5 mL | Fisher | 05-408-129 | |
Charged Slides | Globe Scientific | 1415-15 | |
Cryosectioning Molds | Fisher | 2363553 | |
Cryostat | Leica | CM 3050 S | |
Cryostat Blades | C.L. Sturkey | DT554N50 | |
Dry Ice | |||
Fine Forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | |
Fly Pad | Tritech Research | MINJ-DROS-FP | |
Hardening mounting Media with Dapi | Vectashield | H-1800 | |
Kimwipes | Kimtech | 34120 | |
Microscope | Olympus | SZ61 | |
Optimal Cutting Temperature Compound | Fisher | 4585 | |
Paraformaldehyde 20% | Electron Microscopy Sciences | 15713 | |
Phalloidin 594 | Abnova | U0292 | |
Razor Blades | Gravey | #40475 | |
Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-10 | |
Sucrose | Fisher | S5-500 |
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