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Method Article
* Estos autores han contribuido por igual
Xenopus laevis proporciona un sistema modelo ideal para el estudio de la especificación del destino celular y la función fisiológica de las células individuales de la retina en cultivo de células primarias. Aquí se presenta una técnica para la disección de tejidos retinales y la generación de cultivos de células primarias que se toman imágenes de la actividad del calcio y se analizaron mediante hibridación in situ.
El proceso por el que la región anterior de la placa neural da lugar a la retina de vertebrados sigue siendo un foco importante de investigación tanto clínica como básica. Además de la evidente importancia médica para la comprensión y el tratamiento de enfermedades de la retina, el desarrollo de la retina de vertebrados continúa sirviendo como un importante sistema modelo y elegante para la comprensión neuronal determinación de tipo celular y la diferenciación 1-16. La retina neural consta de seis tipos de células discretas (ganglio, fotorreceptores amacrinas, horizontal,, células bipolares, y las células gliales de Müller) dispuestas en capas estereotipadas, un patrón que es muy conservada entre todos los vertebrados 12,14-18.
Si bien el estudio de la retina en el embrión en desarrollo está intacto claramente necesaria para la comprensión de cómo este órgano complejo se desarrolla a partir de una protuberancia del cerebro anterior en una estructura en capas, hay muchas preguntas que benefician from empleando métodos que utilizan cultivos celulares primarios de presuntas células de la retina 7,19-23. Por ejemplo, el análisis de las células de los tejidos y se disocia en diferentes etapas permite discernir el estado de la especificación de las células individuales en diferentes etapas de desarrollo, es decir, el destino de las células en la ausencia de interacciones con los tejidos vecinos 8,19-22 ,24-33. Cultivo de células primarias también permite al investigador para tratar el cultivo con reactivos específicos y analizar los resultados en un nivel de célula única 5,8,21,24,27-30,33-39. Xenopus laevis, un sistema modelo para el estudio clásico de desarrollo neural temprano 19,27,29,31-32,40-42, sirve como un sistema particularmente adecuado para el cultivo de células primarias de retina 10,38,43-45.
Tejido de la retina presuntiva se puede acceder desde las primeras etapas de desarrollo, inmediatamente después de la inducción neural 25,38,43. Además, dado then cada célula en el embrión contiene un suministro de yema de huevo, células de la retina pueden ser cultivadas en un medio de comunicación muy simples definidos que consisten en una solución salina tamponada, eliminando así los efectos de confusión de incubación o de otros sueros de los productos basados en 10,24,44-45 .
Sin embargo, el aislamiento del tejido de la retina de los tejidos circundantes y el posterior procesamiento es un reto. Aquí, se presenta un método para la disección y disociación de las células de la retina en Xenopus laevis que se usa para preparar cultivos de células primarias que, a su vez, se analizó la actividad de calcio y la expresión génica en la resolución de las células individuales. Si bien el tema presentado en este documento es el análisis de los transitorios de calcio espontáneos, la técnica es ampliamente aplicable a una amplia gama de temas de investigación y enfoques (Figura 1).
Todos los experimentos se llevan a cabo siguiendo los protocolos aprobados por el Cuidado de Animales institucional y el empleo en el Colegio de William y Mary. Etapas de desarrollo hace referencia en este protocolo son de acuerdo a Nieuwkoop y Faber 46.
1. Disección
Para la etapa de embriones 25 años o menos:
Para los embriones mayores de la etapa 25:
2. Disociación de tejido y de células Plating
Nota Importante - Al transferir los tejidos, no se permite la retina o vesícula óptica tocar ninguna frontera aire-líquido, y si esto ocurre, las células se lisan.
Nota: Si múltiples imágenes de las células se deben tomar durante todo el experimento, adjuntar una rejilla (Cellattice) a la cara inferior de la placa de cultivo fuerte con una pequeña gota de pegamento. Esto permitirá que las imágenes de células idénticas en orientaciones idénticas a tomarse en diferentes puntos en el procedimiento.
Nota importante: La mayoría de los experimentos se fijan dentro de las 6 horas de la siembra de las células. La longevidad de las células en cultivo depende de la etapa en la que se disecó el tejido y la cantidad de yema de huevo todavía presente en las células, las células disecadas de más joven (etapas néurula) están sanos en cultivo durante 5-6 días mientras que las células adquirido de mayores embriones (natación renacuajoetapas) seguirán siendo viables en cultivo durante 2-3 días.
3. El calcio de imágenes 47-49
Este protocolo utiliza sensible al calcio Fluo4-AM microscopía confocal y para cuantificar los transitorios de calcio en las células individuales. Todos los pasos que utilizan Fluo4-AM se debe realizar fuera de la luz, como Fluo4-AM es sensible a la luz. Todos los lavados deben ser añadidos o eliminados utilizando una micropipeta p1000 y consejos de aerosol resistentes. Pipetas se debe hacer lentamente y hacia el borde de la placa para evitar alterar las células. Los medios no se cambia porque los cultivos son generalmente fijados dentro de las 6 horas de ser diseccionado. Para más largo plazo las culturas, los medios de comunicación debe cambiarse diariamente.
Estos parámetros se traducirá en un conjunto de 900 imágenes de cuadro fijo para cada marco de tiempo. Actividad de calcio, entonces se puede grabar mediante el análisis de los niveles de fluorescencia sobre las imágenes en curso temporal (Figura 3B) con el uso de una aplicación de procesamiento de imágenes tales como ImageJ 50.
4. La fijación de las células
Nota: El metanol también se puede utilizar para estos lavados y para el almacenamiento.
5. La hibridación fluorescente in situ (FISH)
Los cultivos se puede ensayar usando el protocolo estándar para FISH Xenopus como se describe 51 con modificaciones para el cultivo celular como se indica por el Laboratorio de Anderson 52. Las modificaciones al protocolo Anderson Lab se enumeran a continuación. Todos los lavados se llevan a cabo en las placas de 35 mm en volúmenes Nunclon de aproximadamente 1 ml, a menos que se indique lo contrario. Soluciones son como se definen en Sive et al. 53 a menos que se indique lo contrario.
Nota importante: No utilice fluoresceína marcado con sondas de ARN cuando se realiza la hibridación in situ sobre las células captadas porla actividad del calcio. Anti-fluoresceína anticuerpos se unirán a Fluo4 residual-AM en las células y puede causar señal positiva en todas las células en el cultivo.
Día 1: La permeabilización e hibridación
Día 2: Extracción de la sonda no unida e Incubación del anticuerpo
Día 3: Extracción de anticuerpo no unido y Desarrollo de fluorescencia
6. Resultados imagen Pescados y registro Co-con datos de imágenes de calcio
Ejemplos de éxito disecados vesículas ópticas (etapa 25) y retinas (etapa 35) se muestran en las Figuras 2E y 2J. Aunque este protocolo se puede utilizar en varias etapas de desarrollo, es crítico para obtener sólo tejido de la retina para asegurar la precisión para experimentos adicionales. Retire con cuidado la epidermis en todo momento y asegurarse de que las pinzas no perforar el tejido de la retina. En la etapa 35 años o más, la lente puede ser visto como una capa transparente en la parte s...
Con sus tipos celulares bien caracterizadas que se conservan en todos los vertebrados, la retina proporciona un modelo útil para el estudio de los procesos moleculares-celulares que regulan la especificación del tipo de célula y la diferenciación. Cultivo celular primario proporciona un método potente para la investigación de una gran variedad de procesos que incluyen la expresión génica, la dinámica de proteínas y el calcio y la actividad eléctrica en el nivel de resolución única célula. A continuación l...
No hay conflictos de interés declarado.
Nos cortésmente las gracias al Dr. John Hayes para los scripts, los Dres. Eric Bradley y Christopher Del Negro para obtener ayuda con la microscopía confocal, de Drew Hughes, Laura Odorizzi, Garafalo Alex, Rebecca Lowden, y Liz MacMurray por su trabajo en el desarrollo del proyecto y proporcionar datos preliminares, el Dr. Greg Smith por sus útiles sugerencias sobre el análisis estadístico. Este trabajo fue apoyado por una subvención del NIH (NINDS IR15N5067566-01) para el SMS y el Howard Hughes Medical Institute Science Education Grant al Colegio de William y Mary.
Name | Company | Catalog Number | Comments | |||||||||||||||||||||
Nombre del reactivo | Empresa | Número de catálogo | ||||||||||||||||||||||
Para las disecciones y Cultivo | ||||||||||||||||||||||||
BD Falcon Easy Grip placas de cultivo tisular de 35 mm, | Pescador | 08-772A | ||||||||||||||||||||||
Platos desechables de poliestireno Petri, 60 x 15 mm | Pescador | 0875713A | ||||||||||||||||||||||
35 mm Nunclon superficie Petri Dishes (con Airvent) | Pescador | 12-565-91 | ||||||||||||||||||||||
Dumont Fine Pinzas (Dumostar # 55) | Pescador | NC9341917 | ||||||||||||||||||||||
Cellattice Micro-dictaminó cubreobjetos de plástico, 25 mm | Pescador | 50-313-17 | ||||||||||||||||||||||
Etil-m-aminobenzoato de metanosulfonato de sal (MS-222) | MP Biomedicals, LLC | 103106 | ||||||||||||||||||||||
Sulfato de Gentamicina | Enzo Ciencias de la Vida | 380-003-G025 | ||||||||||||||||||||||
Gibco tripsina (1:250) en polvo | Life Technologies | 27250-018 | ||||||||||||||||||||||
Colagenasa B de Clostridium histolyticum | Roche | 11088831001 | ||||||||||||||||||||||
Penicilina-Estreptomicina | Gibco | 15140-122 | ||||||||||||||||||||||
Nilo Azul Sulfato (opcional) | Pfaltz & Bauer | N05550 | ||||||||||||||||||||||
500 ml de vacío Filtro / almacenamiento de botellas del sistema, 0,22 micras de poro 33,2 cm 2 de membrana CN | Corning | 430758 | ||||||||||||||||||||||
Para obtener imágenes de calcio | ||||||||||||||||||||||||
Fluo-4 AM 1 mM en solución de DMSO, Cell Permanente | Life Technologies | F-14217 | ||||||||||||||||||||||
Pluronic F-127 10% de solución en agua | Life Technologies | P-6866 | ||||||||||||||||||||||
LSM 510 sistema de microscopio confocal | Zeiss | Modelo Descatalogado | ||||||||||||||||||||||
Reactivo bloqueador | Roche | 11096176001 | ||||||||||||||||||||||
Por hibridación fluorescente in situ (FISH) | ||||||||||||||||||||||||
Anti-digoxigenina-Pod, fragmentos Fab | Roche | 11207733910 | ||||||||||||||||||||||
Anti-DNP-HRP Anticuerpo | Perkin-Elmer | NEL747A | ||||||||||||||||||||||
Cy3Éster de NHS | GE Healthcare | PA13101 | ||||||||||||||||||||||
NHS-fluoresceína | Thermo Scientific | 46409 | ||||||||||||||||||||||
Formamida desionizada, | Amresco | 0606-950ml | ||||||||||||||||||||||
Torula ARN, Tipo IX | Sigma-Aldrich | R3629 | ||||||||||||||||||||||
Sal sódica de heparina, a partir de mucosa intestinal porcina | Sigma-Aldrich | H3393-250KU | ||||||||||||||||||||||
CHAPS | Sigma-Aldrich | C3023 | ||||||||||||||||||||||
Tabla 2. Reactivos y equipos específicos. | ||||||||||||||||||||||||
Soluciones. * Gentamicina, un antibiótico, se usa en nuestras soluciones MMR mientras penicilina y estreptomicina se utilizan en los medios de nuestra cultura. |
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