A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
פרוטוקול זה מציג צעדים שננקטו לניתוח השחלות בפלנריות המים המתוקים, Schmidtea mediterranea. השחלות המנותחות תואמות לניתוח חיסוני נוגדנים וניתוח אולטרה-סטרוקטורלי עם מיקרוסקופ אלקטרונים תמסורת כדי לחקור את הביולוגיה התאית של הביציות והתאים הסומטיים, ומספקות עומק ואיכות הדמיה שלא היו נגישים בעבר.
נגישות לתאי נבט מאפשרת חקר התפתחות תאי נבט, מיוזה ורקומבינציה. הביוטיפ המיני של פלנרית המים המתוקים, Schmidtea mediterranea, הוא מודל רב עוצמה של חסרי חוליות לחקר המפרט האפיגנטי של תאי נבט. בניגוד למספר הגדול של האשכים ותאי הנבט הגבריים, הביציות הפלנריות קשות יחסית לאיתור ולבדיקה, שכן יש רק שתי שחלות, שבכל אחת מהן 5-20 ביציות. לוקליזציה עמוקה יותר בתוך הגוף הפלנרי והיעדר רקמות אפיתל מגינות גם מאתגרים לנתח את השחלות הפלנריות ישירות.
פרוטוקול זה משתמש בשלב קיבוע קצר כדי להקל על לוקליזציה ודיסקציה של שחלות פלנריות לניתוח במורד הזרם כדי להתגבר על קשיים אלה. השחלה המנותחת מתאימה לבדיקה אולטרה-סטרוקטורלית על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים תמסורת (TEM) ונוגדנים חיסוניים. טכניקת הדיסקציה המתוארת בפרוטוקול זה מאפשרת גם ניסויי הפרעה גנטית, שבהם השחלות נבדקות בתנאי RNA interference (RNAi) שונים. גישה ישירה לתאי הנבט השלמים בשחלה המושגת על ידי פרוטוקול זה תשפר מאוד את עומק ואיכות ההדמיה ותאפשר חקירה תאית ותת-תאית של ביולוגיה של ביציות.
אנטומיה פלנרית נבדקה באמצעות TEM ברקמות רבות 1,2,3,4,5,6. עם זאת, תשומת לב מועטה ניתנה לשחלות או לביציות. מיעוט ספרות הביציות נובע בחלקו מהקושי לגשת לתאים אלה, מה שמשאיר את הביולוגיה של הביציות הפלנריות כמעט בלתי נחקרת. כלים מולקולריים חשפו מנגנוני בקרה רבים של התפתחות השחלות בפלנריות באמצעות מיקרוסקופ אור או פלואורסצנטיות 7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20 . כל הניסויים הללו בוצעו על תולעים שלמות או על חלקים היסטולוגיים של תולעים שלמות. פרוטוקולי צביעת הנוגדנים וההכלאה באתרם על תולעים שלמות כרוכים בשלבי הלבנה, שטיפה וניקוי רקמות נרחבים, שגוזלים זמן רב ויימשכו מספר ימים.
מטרת העל של השיטה המתוארת כאן היא להנגיש שחלות וביציות פלנריות שלמות ומנותחות, אשר יסירו את הצורך בהלבנה או בחתך היסטולוגי ויקצרו את זמן השטיפה וניקוי הרקמה בהכתמת נוגדנים ובהכלאה ממוקדת. השחלות המנותחות ישפרו גם את חדירת הגשושית או הנוגדנים ויגדילו את עומק ואיכות ההדמיה עבור מיקרוסקופ אור ואלקטרונים. הנגישות לשחלות ולביציות המנותחות מאפשרת מחקר ביולוגי של התא ברזולוציה תאית ותת תאית עם ביציות שלמות שלמות. מחקר שנערך לאחרונה על שחלות פלנריות מנותחות אפיין לראשונה מיוזה ביצית פלנרית עם TEM ומיקרוסקופ קונפוקלי21. העבודה סיפקה תיאור מקיף של תופעה חדשה במהלך המיוזה הנקראת שלפוחית מעטפת גרעינית.
כאן, אנו מציגים את ההליכים המפורטים בנתיחת השחלות הפלנריות. שלב קיבוע הספיק כדי לשמר את מבנה תאי השחלה לצורך דיסקציה ומניפולציה במורד הזרם (כלומר, עיבוד לניתוח TEM ומיקרוסקופ אור). בהתחשב בדמיון שלהם בתוכניות הגוף ובארכיטקטורת הרקמות, פרוטוקול זה צריך להיות אינפורמטיבי באופן נרחב גם לחקר הביציות וגרעיניהן בכמה מינים אחרים של Platyhelminthes (למשל, הסוג Dugesia או Polycelis). פרוטוקול זה ככל הנראה אינו רלוונטי עבור Macrostomum lignano בשל גודלם הקטן וארכיטקטורת הגוף השקופה כמעט, שתאפשר תצפית ישירה על השחלה והביציות 22,23,24. אזור הגוף המכיל את השחלות ניתן להבחנה אופטית רבה יותר (למשל, פיגמנט כהה יותר או פיגמנט בהיר יותר) במינים מסוימים (למשל, Dugesia ryukyuensis 9,25) מאשר S. mediterranea. מחקרים במינים אלה יכולים להסתמך פחות על ההנחיות לאיתור השחלות ב- S. mediterranea המוצגות כאן, אך לנצל את תנאי הקיבוע והדיסקציה.
1. הכנה
2. איסוף שחלות
3. קיבוע עבור TEM
4. עיבוד דגימה עבור TEM
5. אולטרה מיקרוטומיה
6. איסוף וניתוח נתונים
7. צביעת נוגדנים
השיטה המוצגת כאן תוארה על ידי Guo et al.21. המפתח לדיסקציה מוצלחת הוא לזהות נכון את פיגמנטציית השחלה ואת מדריכי המיקום. האסטרטגיה של השיטה היא לעבור מעמדות רחבות למיקום מסוים. ראשית, כדי להשיג זאת, הסתמכו על דפוסי פיגמנטציה גביים וגחונים (איור 1A,B
הליכים מבוססי קיבוע אלה לניתוח שחלות פלנריות יקלו על הבנת מיוזה של ביציות, כמו גם התפתחות והתחדשות השחלות. גודל הביציות והתאים התומכים הסומטיים שלהן יכול לנוע בין 20 מיקרומטר ל-50 מיקרומטר. שיטות מבוססות דיסקציה יספקו נגישות לתאים שלמים של שחלה בודדת ששיטות חתך או מבוססות...
למחברים אין מה לחשוף.
העבודה נתמכה על ידי המכון הרפואי הווארד יוז (LK ו- ASA) וקרן הלן היי ויטני (LHG).
ניתן לגשת לנתונים המקוריים העומדים בבסיס כתב יד זה ממאגר הנתונים המקוריים של Stowers בכתובת http://www.stowers.org/research/publications/libpb-1628
Name | Company | Catalog Number | Comments |
16% paraformaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 15710 | EM grade |
2% aqueous OsO4 | Electron Microscopy Sciences | 19152 | |
50% glutaraldehyde | Electron Microscopy Sciences | 16320 | EM grade |
Digital Micrograph | Gatan Inc. | Version 2.33.97.1, TEM data collection | |
Epon resin | Electron Microscopy Sciences | 14120 | Embed 812 Kit, liquid, epoxy resin |
Ethanol | Ted Pella | 19207 | Denatured |
Hoechst 33342 | Thermo Fisher Scientific | H3570 | |
Horse serum | Sigma | H1138 | |
Lead Acetate | Electron Microscopy Sciences | 6080564 | |
MilliQ water | reverse-osmosis treated water | ||
N-Acetyl-L-cysteine | Sigma | A7250 | |
Parafilm | sigma | P7793 | |
Prolong Diamond Antifade Mountant | Thermo Fisher Scientific | P36965 | |
Propylene oxide | Electron Microscopy Sciences | 75569 | EM grade |
Proteinase K | Thermo Fisher Scientific | 25530049 | |
Toluidine blue O | Electron Microscopy Sciences | 92319 | |
Transmission Electron Microscope | FEI | Tecnai G2 Spirit BioTWIN | |
Uranyl acetate | Electron Microscopy Sciences | 541093 |
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