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Method Article
* Questi autori hanno contribuito in egual misura
Xenopus laevis fornisce un sistema modello ideale per studiare il destino specificazione delle cellule e la funzione fisiologica delle singole cellule retiniche in colture cellulari primarie. Presentiamo qui una tecnica per la dissezione e la generazione di tessuti retinici colture cellulari primarie che vengono esposte ad attività calcio e analizzati mediante ibridazione in situ.
Il processo attraverso il quale la regione anteriore della piastra neurale dà luogo alla retina dei vertebrati continua ad essere uno degli obiettivi principali della ricerca, sia clinica e di base. Oltre alla ovvia rilevanza medica per capire e trattare malattie retiniche, lo sviluppo della retina dei vertebrati continua a servire come sistema modello importante ed elegante per la determinazione neuronale tipo comprensione e differenziazione 1-16. La retina neurale si compone di sei tipi di cellule discrete (ganglio, fotorecettori amacrine, orizzontale,, cellule bipolari e cellule gliali Müller) disposte a strati stereotipati, un modello che è in gran parte conservata tra tutti i vertebrati 12,14-18.
Mentre studiava la retina di un embrione in via di sviluppo è chiaramente intatta necessario per capire come questo organo complesso si sviluppa da una sporgenza del prosencefalo in una struttura a strati, ci sono molte domande che beneficiano from impiegando approcci utilizzando colture primarie di cellule presunte cellule retiniche 7,19-23. Ad esempio, analizzando le cellule da tessuti rimossi e dissociati in diverse fasi permette di distinguere lo stato di specificazione di singole cellule a diversi stadi di sviluppo, cioè, il destino delle cellule in assenza di interazioni con i tessuti vicini 8,19-22 ,24-33. Coltura cellulare primaria permette anche al ricercatore di trattare la cultura con reagenti specifici e analizzare i risultati a livello di singola cellula 5,8,21,24,27-30,33-39. Xenopus laevis, un sistema classico modello per lo studio dei prime fasi dello sviluppo neurale 19,27,29,31-32,40-42, serve come un sistema particolarmente adatto per coltura di cellule della retina primario 10,38,43-45.
Presunto tessuto retinico è accessibile sin dalle prime fasi di sviluppo, subito dopo l'induzione neurale 25,38,43. Inoltre, dato thad ogni cellula nell'embrione contiene una fornitura di tuorlo, cellule retiniche possono essere coltivate in un mezzo molto semplici definiti costituiti da una soluzione salina tamponata, eliminando così gli effetti confondenti di incubazione o altri prodotti a base di sieri 10,24,44-45 .
Tuttavia, l'isolamento del tessuto retinico dai tessuti circostanti e la successiva elaborazione è impegnativo. Qui, presentiamo un metodo per la dissezione e la dissociazione di cellule retiniche in Xenopus laevis che verranno utilizzati per preparare colture cellulari primarie che, a sua volta, essere analizzati per attività di calcio e l'espressione genica a risoluzione di singole cellule. Mentre l'argomento presentato in questo documento è l'analisi di transienti di calcio spontanee, la tecnica è ampiamente applicabile ad una vasta gamma di domande di ricerca e approcci (Figura 1).
Tutti gli esperimenti sono effettuati sulla base di protocolli approvati dalla cura degli animali e del Comitato Istituzionale uso presso il College of William and Mary. Stadi di sviluppo fa riferimento in questo protocollo sono secondo Nieuwkoop e Faber 46.
1. Dissezione
Per la fase embrioni 25 o più giovani:
Per gli embrioni più vecchi di tappa 25:
2. Dissociazione di tessuti e di cellule placcatura
Nota importante - Durante il trasferimento di tessuti, non consentono la retina o vescicola ottica per toccare i confini aria-liquido, se questo si verifica le cellule lisi.
Nota: Se più immagini delle cellule devono essere prese durante l'esperimento, collegare una griglia (Cellattice) alla parte inferiore della piastra di coltura con una piccola goccia di colla. Ciò consentirà immagini di cellule identiche a orientamenti identici da adottare in diversi punti della procedura.
Nota importante: la maggior parte dei nostri esperimenti sono fissati entro 6 ore di placcatura cellule. La longevità delle cellule in coltura dipende la fase in cui il tessuto è stato dissezionato e la quantità di tuorlo ancora presente nelle cellule, cellule dissezionati da giovane (stadi neurula) rimanere sano in coltura per 5-6 giorni, mentre le cellule acquisita anziani embrioni (nuoto girinofasi) rimarrà valida in coltura per 2-3 giorni.
3. Calcio Imaging 47-49
Questo protocollo utilizza calcio-sensitive Fluo4 microscopia confocale-AM e quantificare transienti di calcio in cellule singole. Tutte le fasi che utilizzano Fluo4-AM deve essere eseguita al riparo dalla luce, come Fluo4-AM è sensibile alla luce. Tutti i lavaggi devono essere aggiunti o rimossi con una micropipetta P1000 e aerosol resistenti punte. Pipettare fatto lentamente e verso il bordo della lastra per non disturbare le cellule. Il supporto non è cambiato perché le culture sono generalmente fissati entro 6 ore di essere sezionato. Per il lungo termine le culture, i media dovrebbero essere cambiata ogni giorno.
Questi parametri si tradurrà in una serie di 900 immagini fisse telaio per ogni periodo di tempo. Attività calcio può essere registrata analizzando i livelli di fluorescenza più immagini Naturalmente il tempo (Figura 3B) con l'uso di un'applicazione di elaborazione delle immagini, come ImageJ 50.
4. Fissaggio Celle
Nota: metanolo può essere utilizzato anche per questi lavaggi e per l'archiviazione.
5. Ibridazione in situ fluorescente (FISH)
Le culture possono essere analizzati utilizzando il protocollo standard per la FISH Xenopus come descritto 51 con le modifiche per colture cellulari, come indicato dal Laboratorio Anderson 52. Le modifiche al protocollo Lab Anderson sono elencati di seguito. Tutti i lavaggi vengono condotti su piastre da 35 mm Nunclon in volumi di circa 1 ml, se non diversamente specificato. Le soluzioni sono quelli definiti Sive et al 53. Se non diversamente specificato.
Nota importante: Non utilizzare marcato con fluoresceina sonde di RNA durante l'esecuzione di ibridazione in situ su cellule per creare immaginiattività calcio. Gli anticorpi anti-fluoresceina legherà Fluo4-AM residua nelle cellule e può causare segnale positivo in tutte le cellule in coltura.
1 ° giorno: Permeabilization e ibridazione
2 ° giorno: La rimozione della sonda non legate e incubazione dell'anticorpo
3 ° giorno: La rimozione di anticorpi non legati e lo sviluppo di fluorescenza
6. Risultati di immagini FISH e co-registrati con dati di immagini di calcio
Esempi di successo sezionati vescicole ottiche (fase 25) e retine (fase 35) sono mostrati nelle figure 2E e 2J. Mentre questo protocollo può essere utilizzato in diverse fasi di sviluppo, è fondamentale per ottenere solo tessuto retinico per assicurare la precisione per ulteriori esperimenti. Rimuovere con cura l'epidermide in tutte le fasi e garantire che i pinza non forare la retina. In fase di 35 anni o più, la lente può essere vista come uno strato trasparente sopra la retina e può essere r...
Con i suoi tipi di cellule ben caratterizzati che si conservano in tutti i vertebrati, la retina fornisce un modello utile per lo studio dei processi molecolari-cellulari che regolano tipo di specifica e la differenziazione cellulare. Coltura cellulare primaria offre un metodo potente per indagare un'ampia gamma di processi tra espressione genica, dinamica della proteina, e di calcio e attività elettrica a livello di singola cellula risoluzione. Qui vi presentiamo una tecnica semplice per colture cellulari primarie...
Nessun conflitto di interessi dichiarati.
Abbiamo gentilmente Ringraziamo il Dott. John Hayes per gli script, Drs. Eric Bradley e Christopher Del Negro per l'assistenza con la microscopia confocale, Drew Hughes, Laura Odorizzi, Alex Garafalo, Rebecca Lowden, e Liz MacMurray per il loro lavoro nello sviluppo del progetto e la fornitura di dati preliminari, il dottor Greg Smith per suggerimenti utili per l'analisi statistica. Questo lavoro è stato finanziato da una sovvenzione del NIH (NINDS IR15N5067566-01) per MSS e un Howard Hughes Medical Institute Science Education Sovvenzione al College of William and Mary.
Name | Company | Catalog Number | Comments | |||||||||||||||||||||
Nome del reagente | Azienda | Numero di catalogo | ||||||||||||||||||||||
Per le dissezioni e coltivando | ||||||||||||||||||||||||
BD Falcon Facile Grip tessuti piatti Cultura, 35 mm | Pescatore | 08-772A | ||||||||||||||||||||||
Monouso in polistirolo piastre di Petri, 60 x 15 mm | Pescatore | 0875713A | ||||||||||||||||||||||
35 millimetri di superficie Nunclon piastre Petri (con Airvent) | Pescatore | 12-565-91 | ||||||||||||||||||||||
Dumont fine Pinza (Dumostar # 55) | Pescatore | NC9341917 | ||||||||||||||||||||||
Cellattice Micro-governato coprioggetto in plastica, 25 mm | Pescatore | 50-313-17 | ||||||||||||||||||||||
Ethyl-m-aminobenzoate metansolfonato Salt (MS-222) | MP Biomedicals, LLC | 103106 | ||||||||||||||||||||||
Gentamicina solfato | Enzo Life Sciences | 380-003-G025 | ||||||||||||||||||||||
Gibco tripsina (1:250) in polvere | Life Technologies | 27250-018 | ||||||||||||||||||||||
Collagenasi B da Clostridium histolyticum | Roche | 11088831001 | ||||||||||||||||||||||
Penicillina-Streptomicina | Gibco | 15140-122 | ||||||||||||||||||||||
Nilo Azzurro Solfato (opzionale) | Pfaltz & Bauer | N05550 | ||||||||||||||||||||||
500 ml vuoto filtro / System Storage bottiglia, 0,22 micron pori 33,2 centimetri 2 membrana CN | Corning | 430758 | ||||||||||||||||||||||
Per Imaging di calcio | ||||||||||||||||||||||||
Fluo-4 AM 1 Soluzione mM in DMSO, Cell permanente | Life Technologies | F-14217 | ||||||||||||||||||||||
Soluzione Pluronic F-127 10% in acqua | Life Technologies | P-6866 | ||||||||||||||||||||||
LSM 510 Sistema microscopio confocale | Zeiss | Modello fuori produzione | ||||||||||||||||||||||
Reagente Bloccante | Roche | 11096176001 | ||||||||||||||||||||||
Per ibridazione fluorescente in situ (FISH) | ||||||||||||||||||||||||
Anti-Digoxigenin-POD, Frammenti Fab | Roche | 11207733910 | ||||||||||||||||||||||
Anti-DNP-HRP Anticorpo | Perkin-Elmer | NEL747A | ||||||||||||||||||||||
Cy3NHS estere | GE Healthcare | PA13101 | ||||||||||||||||||||||
NHS-Fluoresceina | Thermo Scientific | 46409 | ||||||||||||||||||||||
Formammide, deionizzata | Amresco | 0606-950ml | ||||||||||||||||||||||
Torula RNA, Tipo IX | Sigma-Aldrich | R3629 | ||||||||||||||||||||||
Sale di sodio eparina, dalla mucosa intestinale suina | Sigma-Aldrich | H3393-250KU | ||||||||||||||||||||||
CHAPS | Sigma-Aldrich | C3023 | ||||||||||||||||||||||
Tabella 2. Reagenti e attrezzature specifiche. | ||||||||||||||||||||||||
Solutions. * Gentamicina, un antibiotico, è utilizzato nelle nostre soluzioni MMR, mentre la penicillina e la streptomicina sono utilizzate nelle nostre terreni di coltura. |
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