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Method Article
여기서, 우리는 후기 배아 초파리 남성 생식선을 생생하게 이미지화하는 데 필요한 해부 프로토콜을 제공한다. 이 프로토콜은 정상적인 조건 하에서 또는 트랜스제닉 또는 약리학적 조작 후에 동적 세포 과정의 관찰을 허용할 것이다.
Drosophila melanogaster male embryonic gonad는 생식 세포 발달, piRNA 생물학 및 틈새 형성을 포함하되 이에 국한되지 않는 발달 생물학의 다양한 측면을 연구하는 데 유리한 모델입니다. 여기에서, 우리는 생체 내 라이브 이미징이 매우 비효율적 인 기간 동안 생식선 ex vivo 영상을 생중계하는 해부 기술을 제시한다. 이 프로토콜은 배아를 이미징 접시로 옮기고, 적절하게 준비된 수컷 배아를 선택하고, 구조적 무결성을 유지하면서 주변 조직에서 생식선을 해부하는 방법을 설명합니다. 해부 후, 생식선은 공초점 현미경을 사용하여 이미징되어 동적 세포 과정을 시각화 할 수 있습니다. 해부 절차는 정확한 타이밍과 손재주가 필요하지만 일반적인 실수를 예방하는 방법과 이러한 문제를 극복하는 방법에 대한 통찰력을 제공합니다. 우리가 아는 한, 이것은 초파리 배아 생식선에 대한 첫 번째 해부 프로토콜이며, 그렇지 않으면 접근 할 수없는 시간 동안 라이브 이미징을 허용합니다. 이 기술은 약리학적 또는 세포형 특이적 트랜스제닉 조작과 결합하여 그들의 자연적인 생식선 환경에서 세포 내 또는 세포 사이에서 발생하는 임의의 동적 과정을 연구할 수 있다.
Drosophila melanogaster 고환은 많은 역동적 인 세포 과정에 대한 우리의 이해를위한 패러다임으로 사용되었습니다. 이 모델에 대한 연구는 줄기 세포 분열 조절 1,2,3, 생식 세포 발달4,5, piRNA 생물학 6,7,8 및 틈새 줄기 세포 신호 전달 사건9,10,11,12,13에 대해 밝혀 냈습니다. 이 모델은 유전적으로 견인성이 있고 14,15 이고 자연 환경3,16,17,18에서 줄기 세포를 생생하게 볼 수 있는 몇 안되는 곳 중 하나이기 때문에 유리하다. 그러나이 모델의 라이브 이미징은 성인 조직과 초기 배아 단계로 제한되어 틈새 시장이 처음 형성되고 기능하기 시작하는 정확한 단계 인 후기 배아의 생식선 역학에 대한 지식에 틈을 남겼습니다.
후기 단계의 배아 생식선은 구형으로, 전방의 체세포 틈새 세포와 더 많은 후부 영역에 걸쳐 체세포 생식선 세포에 의해 경화 된 생식 세포(19)로 구성됩니다. 이러한 장기는 초기 배아 단계 1717,20,21까지 생체내에서 생포상화될 수 있다. 추가 이미징은 대규모 근육 수축의 시작으로 인해 예방됩니다. 이러한 수축은 너무 심해서 이미징 프레임에서 생식선을 밀어 내며 이미징 소프트웨어로는 이러한 움직임을 수정할 수 없습니다. 우리 실험실은 라이브 이미징을위한이 애매한 기간 동안 발생하는 틈새 형성의 메커니즘을 공개하는 데 관심이 있습니다. 따라서, 우리는 배아 단계 16에서 시작하는 생식선을 살아있는 이미지화하기 위한 생체외 접근법을 생성하여, 생식선 발달의 이 중요한 기간 동안 세포 역학에 대한 연구를 용이하게 하였다. 우리 실험실의 이전 연구는이 생체 외 영상이 생체 내 생식선 발달17을 충실하게 되풀이한다는 것을 보여줍니다. 이 기술은 초파리 배아 생식선에 대한 최초이자 유일한 종류입니다.
여기에서, 우리는 후기 배아 단계 동안 생식선의 생체외 생생 영상화에 필요한 해부 프로토콜을 제시한다. 이러한 프로토콜은 약리학적 치료, 또는 생식선 내 특정 세포 계보의 형질전환 조작과 조합될 수 있다. 이 기술을 사용하여, 우리는 줄기 세포 틈새 형성17의 단계를 성공적으로 이미지화했습니다. 따라서이 이미징 접근법은 자연 환경15,17 내에서 실시간으로 틈새 형성의 초기 단계를 시각화 할 수 있기 때문에 줄기 세포 생물학 분야에 도움이됩니다. 이 방법은 줄기 세포 생물학 분야에 유익하지만, 세포 재배열 22, 세포 부착2,12,23 및 세포 이동 23을 포함하여이 발달 시점 동안 생식선에서 발생하는 임의의 동적 과정을 시각화하는 데 추가로 적용 가능합니다. 따라서 이 해부 프로토콜은 많은 근본적인 세포 생물학적 과정에 대한 우리의 이해를 향상시킬 것이다.
1. 전일 해부 준비
2. 배아 채취—해부 전 15~17시간
3. 해부 당일 준비
4. 해부
참고: 이러한 단계는 스테레오 형광 현미경으로 수행해야 합니다.
5. 이미징
우리는 "해부 준비의 날"에 설명 된 바와 같이 그림 1의 이미징 접시의 준비를 보여줍니다. 이러한 방법은 궁극적으로 덮개 슬립 스트립에 잘 수화 된 배아를 발생시켜야하며, 이는 일시적으로 접시의 바닥에 고정되고 링거 용액에 잠겨 있습니다 (그림 1F). 다이아몬드 팁 나이프를 사용하면 22mm x 22mm 커버 슬립을 서너 개의 작은 스트립으로 깨끗하게 슬?...
생식선 형성 동안, 배아 생식선, 특히 남성 생식선(15) 내의 줄기 세포 틈새는 급속한 형태 학적 변화를 겪습니다. 이러한 역동적 인 변화의 기초가되는 발달 메커니즘은 라이브 이미징 기술을 통해 가장 잘 이해됩니다. 그러나, 배아 단계 17에서, 생식선의 생체내 영상화는 대규모 근육 수축(17)의 시작에 의해 불가능하게 된다. 이 프로토콜을 통해 우리는 ?...
저자는 공개 할 것이 없습니다.
이 프로토콜의 초기 개발에 상당한 기여를 한 Lindsey W. Plasschaert와 Justin Sui에게 감사드립니다. 저자들은 시약에 대한 관대함에 대한 비행 공동체, 특히 루스 레만과 벤자민 린에게 출판 전에 nos5'-Lifeact-tdtomato p2a tdkatushka2 Caax nos3' 라인을 선물한 것에 대해 감사하고 있습니다. Bloomington Drosophila Stock Center (NIH P40OD018537)로부터 얻은 주식을 본 연구에 사용하였다. 이 작업은 NIH RO1 GM060804, R33AG04791503 및 R35GM136270 (S.D)뿐만 아니라 교육 보조금 T32GM007229 (B.W.) 및 F32GM125123 (L.A.)에 의해 지원되었습니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alfa Aesar Tungsten wire | Fisher Scientific | AA10408G6 | 0.25mm (0.01 in.) dia., 99.95% (metals basis) |
D. melanogaster: His2Av::mRFP1 | Bloomington Drosophila Stock Center (BDSC) | FBtp0056035 | Schuh, Lehner, & Heidmann, Current Biology, 2007 |
D. melanogaster: nos-lifeact::tdtomato | Gift from Ruth Lehmann Lab | Lin, Luo, & Lehmann, Nature Communications, 2020: nos5'- Lifeact-tdtomato p2a tdkatushka2 Caax nos3' | |
D. melanogaster: P-Dsix4-eGFP::Moesin | FBtp0083398 | Sano et al., PLoS One, 2012 | |
Diamond-tipped knife | |||
Double-sided tape | Scotch | 665 | |
Fetal Bovine Serum | GIBCO | 10082 | |
Imaging dish | MatTek | P35GC-1.5-14-C | |
Imaging software | Molecular Devices | MetaMorph Microscopy Automation and Image Analysis Software v7.8.4.0 | |
Insulin, bovine | Sigma | l0516 | Store aliquots at 4 °C |
Needle holder | Fisher Scientific | 08-955 | |
Nytex basket | |||
Penicillin/streptomycin | Corning | 30-002-Cl | |
Ringer's solution | 2 mM MgCl2, 2 mM CaCl2, 130 mM NaCl, 5mM KCl, 36 mM Sucrose, 5mM Hepe’s Buffer; adjusted with NaOH until pH of 7.3 is achieved | ||
Schneider's Insect Media | GIBCO | 21720-024 |
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