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Method Article
* Estes autores contribuíram igualmente
Xenopus laevis proporciona um sistema de modelo ideal para o estudo da especificação célula destino e função fisiológica de células individuais da retina em cultura celular primária. Aqui apresenta-se uma técnica para dissecar os tecidos da retina e geração de culturas de células primárias que têm imagem para a actividade de cálcio e analisados por hibridação in situ.
O processo pelo qual a região anterior da placa neural dá origem à retina de vertebrados continua a ser um dos principais focos da investigação clínica e básica. Para além da óbvia importância médica para compreender e tratar doenças da retina, o desenvolvimento da retina de vertebrados continua a funcionar como um sistema modelo importante e elegante para compreender a determinação de células neuronais do tipo e da diferenciação 1-16. A retina neural é composto por seis tipos de células discretas (gânglio, fotorreceptores amácrinas, horizontal, células bipolares e células gliais de Müller) dispostos em camadas estereotipados, um padrão que é largamente conservada entre todos os vertebrados 12,14-18.
Enquanto estudava a retina no embrião intacto desenvolvimento é claramente necessária para a compreensão de como este órgão complexo desenvolve a partir de uma saliência do cérebro anterior em uma estrutura de camadas, há muitas questões que beneficiam from empregando abordagens utilizando cultura de células primária de presumíveis células da retina 7,19-23. Por exemplo, analisando as células a partir de tecidos removidos e dissociados em diferentes fases permite discernir o estado da especificação de células individuais, em diferentes fases de desenvolvimento, isto é, o destino das células na ausência de interacções com os tecidos vizinhos 8,19-22 ,24-33. Cultura primária de células também permite que o investigador para tratar a cultura com os reagentes específicos e analisar os resultados de um nível da célula individual 5,8,21,24,27-30,33-39. Xenopus laevis, um sistema modelo para o estudo clássico de desenvolvimento neural precoce 19,27,29,31-32,40-42, serve como um sistema particularmente adequado para a cultura de células da retina primário 10,38,43-45.
Tecido da retina presuntivo é acessível desde as primeiras fases de desenvolvimento, imediatamente após a indução neural 25,38,43. Além disso, dada ªem cada célula no embrião contém uma fonte de gema de ovo, as células da retina pode ser cultivada em um meio muito simples definidos que consistem de uma solução salina tamponada, eliminando assim os efeitos de confusão de incubação ou outros produtos à base de soro 10,24,44-45 .
No entanto, o isolamento do tecido da retina de tecidos circundantes e o processamento subsequente é um desafio. A seguir, apresentamos um processo para a dissecção e dissociação de células da retina em Xenopus laevis que serão utilizadas para preparar culturas de células primárias que, por sua vez, ser analisados para a actividade de cálcio e a expressão do gene com a resolução de células simples. Embora o tema apresentado neste artigo é a análise de transientes de cálcio espontâneas, a técnica é amplamente aplicável a uma grande variedade de questões de pesquisa e abordagens (Figura 1).
Todos os experimentos são realizados seguindo os protocolos aprovados pelo Animal Care Institucional e Comitê de uso no College of William and Mary. Estágios de desenvolvimento referenciados neste protocolo estão de acordo com Nieuwkoop e Faber 46.
1. Dissecação
Para a fase de embriões 25 anos ou menos:
Para os embriões mais velhos do que estágio 25:
2. Dissociação de tecidos e chapeamento de Células
Nota Importante - Ao transferir tecidos, não permitem a retina ou vesícula óptica para tocar todos os limites de ar-líquido, se isso ocorre, as células vão lise.
Nota: Se as imagens múltiplas de células devem ser tomadas ao longo da experiência, anexar uma grade (Cellattice) para o lado de baixo da placa de cultura forte, com uma pequena gota de super cola. Isto irá permitir que as imagens de células idênticas em orientações idênticas a serem tomadas em diferentes pontos do processo.
Nota Importante: A maioria das nossas experiências são fixos dentro de 6 horas de plaqueamento das células. A longevidade das células em cultura é dependente da fase em que o tecido foi dissecada e a quantidade de gema ainda presente nas células, as células dissecadas a partir de menores (fases neurula) permanecem saudáveis em cultura durante 5-6 dias, enquanto que as células adquirido embriões mais velhos (natação girinofases) irão permanecer viáveis em cultura durante 2-3 dias.
3. Imagem de cálcio 47-49
Este protocolo utiliza o cálcio sensíveis Fluo4 microscopia confocal e-AM para quantificar transientes de cálcio em células individuais. Todos os passos usando Fluo4-AM deve ser realizada ao abrigo da luz, como Fluo4-AM é sensível à luz. Todas as lavagens devem ser adicionados ou removidos utilizando uma micropipeta e p1000 aerossol resistentes dicas. A pipetagem deve ser feito lentamente e no sentido do bordo da placa para evitar perturbar as células. A mídia não é alterada porque as culturas são geralmente fixados em até 6 h de ser dissecado. Para longo prazo culturas, a mídia deve ser trocada diariamente.
Estes parâmetros irão resultar em um conjunto de 900 imagens fixas de quadro para cada intervalo de tempo. Actividade de cálcio pode então ser gravado através da análise de níveis de fluorescência ao longo do curso de tempo nas imagens (Figura 3B), com a utilização de uma aplicação de processamento de imagem, tais como ImageJ 50.
4. Fixação Células
Nota: O metanol pode também ser usado para estas lavagens e para armazenamento.
5. Hibridização in situ fluorescente (FISH)
As culturas podem ser analisadas utilizando o protocolo padrão de FISH para Xenopus como descrito 51, com modificações para a cultura de células, conforme descrito por Anderson na Lab 52. Modificações no Laboratório Anderson protocolo estão listadas abaixo. Todas as lavagens são realizadas nas placas de 35 mm de Nunclon volumes de cerca de 1 ml, a menos que indicado em contrário. As soluções são as definidas no Sive et al. 53, a menos que indicado em contrário.
Nota Importante: Não use fluoresceína marcados com sondas de RNA ao realizar hibridização in situ em células fotografada paraactividade de cálcio. Anticorpos anti-fluoresceína se ligará residual Fluo4-AM em células e pode provocar um sinal positivo em todas as células na cultura.
Dia 1: Permeabilização e Hibridação
Dia 2: a remoção da sonda Unbound e Incubação de anticorpos
Dia 3: Remoção de anticorpo não e Desenvolvimento de fluorescência
6. Imagem Resultados peixes e Co-registo com dados de imagem de cálcio
Exemplos de sucesso dissecados vesículas óticas (etapa 25) e retina (etapa 35) são mostrados nas Figuras 2E e 2J. Embora este protocolo pode ser utilizado em várias fases de desenvolvimento, é essencial para se obter apenas o tecido da retina para garantir a precisão para outras experiências. Remova cuidadosamente a epiderme em todas as etapas e garantir que seus fórceps não perfurar o tecido da retina. Na fase de 35 anos ou mais, a lente pode ser vista como uma camada transparente sobre a reti...
Com os seus tipos de células bem caracterizadas que são conservados entre todos os vertebrados, a retina é um modelo útil para o estudo dos processos moleculares, celulares que regulam a especificação celular e diferenciação do tipo. Cultura celular primária proporciona um método poderoso para a investigação de uma grande variedade de processos, incluindo a expressão de genes, a dinâmica de proteínas, e de cálcio e actividade eléctrica no nível de resolução única célula. Aqui apresentamos uma técn...
Não há conflitos de interesse declarados.
Nós graciosamente agradecer ao Dr. John Hayes para scripts; drs. Eric Bradley e Christopher Del Negro para a assistência com a microscopia confocal, de Drew Hughes, Laura Odorizzi, Alex Garafalo, Rebecca Lowden, e Liz MacMurray por seu trabalho no desenvolvimento do projeto e fornecer dados preliminares, o Dr. Greg Smith para sugestões úteis sobre a análise estatística. Este trabalho foi financiado por uma bolsa do NIH (NINDS IR15N5067566-01) para MSS e do Howard Hughes Medical Institute Science Education Grant para o College of William and Mary.
Name | Company | Catalog Number | Comments | |||||||||||||||||||||
Nome do reagente | Companhia | Número de catálogo | ||||||||||||||||||||||
Para dissecções e cultura | ||||||||||||||||||||||||
BD Falcon fáceis de aderência de tecido placas de cultura, 35 mm | Pescador | 08-772A | ||||||||||||||||||||||
Pratos descartáveis de Petri de poliestireno, 60 x 15 mm | Pescador | 0875713A | ||||||||||||||||||||||
35 milímetros Nunclon superfície pratos de Petri (com Airvent) | Pescador | 12-565-91 | ||||||||||||||||||||||
Dumont Fina Fórceps (Dumostar # 55) | Pescador | NC9341917 | ||||||||||||||||||||||
Cellattice Micro-governado lamela de plástico, 25 mm | Pescador | 50-313-17 | ||||||||||||||||||||||
Etil-m-aminobenzoato metanossulfonato de sal (MS-222) | MP Biomedicals, LLC | 103106 | ||||||||||||||||||||||
Sulfato de gentamicina | Enzo Ciências da Vida | 380-003-G025 | ||||||||||||||||||||||
Gibco tripsina (1:250) Pó | Life Technologies | 27250-018 | ||||||||||||||||||||||
Colagenase B a partir de Clostridium histolyticum | Roche | 11088831001 | ||||||||||||||||||||||
Penicilina-Estreptomicina | Gibco | 15140-122 | ||||||||||||||||||||||
Sulfato Azul do Nilo (opcional) | Pfaltz & Bauer | N05550 | ||||||||||||||||||||||
500 ml Sistema de Vácuo Garrafa filtro / Storage, de 0,22 Pore 33,2 centímetros Membrana CN 2 | Corning | 430758 | ||||||||||||||||||||||
For Imaging Cálcio | ||||||||||||||||||||||||
Fluo-4 AM 1 mM em solução de DMSO, Cell Permanente | Life Technologies | F-14217 | ||||||||||||||||||||||
Solução de Pluronic F-127 a 10% em água | Life Technologies | P-6866 | ||||||||||||||||||||||
LSM 510 Sistema de microscópio confocal | Zeiss | Modelo descontinuado | ||||||||||||||||||||||
Bloqueio de Reagente | Roche | 11096176001 | ||||||||||||||||||||||
Para a hibridização fluorescente in situ (FISH) | ||||||||||||||||||||||||
Anti-digoxigenina-Pod, Fab Fragments | Roche | 11207733910 | ||||||||||||||||||||||
Anti-DNP-HRP Antibody | Perkin-Elmer | NEL747A | ||||||||||||||||||||||
Cy3NHS éster | GE Healthcare | PA13101 | ||||||||||||||||||||||
NHS-Fluorescein | Thermo Scientific | 46409 | ||||||||||||||||||||||
Formamida desionizada, | Amresco | 0606-950mL | ||||||||||||||||||||||
Torula RNA, Tipo IX | Sigma-Aldrich | R3629 | ||||||||||||||||||||||
Sal de sódio da heparina, da mucosa intestinal suína | Sigma-Aldrich | H3393-250KU | ||||||||||||||||||||||
CHAPS | Sigma-Aldrich | C3023 | ||||||||||||||||||||||
Tabela 2. Reagentes específicos e de equipamento. | ||||||||||||||||||||||||
Soluções. * Gentamicina, um antibiótico, é usado em soluções de nossos MMR enquanto penicilina e estreptomicina são utilizados em meios de cultura nossos. |
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