Method Article
繊毛の開発は適切な器官形成に不可欠です。このプロトコルでは、ラベルを付けると、ゼブラフィッシュの繊毛細胞を可視化する最適化されたメソッドについて説明します。
近年、ゼブラフィッシュ胚は胚子宮 exと光透過性などの特徴により発生生物学を研究する人気モデルとして登場しました。特に、ゼブラフィッシュ胚研究 multiciliated 細胞 (MCC) の開発と同様に、脊椎動物の腎臓器官形成に重要な生物になりました。ゼブラフィッシュ胚性腎センターを視覚化するには、我々 は蛍光その場全体マウント交配 (魚) の複合的なプロトコルを開発しているし、全体高分解能イメージングを可能にする蛍光抗体法 (IF) をマウントします。本稿では、共同様々 な系統の因子の発現を通じて発達プログラムの制御を理解するツールとして RNA 転写産物やタンパク質をローカライズするための手法について説明します。
過去数十年にわたってゼブラフィッシュ (動脈分布) は、発生生物学を研究するプライム モデル生物として浮上しています。胚は母親以外の開発と光学的透過的です。また、目、腎臓、脳などの重要な器官の形成はちょうど 24 時間後受精 (hpf) によって形成された構造を持つ急速に発生します。重要なは、ゼブラフィッシュのゲノムが哺乳類1,2,3保存性が高い。さらに、ゼブラフィッシュと哺乳類の臓器と同様の解剖学と生理学があります。ゼブラフィッシュ胚の腎臓、または pronephros、初期のなかでもと脊椎動物のネフロン4,の保存された上皮細胞集団の運命決定の間に遺伝子の機能を調べるためのモデル システムの値を示してください。5,6,7,8,9,10します同様に、ゼブラフィッシュ胚の MCCs11,12,13,14,15,の個体発生を調べることでますます重要になっている。16,17。
その名の通り、MCCs は上皮細胞の頂端表面17に位置する繊毛の束によって特徴付けられます。ゼブラフィッシュ、MCCs 液流機能、24 hpf11,12,13,14、 、pronephros の各ネフロンの中間を通してファッションのような「霜降り」に分散しています。15,16,17. ひと腎臓の病気症例18,19,20,21MCCs、脳など他の哺乳類の組織で普及している彼らは、ほんの一握りで指摘されているが、気管22,23,24、実験的なデザインの課題を提起します。ゼブラフィッシュを含む様々 な脊椎動物モデルでエレガントな研究は、クライアント開発12,17,25 阻害剤としてシグナル伝達経路の切り込みと MCC 運命の保存された経路を示しています。、26,27。したがって、ゼブラフィッシュ pronephros クライアント開発生体内で11,12,13,14,の遺伝子のメカニズムを勉強する簡単にアクセスできるモデルについて説明します15,16,17。
透明性とゼブラフィッシュ胚の遺伝的操作を容易、初期胚1,2 の開発、組織の成長、細胞の運命を制御する遺伝学的および分子経路を検討するとき非常に貴重な特性であると証明します。 ,3。タンパク質と遺伝子の転写産物の in situハイブリダイゼーションなど全体の場合のマウントを視覚化する、されているに適用しゼブラフィッシュ16,28,29のために最適化された、このような伝統的な手法として 30,31,32,33,34,35,36,37,38。魚の場合は人気のあるプロトコルを組み合わせて、ラベル、MCCs体内の16,28,37,38を分析することが可能です。
次のプロトコルは、ゼブラフィッシュ大人維持し、ノートルダム大学でゼブラフィッシュ研究センターの世話を使用します。ゼブラフィッシュ大人と胚を操作するためのすべてのメソッドは、機関動物ケアおよび使用委員会によって承認されました。
1. 胚の固定
2. 胚の準備および交配
3. ホット洗浄およびブロック
注: ホット洗浄は、胚の適切なソリューションを置くと、ハイブリダイゼーション オーブン 70 ° C で培養によって実行されます。70 ° C で洗浄ソリューションを維持、ハイブリダイゼーション オーブンに各ソリューションの 50 mL チューブに配置場合プローブ/Hyb + 混合物を追加。
4. 抗体の孵化とマレイン酸バッファー洗浄
注意: 胚の周囲の光から保護します。
5. プローブの検出およびペルオキシダーゼの除去
注意: 胚の周囲の光から保護します。
6. 蛍光抗体法
注意: 胚の周囲の光から保護します。
7. 二次抗体
注意: 胚の周囲の光から保護します。
8. DAPI 染色
注意: 胚の周囲の光から保護します。
9. マウントおよびゼブラフィッシュ Pronephros イメージング
野生型ゼブラフィッシュ胚が 24 で固定した hpf と前述のようにすぐに準備します。図 1は、選択したイラスト段階に沿って実験ワークフローを示しています。1-8 の手順に従ってワークフローにはサンプル調達、固定、およびアンチセンス riboprobes 続いて興味のラベル蛋白への蛍光抗体法と内因性のトラン スクリプトにラベルを付ける固定組織の操作のプロセスが含まれます。ワークフローのステップ 9 は、取り付けとイメージング ゼブラフィッシュ胚性幹の可視化を最適化するために特別に設計された技術を指します。ステップ 9 に付随する図面では、スライド ガラス上の組織を配置するための操作方法を示しています。このステップでスライド ガラスと coverslip の間に配置される横尾を残して胚の頭と卵黄のボールは削除されます。卵黄のボール自動蛍光を発するし、実装プロセスを妨害、pronephros の MCC 住民の最高のイメージング卵黄のボールとヘッドの取り外しが示唆されました。
図 2を示しています 60 倍の倍率で同じ野生型胚と同じ倍率でデジタル ズームは、共焦点顕微鏡を用いた代表的な像を提供しています。下の 2 つのパネルはこれらの画像データの複合のオーバーレイ、上部パネルは、個々 のチャンネルのイメージを提供します。(左列のイメージ) の白いボックスは、デジタル ズーム (右列の画像) のフォーカスとなっている区域をについて説明します。デジタル ズームの最後のパネルで強調表示, 核を DAPI でラベル付けしたそして Mcc は、 odf3b γ-チューブリン抗体を示す基底の体、α-チューブリンを示します繊毛を認識するように設計されたアンチセンス riboprobe に基づいて検出されました。複合のオーバーレイのデジタル ズーム、黄色の破線の円は、 odf3bの成績証明書、複数の基底ボディと繊毛の所持のため検出されたクライアント センターの境界を示します。単一の体温と単一の繊毛を有するの表現型に基づく黄色点線の円が付いた、隣接のモノラル繊毛細胞が確認されました。
図 1: 実験フローチャートのスケマティック。これは雪が冷たいインキュベーションをことを示しますの重要な段階のイラストが伴う実験ワークフローのフローチャートに示します、3 本の曲線を表す熱、および時計は長いインキュベーション時間を表します。プロトコルで説明したように、長い時間の期間にわたっていくつかの手順を実行できますが、6 日間 (プロセスの各ステージの右上隅に番号を参照)、最低でワークフローを実行できます。実装プロセスの詳細な描写は、スライド ガラスと coverslip の最終的なマウントされた胚の尾を示す、描画されます。黒破線のボックスは、60 倍の倍率で撮影である区域をについて説明します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2: ゼブラフィッシュ pronephros の MCCs を可視化結果を代表します。イメージの最大投影倍率と同じ胚の 60 倍の倍率で共にデジタル ズーム X 60 24 hpf 野生型ゼブラフィッシュ胚の。白いボックスは、ズームの焦点領域を示します。DAPI (核)、 odf3b (MCCs)、γ-チューブリン (基底ボディ)、α-チューブリン (繊毛) の個々 の汚れは貼付し、下の二つのパネルにマージされます。デジタル ズームで我々 は次のようにセルの位置の近似を提供: 黄色破線の円によってクライアント センターを囲まれ、黄色点線の丸モノ繊毛細胞の概要を説明します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
上記の詳細なプロトコルは、 odf3bトラン スクリプトと α-チューブリン 24 hpf ゼブラフィッシュ胚における pronephros の MCCs のラベルに最適です。最良の結果は、新鮮な固定および準備された胚を使用することをお勧めします。固定と 1 週間以上-20 ° C でメタノールまたは Hyb + のいずれかで保存されている胚は、胚をストレージに保持する時間の増加を汚す不要なバック グラウンドの確率が使用できます。
変更とトラブルシューティングのこの技術の特定のマーカー、その他のアンチセンスの riboprobes やその他の抗体などの他のスイーツのこのメソッドに合わせて必要です。全台紙の in situハイブリダイゼーション過程でステップのパラメーターを調整するための多くの方法がされている31,34,36,38、私たちのグループで以前記載されています。 39。同様に、各蛋白質抗体染色時間の面でいくつかのトラブルシューティングが必要になります、希釈、各一次抗体の孵化時間のおおよその範囲が文書化された結果28,の評価によって算出された最高35。 24 歳未満の胚の hpf、pK の治療は 2 分より短くなるはずどこ 24 より古い胚 2 分より長いため pk hpf を扱う必要があります。また、胚 24 より古い hpf は pK 治療前に、色素の漂白する必要があります。
蛍光染色液で染色後、メタノールや過酸化水素洗浄のシリーズを実行することによって、任意の残りの汚れ、抗体およびペルオキシダーゼを削除するが重要です。PBS 洗浄直後は胚から過剰なメタノールを削除に不可欠です。重要なは、IF 抗体を前に、我々 はアセトンと脱イオン水洗浄胚互いおよび/または遠沈管に付着しにくいことを発見しました。私たちの経験、特定のトランスクリプション要因および他の遺伝子のための抗体効率的に働くことがありますけれども西部のしみ、ゼブラフィッシュのよく動作しません。ただし、α-チューブリンと β-カテニンなどの非常に節約された、豊富な蛋白質は場合16,37のゼブラフィッシュでうまく動作しないでください。
魚、まだのゼブラフィッシュ特異抗体を持っていない遺伝子の RNA 転写産物を視覚化することが可能です。このプロトコルによって示されるように場合魚を組み合わせることによって、RNA 転写産物やタンパク質の共局在は見られる生体内で(図 2) できます。プロトコルの柔軟な性質により、様々 な RNA 転写産物と多数の組織および時間ポイントにおけるタンパク質の可視化のための迅速なトラブルシューティングできます。ゼブラフィッシュ胚のすでに尊敬の特性と組み合わせることで、魚 + 場合のこのプロトコルは発達経路制御する遺伝子および重要なタンパク質発現を探検する別のツールを提供します。
著者が明らかに何もありません。
この作品は一部インスタントスキルし国立科学財団大学院研究フェローシップ号助成金 R01DK100237 によって支えられました。DGE-1313583 に A.N.M.また、大学の科学夏学部研究フェローシップ ・ プログラム調印への支援に感謝します。自分専用のケア私たちのゼブラフィッシュのノートルダム大学でゼブラフィッシュ研究センターに感謝したいと思います。また、生物科学専攻だけでなく、彼らのサポートと貴重な洞察力のすべての研究室のメンバーに感謝したいと思います。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
non-specific protease mixture solution | Roche | 11459643001, pronase from Streptomyces griseus | Dilute in E3 without methylene blue to make 50mg/mL stock solution; store at -20°C |
E3 solution | Dilute 50X E3 (250 mM NaCl, 8.5 mM KCl, 16.5 mM CaCl2, 16.5 mM MgSO4 in distilled water) in distilled water; add 1 x 10-5 M methylene blue (sigma M9140) to inhibit contamination | ||
tricaine (ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate) | Fluka | A5040-250G | To make a 0.2% stock solution, dissolve 1 g of tricaine powder in 10 mL Tris, pH 9.5 and distilled water up to 500 mL |
embryo dishes | VWR | 351029 | |
5 mL glass vials | Wheaton | 225012 | |
disposable plastic Pasteur pippettes | VWR | 414004-004 | |
4% paraformaldehyde (PFA) solution | Electron Microscopy Services | 19210 | Dissolve 4% PFA in 1X PBS and bring to a boil under a fume hood. Cool and aliquot, then store at -20°C. Do not refreeze once thawed for use. |
10X PBS | American Bioanalytical | AB11072 | Dilute in distilled water to make a 1X stock |
Tween-20 stock | American Bioanalytical | AB02038 | Make a 0.1% Tween-20 stock by diluting in distilled water. |
1X phosphate buffered saline with 0.1% Tween 20 (PBST) | Sigma | P9416 | 0.1% Tween-20 in 1X PBS |
methanol (MeOH) | Sigma | 34860-4L | |
proteinase K | Roche | 3115879001 | Dissolve in distilled water to make a 10 mg/mL stock; aliquot and store at -20°C |
flat bottom microcentrifuge tubes | VWR | 87003-300; 87003-298 | |
formamide | American Bioanalytical | AB00600 | store at -20°C |
hybridization solution (HYB+) | 50% formamide, 5X SSC, 0.1% Tween-20, 5 mg/mL yeast torula RNA, 50 μg/μL heparin; store at -20°C | ||
hybridization oven | Fisher Scientific | 13-247-10Q | |
20X saline-sodium citrate (SSC) buffer solution | American Bioanalytical | AB13156 | dilute in distilled water to make 2X and 0.2X stocks |
blocking reagent solution | Roche | 11096176001 | dilute in maleic acid buffer to make a 10% stock solution; store at 4°C |
maleic acid buffer solution | Sigma | M0375 and S7653 | 150mM maleic acid, 100mM NaCl (pH 7.5) |
anti-Digoxigenin-POD, Fab fragments | Roche | 11207739910 | store at 4°C |
Cy3 fluorescent staining solution | PerkinElmer, Inc. | NEL744001KT, TSA Plus Cyanin3 system | store at 4°C; prepare staining solution fresh by making a 1:50 dilution of TSA reagent (dissolved in 60 uL of DMSO) in the kit buffer |
Hydrogen peroxide (H2O2) | Sigma | H1009-500mL | store at 4°C |
molecular grade distilled water (ddH2O) | Mediatech | 25-055-CM | |
acetone | American Bioanalytical | AB00636-01000 | store an aliquot at -20°C |
DMSO | American Bioanalytical | AB00435-01000 | |
fetal bovine serum (FBS) | Gibco | 10438-034 | aliquot and store at -20°C |
monoclonal anti-acetylated tubulin clone 6-11B-1 | Sigma-Aldrich | T6793 | aliquot and store at -20°C |
anti-γ-tubulin anitbody produced in rabbit | Sigma-Aldrich | T5192 | aliquot and store at -20°C |
odf3b cDNA clone MGC:63985 | OpenBiosystems | IMAGE:6792478 | store bacterial glycerol stock at -80°C |
NaCL | American Bioanalytical | AB01915-05000 | |
Alexa flour 647 goat anti-rabbit IgG | Life Technologies | A21245 | store at 4°C; protect from light |
Alexa fluor 488 goat anti-mouse IgG | Life Technologies | A11029 | store at 4°C; protect from light |
DAPI | Life Technologies | D1306 | aliquot and store at -20°C |
glass slide | Thermo-Fisher | 4445 | |
glass coverslip | Thermo-Fisher | 12-540A | 18 x 18 mm |
fine forceps | Roboz | RS-1050 | Dumont Tweezers Pattern #55 |
mounting media | Polysciences, Inc. | 18606, Aqua-Poly/Mount | store at 4°C |
confocal microscope and associated software | We use a Nikon C2plus Confocal Microscope with NIS-elements AR software | ||
rocker | Bio-Rad | 1660710EDU |
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