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Method Article
Sistemas hematopoiéticas de mamífero Drosophila e compartilham muitas características comuns, tornando Drosophila um modelo genético atraente para estudar hematopoiese. Aqui demonstramos dissecção e montagem do principal órgão hematopoiético larval para imuno-histoquímica. Descrevemos também métodos para ensaiar vários compartimentos hematopoiéticos larvais incluindo hemócitos circulantes e células de cristal sésseis.
Existem muitos paralelos entre os sistemas hematopoiéticas de mamífero Drosophila e, apesar de Drosophila não têm a linhagem linfóide que caracterizam a imunidade adaptativa mamíferos. Drosophila e hematopoiese mamíferos ocorrem em espacial e temporalmente fases distintas para produzir várias linhagens de células sanguíneas. Ambos os sistemas manter reservatórios de progenitores de células de sangue com que se expandem ou substituem linhagens maduros. O sistema hematopoiético permite Drosophila e mamíferos para responder e se adaptar aos desafios do sistema imunológico. Mais importante, os reguladores de transcrição e de vias de sinalização que controlam a geração, manutenção e funcionamento do sistema hematopoiético são conservados a partir de moscas para mamíferos. Estas semelhanças Drosophila permitem a ser utilizado para o desenvolvimento hematopoiético e geneticamente modelo de doença.
Aqui nós ensaios detalhe para examinar o sistema hematopoiético de larvas de Drosophila. Dentroem particular, descrevemos métodos para medir o número de células de sangue e concentração, visualizar uma linhagem madura específica in vivo e realizar imuno-histoquímica em células sanguíneas em circulação e no órgão hematopoiético. Estes ensaios podem revelar alterações na expressão de genes e processos celulares, incluindo a sinalização, a sobrevivência, a proliferação, a diferenciação e a e podem ser utilizados para investigar uma variedade de questões relacionadas com a hematopoiese. Combinado com as ferramentas genéticas disponíveis em Drosophila, estes ensaios podem ser utilizados para avaliar o sistema hematopoiético em cima alterações genéticas definidas. Embora não seja especificamente descrito aqui, estes ensaios também podem ser utilizados para examinar o efeito de alterações ambientais, tais como infecção ou dieta, do sistema hematopoiético.
Os complexos mecanismos que regulam os factores de transcrição e as vias de sinalização que coordenam o desenvolvimento do sistema hematopoiético e que o mau funcionamento nas doenças hematológicas permanecem pouco compreendidos. Estes factores de transcrição e as vias de sinalização, bem como a sua regulação, são altamente conservados entre mamíferos a Drosophila e hematopoiese 1-5. Assim, o sistema hematopoiético de Drosophila representa um excelente modelo genético para definir os mecanismos moleculares que controlam a hematopoiese e doenças hematológicas subjacentes.
Semelhante a mamíferos, Drosophila gerar células sanguíneas, chamados hemócitos, em espacial e temporalmente distintas fases da hematopoiese. Tradicionalmente, a hematopoiese de Drosophila foi pensado para ser limitada a fases na mesoderme embrionária e no gânglio linfático larvar. Estudos recentes fornecem evidências de que a hematopoiese também ocorre em Clu sésseis larvalsters e no abdômen adulto 6-8. Todas as fases hematopoiéticas produzem dois tipos de hemócitos maduros: plasmatócitos e células de cristal. Plasmatócitos são células de macrófagos-like envolvidos na fagocitose, a imunidade inata, e cicatrização de feridas. células de cristal conter pro-fenoloxidases necessários para melanização, uma reacção utilizado nas respostas imunes de insectos e cicatrização de feridas. Hematopoiese larval pode gerar um terceiro tipo de hemócitos madura, um chamado lamellocyte, em resposta a certos desafios imunológicos tais como infecção parasitóides vespa 9,10. Lamellocytes são células grandes e aderentes que funcionam, em conjunto com plasmatócitos e células de cristal, para encapsular e neutralizar os ovos de vespa estabelecidas em larvas de Drosophila. Na ausência de parasitismo, lamellocytes não são encontradas no tipo selvagem larvas. massas melanotic assemelham melanizadas, ovos de vespa encapsulados; muitas estirpes mutantes de Drosophila desenvolver massas melanóticos na ausência de parasitismo. A presença de Lamellocitos e / ou massas melanóticos pode ser indicativo de anormalidades hematopoiéticas. Na verdade, o fenótipo de massa melanóticos foi usado para identificar genes e vias envolvidas na hematopoiese 11-14.
O sistema hematopoiético larval é a mais estudada até o momento. É composto de hemócitos circulantes na hemolinfa, aglomerados de hemócitos sésseis modelado sob a cutícula, e hemócitos residente no gânglio linfático. O gânglio linfático é uma série de lóbulos bilaterais ligados ao vaso dorsal. Cada lóbulo principal da glândula linfa é dividido em três zonas principais. A zona mais externa é conhecida como a zona cortical e contém amadurecimento hemócitos. A zona mais interior é chamado a zona medular e é composta de precursores de hemócitos quiescentes. A terceira zona, o centro de sinalização posterior, é um pequeno grupo de células na base do gânglio linfático que actuam como um nicho de células-tronco como. Os primeiros trabalhos estabelecida funções críticas para Notch 15-18 , Hedgehog 19,20, JAK-STAT 18 e atividade Wingless 21 para regular o desenvolvimento da glândula linfática larval. Estudos mais recentes têm demonstrado que a BMP 22, FGF-23 de Ras, e Hipopótamo 24,25 sinalização também funcionar dentro do gânglio linfático larvar.
Quatro ensaios hematopoiéticas larvais descritas aqui descrever 1) de medição de circulação concentração de hemócitos, definida como o número de células por unidade de volume, 2) isolamento e fixação hemócitos circulantes para imuno-histoquímica, 3) a visualização de células de cristal in vivo, e 4) de dissecação, de fixação e de montagem gânglios linfáticos para imuno-histoquímica. Estes ensaios podem ser usados como leituras hematopoiéticas para avaliar as funções e os regulamentos de vias de sinalização no sistema hematopoiético das larvas. Embora estes métodos tenham sido utilizados anteriormente no campo, documentação visual destes ensaios só recentemente começou 8,26-30. Várias publicações citadas aqui são de ajudaful recursos que descrevem métodos semelhantes e marcadores hematopoiéticas 26,31-33. Além disso, Trol e Viking são marcadores úteis da membrana linfático glândula porão.
1. Circulação Concentração hemócito
2. Circulating hemócito Imunohistoquímica
3. In Vivo de cristal celular melanização
4. larval linfa Gland Imunohistoquímica
NOTA: O gânglio linfático está localizada a aproximadamente um terço do comprimento a partir da extremidade anterior de uma larva ligeiramente abaixo do cérebro no lado dorsal. (Veja seta na Figura 3B). A glândula linfática flancos do vaso dorsal e é mais facilmente dissecado ligado ao hoo bocaks ou para o cérebro. Do tipo selvagem, glândulas linfáticas terceiro instar são estruturas muito pequenas; os lóbulos principais são cerca de 100-200 uM de comprimento. (Veja a Figura 4A).
5. Imagiologia
Solução | Composição | Armazenamento | Comentários |
1x PBS | cloreto de potássio / L 200 mg | temperatura do quarto | |
200 mg / L fosfato de potássio monobásico | |||
8,000 mg de cloreto de sódio / L | |||
1,150 mg / L de fosfato de sódio dibásico | |||
dH2O | |||
Fixador | 3,7% ou 7,5% de formaldeído em PBS 1x | temperatura ambiente no escuro | O formaldeído é tóxico. |
solução de permeabilização / diluente de anticorpo | 0,4% de Triton | 4 ° C | A fórmula padrão utiliza 0,4% de Triton, mas os autores utilizam 0,1% de Tween 20 com sucesso. Use para diluir os anticorpos primários e secundários de acordo com concentrações recomendadas dos provedores. |
5% de albumina de soro bovino, soro de cabra normal, ou normal, soro de burro | |||
1x PBS | |||
70% de etanol | 70% de etanol 200 proof em dH2O | temperatura do quarto | |
tampão de montagem | 0,5% galato N-propil | 4 ° C no escuro | N-propil galato é prejudicial. DAPI é um agente mutagênico. |
80% de glicerol | |||
Opcional: 1 ug / ml de DAPI (4 ', 6-diamidino-2-fenilindol) | |||
1x PBS | |||
0,1% PBST | 0,1% de Tween 20 em PBS 1x | temperatura do quarto | |
0,01% PBST | Diluição 1:10 de 0,1% PBST | temperatura do quarto |
Tabela 1. Soluções utilizadas no presente protocolo.
Circulando hemócito Concentração
Números de hemócitos aumentar ao longo do desenvolvimento larval 35. Para ilustrar que este método detecta diferenças nos números de hemócitos e concentração, independentemente da causa biológica, medimos as concentrações de hemócitos de larvas retardada e não retardada. Perda de hormona prothoracicotropic (PTTH) por ablação genética de neurônios produtores de PTTH (...
Após a alteração genética ou ambiental, os quatro métodos descritos aqui podem ser utilizados individualmente ou em conjunto para analisar processos distintos durante a hematopoiese, tais como sinalização, a sobrevivência, a proliferação, a diferenciação e a hematopoiese de Drosophila é um processo dinâmico.; o número de hemócitos por animal aumenta 35 e a expressão do gene e a estrutura do gânglio linfático muda 32 durante o desenvolvimento. Antes da realização do ens...
Os autores declaram que não têm interesses conflitantes ou financeiras.
We thank Matthew O'Connell, Maryam Jahanshahi, and Andreas Jenny for assistance. We thank István Andó for plasmatocyte-specific antibodies, Utpal Banerjee for dome-meso-EBFP2 flies, Julian Martinez-Agosto for antp>GFP flies, and Michael O'Connor for ptth and ptth>grim flies. These methods were developed with support by the Kimmel Foundation, the Leukemia & Lymphoma Society, NIH/NCI R01CA140451, NSF 1257939, DOD/NFRP W81XWH-14-1-0059, and NIH/NCI T32CA078207.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
PBS tablets | MP Biomedicals | 2810305 | |
dissecting dish | Corning | 7220-85 | |
microcentrifuge tube | Denville | C2170 | |
silicone dissecting pad, made from Sylgard 184 kit | Krayden (distributed through Fisher) | NC9644388 (Fisher catalog number) | Made in petri dish by mixing components of Sylgard elastomer kit according to manufacturer instructions. |
stereomicroscope | Morrell Instruments (Nikon distributor) | mna42000, mma36300 | Nikon models SMZ1000 and SMZ645 |
tissue wipe | VWR | 82003-820 | |
forceps | Electron Microscopy Sciences | 72700-DZ | |
p200 pipette | Eppendorf | 3120000054 | |
Countess Automated Cell Counter | Invitrogen | C10227 | |
Countess cell counting chamber slides | Invitrogen | C10283 | |
hemocytometer | Hausser Scientific | 3200 | |
trypan blue stain | Life Technologies | T10282 | |
formaldehyde | Fisher | BP531-500 | |
Triton | Fisher | BP151-500 | |
Tween 20 | Fisher | BP337-500 | |
bovine serum albumin | Rocky Mountain Biologicals | BSA-BSH-01K | |
normal goat serum | Sigma | G9023-10ML | |
normal donkey serum | Sigma | D9663-10ML | |
200 proof ethanol | VWR | V1001 | |
N-propyl gallate | MP Biomedicals | 102747 | |
glycerol | VWR | EM-4750 | |
DAPI (4’,6-diamidino-2-phenylindole) | Fisher | 62248 | |
6-well plate | Corning | 351146 | |
12-well plate | Corning | 351143 | |
microscope cover glass, 22 mm square | Fisher | 12-544-10 | |
microscope cover glass, 18 mm circular | Fisher | 12-545-100 | |
glass microscope slides | Fisher | 22-034-980 | |
thermal cycler | Eppendorf | E950010037 | Mastercycler EP Gradient S |
PCR tubes | USA Scientific | 1402-2700 | |
24-well plate | Corning | 351147 | |
disposable transfer pipet | Fisher | 13-711-9AM | |
fluorescence microscope | Zeiss | Axio Imager.Z1 |
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