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Method Article
Drosophila Schneider (S2), le cellule sono un sistema sempre più popolare per la scoperta e l'analisi funzionale dei geni. Il nostro obiettivo è quello di descrivere alcune delle tecniche microscopiche, che le cellule S2 ad un sistema sempre più importante sperimentale.
Il sistema sperimentale ideale sarebbe economico e facile da mantenere, suscettibile di una varietà di tecniche, e sarebbe sostenuto da una vasta letteratura e la sequenza del genoma del database. Colture di cellule di Drosophila S2, il prodotto di dissociato 20-24 ore embrioni vecchio 1, in possesso di tutte queste caratteristiche. Di conseguenza, le cellule S2 sono estremamente adatti per l'analisi dei processi cellulari, tra cui la scoperta dei geni che codificano per i componenti molecolari del processo o meccanismo di interesse. Le caratteristiche delle cellule S2 che sono più responsabili per la loro utilità è la facilità con cui vengono gestiti, la loro squisita sensibilità a doppio filamento (ds) RNA-mediata interference (RNAi), e la loro trattabilità di microscopia a fluorescenza come sia vivo o fissa cellule.
S2 cellule possono essere coltivate in una varietà di supporti, tra cui un certo numero di basso costo, disponibili in commercio, completamente definito, privo di siero dei media 2. Inoltre, crescono in modo ottimale e rapido a 21-24 ° C e può essere coltivato in una varietà di contenitori. A differenza delle cellule dei mammiferi, le cellule S2 non richiedono un ambiente regolamentato, ma invece fare bene con l'aria normale e può anche essere mantenuto in contenitori sigillati.
Completando la facilità di RNAi in cellule S2 è la capacità di analizzare facilmente fenotipi sperimentalmente indotta dalla fase o microscopia a fluorescenza di cellule fisse o dal vivo. Cellule S2 crescere in cultura come un monostrato unico, ma non vengono visualizzati inibizione da contatto. Al contrario, le cellule tendono a crescere in colonie nelle culture dense. A bassa densità, le culture S2 cresciuti su vetro o dei tessuti trattati con la cultura di plastica sono rotonde e vagamente-attached. Tuttavia, la citologia delle cellule S2 può essere notevolmente migliorata inducendoli ad appiattire estensivamente da colture brevemente su una superficie ricoperta con la lectina, concanavalina A (ConA) 3. Cellule S2 può anche essere stabilmente transfettate con marcatori fluorescenti-tag alle strutture etichetta o organelli di interesse in cellule vive o fissi. Pertanto, lo scenario consueto per l'analisi microscopica delle cellule è questa: primo, le cellule S2 (che può possedere transgeni di esprimere marcatori tag) sono trattati con RNAi per eliminare una proteina bersaglio (s). Tempo di trattamento RNAi può essere regolata per tener conto delle differenze di proteine turn-over cinetica e di ridurre al minimo il trauma cellulare / morte se la proteina bersaglio è importante per la vitalità. Successivamente, le cellule trattate vengono trasferiti in un piatto contenente un coprioggetto preverniciato con Ancona per indurre le cellule a diffondere e strettamente aderire al vetro. Infine, le cellule sono ripreso con la scelta del ricercatore di modalità di microscopia. Cellule S2 sono particolarmente buoni per gli studi che richiedono la visualizzazione estesa di cellule vive da quando queste cellule rimanere in buona salute a temperatura ambiente e l'atmosfera normale.
1. Preparazione cellule S2 per microscopia
Schneider cellule S2 sono stati ricavati da embrioni trypsinized fine di Oregon R Drosophila. Cultura originale Schneider consisteva in una miscela di tipi di cellule, ma è diventato più omogeneo con il passaggio continuo 1. Sono stati descritti come macrofagi come (sono fagocitarie) con hemocyte-come l'espressione genica. Cellule S2 può essere ottenuto dalla ATCC, DGRC, o Invitrogen.
A. Selezione del mezzo di crescita
Un certo numero di mezzi di comunicazione sono stati usati per le cellule cultura S2. Nessuno dei mezzi di comunicazione di seguito indicate richiedono un 5% di CO 2 nell'atmosfera.
B. Cultura condizioni
Cellule S2 sono facili da mantenere in condizioni di temperatura e le condizioni normali di laboratorio atmosfera. Quando l'imaging dal vivo le cellule S2 per tempi più lunghi, le cause primarie di morte cellulare sono la disidratazione e la foto-tossicità. La disidratazione è facilmente prevenuti mantenendo medie sufficiente nel piatto del microscopio. Foto-tossicità è un problema più complicato che richiede al minimo l'esposizione cumulativa delle cellule 'ad alta intensità, ad alta energia luce mentre l'imaging una frequenza tale da catturare eventi interessanti con un'adeguata risoluzione spaziale e temporale.
2. Microscopia di cellule S2
A. microscopia cellulare dal vivo
Noi utilizziamo microscopi invertiti per visualizzare dal vivo le cellule S2 placcato sul fondo di vetro piatti. Il fondo di vetro piatti descritti di seguito non mancherà di tenere le cellule in una condizione molto simile alla loro condizione normale coltura, e permette anche di cellule vive da esaminare mediante microscopia-grade di vetro.
B. microscopio delle cellule fisso
3. Limitazioni / problemi
Come per qualsiasi sistema sperimentale, ci sono delle limitazioni per l'uso di cellule S2. In primo luogo, una coltura di cellule S2 tipicamente presentano un basso indice mitotico (circa l'1% nel siero privo di media), mentre gli indici mitotico per molte linee cellulari di mammiferi sono trasformati fino a 10 volte più alta. Pertanto, per gli studi di fenotipi mitotico, colture di cellule S2 richiedono una ricerca più tempo per trovare le cellule opportunamente messa in scena. In secondo luogo, per lo studio del ciclo cellulare, trattamenti farmacologici sono molto efficaci ad arrestare le cellule S2 durante le fasi specifiche del ciclo cellulare. Tuttavia, composti che hanno reversibile del ciclo cellulare effetti arrestando in colture di cellule di mammifero non facilmente washout in cellule S2. Così, i protocolli per la sincronizzazione delle cellule proliferanti S2 non sono state stabilite. In terzo luogo, le cellule S2 non sono migratori né presentare caratteristiche epiteliali.
4. Risultati attesi
Il punto più venduto per le cellule S2 è la loro utilità come sistema modello. Sono particolarmente utili per valutare le funzioni cellulari della vostra proteina di interesse: cellule S2 sono trattati da dsRNA RNAi utilizzando che è facilmente (e relativamente a buon mercato), sintetizzati in laboratorio, e servono anche per l'analisi di cellule vive e di immunofluorescenza di cellule fissate . Inoltre, un vantaggio chiave per le cellule S2 è la facilità con cui possono essere mantenute in laboratorio, utilizzando relativamente poco costoso mezzo privo di siero e nessun tessuto cultura incubatrice.
Un tipico esperimento comporterebbe placcatura cellule S2 in un apposito contenitore coltura dei tessuti (ad esempio, un 6 o 96 pozzetti), aggiungendo fatti in casa dsRNA ai pozzi, e quindi mantenere le culture come bersaglio le proteine vengono gradualmente esaurite da RNAi. A seconda delle proteine bersaglio stanno esaurendo, le cellule possono mostrare un cambiamento morfologico e / o comportamentali a causa della proteina bersaglio knock-down. Il tempo necessario per ridurre l'espressione della proteina bersaglio al minimo è specifico per la proteina e deve essere determinato mediante Western blotting.
Normalmente le cellule S2 non aderiscono strettamente alla plastica o vetro, e questo potrebbe rappresentare un problema per gli esperimenti che richiedono l'esame al microscopio delle cellule trattate. Tuttavia, le cellule S2 può essere indotto a spianare estensivamente da semplicemente placcatura su una superficie ricoperta con la lectina, concanavalina A (ConA). Entro un'ora dalla placcatura in Cona, la maggior parte delle cellule hanno perso il loro aspetto arrotondato come risultato di diffondere ampiamente sulla superficie Cona (Figura 1). Le cellule sono ora pronti per ulteriori elaborazioni (per esempio, la fissazione e immunostaining) o l'osservazione microscopica di cellule vive.
S2 cellule possono anche essere transfettate (utilizzando una varietà di reagenti chimici o elettroporazione) a uno transitoriamente esprimere un gene esogeno o di incorporare stabilmente il gene nel genoma (creando così una linea cellulare che mantiene il gene esogeno attraverso ripetute divisioni). Trasfezioni può servire a molti scopi, come espressione di proteine fluorescenti tag segno che le strutture di interesse fisso o in cellule vive (Figura 2), o che sono utilizzati come esca in esperimenti in vivo di pull-down o immunoprecipitazione, ecc
Il metodo di analisi dipende, couRSE, sulla questione biologica quali si indirizza l'esperimento. Un metodo comune di analisi di RNAi cellule trattate con S2 è immunofluorescenza di cellule fissa (Figura 3). Per esempio, immunofluorescenza è tipicamente usato con genoma schermi di librerie gene Drosophila per identificare rapidamente le proteine con attività interessanti in vivo. L'analisi può essere fatta più elaborata contemporaneamente riducono proteine bersaglio più in cellule S2 al fine di esaminare le potenziali interazioni funzionali tra le proteine bersaglio. E l'analisi può essere estesa a cellule vive, per osservare l'effetto di RNAi sui processi dinamici. Anche in questo caso, le cellule S2 sono particolarmente adatte per questo tipo di analisi perché possono placcati in ConA rivestite il fondo di vetro piatti e visualizzati per molte ore su un microscopio invertito senza la necessità di una camera climatica.
Figura 1. Immagini a contrasto di fase (20x) di cellule S2 dopo placcatura su un A-rivestito concanavalina con fondo di vetro piatto. I numeri indicano i minuti dopo la placcatura. Si noti che le cellule diventano fase scuro come si appiattiscono sulla bolla di copertina patinata. Appiattimento delle cellule è evidente da 15 minuti (frecce) ed è sostanzialmente completo da 60 min. Pannello di destra: l'immagine ingrandita di cellule allegata; i loro margini estesi e appiattito sono chiaramente visibili (punta di freccia). Scala grafica (per i quattro pannelli a sinistra), 20 micron.
Cellule Figura 2. S2 transitoriamente transfettate con una fusione costruzione composto da nucleophosmin (un marker per il nucleo) fuso con il fluoroforo, eGFP (verde). Queste cellule sono state placcate in un ConA rivestite il fondo di vetro piatto, e poi ripreso con DIC e epifluorescenza. Scala grafica, 15 micron.
. Figura 3 celle fisso S2 immunostained per PLP (verde, un marker centriolo), microtubuli (rosso), e Hoechst-macchiato (blu) per i cromosomi. Prima di fissazione e immunostaining, le cellule sono state sottoposte a un giorno 4-trattamento con RNAi di controllo o RNAi per knock-down malattie croniche, un chinesina-come proteina che promuove la pole del mandrino "fuoco" 4. Si noti la strombato poli del fuso e disorganizzato mandrini nelle cellule trattate con malattie croniche RNAi. Scala grafica, 2,5 micron.
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Per il settore della biologia cellulare, un sistema ideale dovrebbe essere poco costoso da mantenere, facile da manipolare, e suscettibili di una varietà di tecniche. Cellule di Drosophila S2 soddisfare questi requisiti, e quindi hanno rapidamente diventato il sistema di scelta per un numero crescente di cellulari laboratori di biologia.
Abbiamo presentato una breve panoramica dei metodi per preparare le cellule S2 per microscopia. Una virtù notevole di cellule S2 è il fatto che ...
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Questo lavoro è stato sostenuto in parte dal National Cancer Institute P30 CA23074, l'American Cancer Society Research istituzionali di Grant 74-001-31, e l'Univ. dell'Arizona GI SPORE (NCI / NIH CA9506O).
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
S2 cells | ATCC | CRL-1963 | http://www.atcc.org/ |
S2 cells | DGRC | stock number 6 | https://dgrc.cgb.indiana.edu/ |
S2 cells | Invitrogen | R690-07 | |
Sf900 II | Invitrogen | 10902-096 | serum-free medium |
HyClone SFX-Insect | Thermo Fisher Scientific, Inc. | SH30278 | serum-free medium |
Insect-Xpress | BioWhittaker | 12-730 | serum-free medium |
Schneider’s S2 medium | Invitrogen | 11720-034 | Add 10% (final) heat-inactivated FBS to make complete medium. |
Fetal bovine serum | Invitrogen | 10438026 | heat inactivated |
100x antibiotic solution | MP Biomedicals | 91674049 | contains penicillin (10000 U/mL), streptomycin (10000 μg/mL), and amphotericin B (25 μg/mL) |
Concanavalin A | MP Biomedicals | 195283 | |
Formaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 15714 | 32% solution |
Methanol | Mallinckrodt Baker Inc. | 9049 | anhydrous, ACS grade |
Molecular sieves | Acros Organics | 19724 | type 3A |
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