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Method Article
Ce protocole décrit trois étapes pour préparer les lobes optiques de la drosophile larvaire et adulte à l’imagerie : 1) dissections cérébrales, 2) immunohistochimie et 3) montage. L’accent est mis sur l’étape 3, car des orientations de montage distinctes sont nécessaires pour visualiser des structures spécifiques du lobe optique.
Le lobe optique de la drosophile , composé de quatre neuropilles : la lame, la moelle, le lobula et la plaque lobula, est un excellent système modèle pour explorer les mécanismes de développement qui génèrent la diversité neuronale et pilotent l’assemblage des circuits. Compte tenu de son organisation tridimensionnelle complexe, l’analyse du lobe optique nécessite de comprendre comment ses neuropils adultes et ses progéniteurs larvaires sont positionnés les uns par rapport aux autres et par rapport au cerveau central. Nous décrivons ici un protocole de dissection, d’immunomarquage et de montage de cerveaux larvaires et adultes pour l’imagerie du lobe optique. Un accent particulier est mis sur la relation entre l’orientation du montage et l’organisation spatiale du lobe optique. Nous décrivons trois stratégies de montage chez la larve (antérieure, postérieure et latérale) et trois chez l’adulte (antérieure, postérieure et horizontale), chacune offrant un angle d’imagerie idéal pour une structure de lobe optique distincte.
Le système visuel de la drosophile, composé de l’œil composé et du lobe optique sous-jacent, a été un excellent modèle pour l’étude du développement et de la fonction des circuits neuronaux. Ces dernières années, le lobe optique en particulier est devenu un système puissant dans lequel étudier les processus neurodéveloppementaux tels que la neurogenèse et le câblage des circuits 1,2,3,4,5,6,7,8. Il est composé de quatre neuropilles : la lame, la moelle, le lobule et la plaque lobula (ces deux dernières comprennent le complexe lobula)1,2,3,4,5,6. Les photorécepteurs de l’œil ciblent les neurones de la lame et de la moelle, qui traitent les entrées visuelles et les relaient aux neuropils du complexe lobula 1,2,3,4,5,6. Les neurones de projection du complexe lobula envoient ensuite des informations visuelles aux centres de traitement d’ordre supérieur dans le cerveau central 1,5,9. L’organisation complexe du lobe optique, rendue nécessaire par la nécessité de maintenir la rétinotopie et de traiter différents types de stimuli visuels, en fait un système attrayant pour étudier l’assemblage de circuits neuronaux sophistiqués. Notamment, la moelle partage des similitudes frappantes dans son organisation et son développement avec la neurorétine, qui a longtemps été un modèle pour le développement des circuits neuronaux des vertébrés 3,8.
Le développement du lobe optique commence au cours de l’embryogenèse, avec la spécification de ~35 cellules ectodermiques qui forment la placode optique 2,4,5,6,7,8. Après l’éclosion des larves, la plaque optique est subdivisée en deux primordiums distincts : 1) le centre de prolifération externe (OPC), qui génère les neurones de la lame et de la moelle externe et 2) le centre de prolifération interne (IPC), qui génère les neurones du complexe interne de la moelle épinière et du lobula 4,5,6,10 . Chez la larve du deuxième stade tardif, les cellules neuroépithéliales de l’OPC et de l’IPC commencent à se transformer en neuroblastes qui génèrent ensuite des neurones via les cellules mères ganglionnaires intermédiaires 4,5,11,12. Les neuroblastes du lobe optique sont structurés par des facteurs de transcription limités dans l’espace et dans le temps, qui agissent ensemble pour générer une diversité neuronale dans leur descendance 11,12,13,14. Dans la nymphe, les circuits des neuropils du lobe optique sont assemblés via la coordination de plusieurs processus, notamment la mort cellulaire programmée11,15, la migration neuronale12,16, le ciblage axonal/dendritique10,17, la formation des synapses18,19 et les rotations neuropil10,17.
Ici, nous décrivons la méthodologie par laquelle les cerveaux larvaires et adultes sont disséqués, immunocolorés et montés pour l’imagerie du lobe optique. Compte tenu de son organisation tridimensionnelle complexe, l’analyse du lobe optique nécessite de comprendre comment ses neuropils adultes et ses progéniteurs larvaires sont positionnés les uns par rapport aux autres et par rapport au cerveau central. Ainsi, nous mettons un accent particulier sur la façon dont l’orientation du montage est liée à l’organisation spatiale des structures du lobe optique. Nous décrivons trois stratégies de montage pour les cerveaux larvaires (antérieur, postérieur et latéral) et trois pour les cerveaux adultes (antérieur, postérieur et horizontal), chacune fournissant un angle optimal pour l’imagerie d’une population spécifique de progéniteurs du lobe optique ou neuropil.
1. Préparation des cerveaux larvaires pour l’imagerie confocale
2. Préparer le cerveau adulte à l’imagerie confocale
Des images confocales des lobes optiques larvaires et adultes montés dans les orientations décrites dans le protocole sont présentées à la figure 1 et à la figure 2.
La figure 1 montre des schémas et des coupes confocales représentatives de cerveaux larvaires positionnés dans les orientations antérieure, postérieure et latérale. Dans l’orientation antérieure montante, l’épithélium OPC (...
Dans ce protocole, nous décrivons une méthode pour immunocolorer les cerveaux des larves et des adultes de drosophile et les monter dans plusieurs orientations. Bien que des méthodes de coloration des cerveaux larvaires et adultes aient déjà été décrites 22,23,24,27,28, les stratégies de montage pour la visualisation optimale de structures spécifiques du lobe optique ont reçu moins d’attention28.
Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts financiers concurrents.
Nous tenons à remercier Claude Desplan d’avoir partagé avec nous une aliquote de l’anticorps Bsh. Les anticorps monoclonaux DE-Cadherin, Dachshund, Eyes Absent, Seven-up et Bruchpilot ont été obtenus à partir de la Developmental Studies Hybridoma Bank, créée par le NICHD du NIH et maintenue à l’Université de l’Iowa, Département de biologie, Iowa City, IA 52242. Ces travaux ont été financés par une subvention à la découverte du CRSNG accordée à T.E. U.A. est soutenu par une bourse d’études supérieures canadiennes Alexander-Graham-Bell du CRSNG. P.V. est soutenu par une bourse d’études supérieures de l’Ontario.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10x PBS | Bioshop | PBS405 | |
37% formaldehyde | Bioshop | FOR201 | |
Alexa Fluor 488 (goat) secondary | Invitrogen | A-11055 | use at 1:500 |
Alexa Fluor 555 (mouse) secondary | Invitrogen | A-31570 | use at 1:500 |
Alexa Fluor 647 (guinea pig) secondary | Invitrogen | A-21450 | use at 1:500 |
Alexa Fluor 647 (rat) secondary | Invitrogen | A-21247 | use at 1:500 |
Cover slips | VWR | 48366-067 | |
Dissecting forceps - #5 | Dumont | 11251-10 | |
Dissecting forceps - #55 | Dumont | 11295-51 | |
Dissection Dish | Corning | 722085 | |
Dry wipes | Kimbery Clark | 34155 | |
Goat anti-Bgal primary antibody | Biogenesis | use at 1:1000 | |
Guinea pig anti-Bsh primary antibody | Gift from Claude Desplan | use at 1:500 | |
Guinea pig anti-Vsx1 primary antibody | Erclik et al. 2008 | use at 1:1000 | |
Laboratory film | Parafilm | PM-996 | |
Microcentrifuge tubes | Sarstedt | 72.706.600 | |
Microscope slides | VWR | CA4823-180 | |
Mouse anti-dac primary antibody | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB) | mabdac2-3 | use at 1:20 |
Mouse anti-eya primary antibody | DSHB | eya10H6 | use at 1:20 |
Mouse anti-nc82 primary antibody | DSHB | nc82 | use at 1:50 |
Mouse anti-svp primary antibody | DSHB | Seven-up 2D3 | use at 1:100 |
Polymer Clay | Any type of clay can be used | ||
Rabbit anti-GFP | Invitrogen | A-11122 | use at 1:1000 |
Rat anti-DE-Cadherin primary antibody | DSHB | DCAD2 | use at 1:20 |
Slowfade mounting medium | Invitrogen | S36967 | Vectashield mounting medium ( cat# H-1000) can also be used |
Triton-x-100 | Bioshop | TRX506 |
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