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Method Article
* Estes autores contribuíram igualmente
Xenopus girinos oferecem uma plataforma única para investigar a função do sistema nervoso em vivo. Descrevemos as metodologias para avaliar o processamento das informações olfativas em vida Xenopus larvas em condições normais de criação ou após lesão.
Xenopus girinos oferecem uma plataforma única para investigar a função do sistema nervoso. Eles oferecem várias vantagens experimentais, tais como a acessibilidade para inúmeras abordagens de imagem, técnicas eletrofisiológicas e ensaios comportamentais. O sistema olfativo do girino de Xenopus é particularmente adequado para investigar a função das sinapses estabelecido durante o desenvolvimento normal ou reformado após lesão. Aqui, descrevemos as metodologias para avaliar o processamento das informações olfativas em vida Xenopus larvas. Nós esboçamos uma combinação de medições in vivo de respostas de cálcio pré-sináptica em glomérulos do bulbo olfatório com ensaios de comportamento olfativo-interativa. Métodos podem ser combinados com a transecção dos nervos olfativos para estudar a religação de conectividade sináptica. Experimentos são apresentados usando animais selvagem-tipo e geneticamente modificados, expressando GFP aos jornalistas em células do sistema nervoso central. Aplicação das abordagens descritas para girinos geneticamente modificados pode ser útil para desvendar as bases moleculares que definem o comportamento de vertebrados.
Xenopus girinos constituem um excelente modelo animal para estudar a função normal do sistema nervoso. Transparência, um genoma completamente sequenciado1,2e acessibilidade às técnicas cirúrgicas, eletrofisiológicas e de imagem são propriedades exclusivas de Xenopus larvas que permitem investigar funções neuronais in vivo3 . Algumas das várias possibilidades experimentais deste modelo animal são ilustradas pelos estudos aprofundados realizados em girino sistemas sensorial e motor4,5,6. Um circuito neuronal particularmente bem adaptado para estudar muitos aspectos do processamento no nível das sinapses de informações é o girino de Xenopus sistema olfativo7. Em primeiro lugar, sua conectividade sináptica é bem definida: neurônios olfactory do receptor (ORNs) projeto para o bulbo olfactório e estabelecer contatos sinápticos com dendritos de células mitral/adornou dentro glomérulos para gerar mapas de odor. Em segundo lugar, suas ORNs são continuamente gerados pelo neurogênese durante toda a vida para manter a funcionalidade dos caminhos olfativos8. E em terceiro lugar, porque o sistema olfativo mostra uma grande capacidade regenerativa, os girinos Xenopus são capazes de reformar inteiramente seu bulbo olfatório após ablação9.
Neste trabalho, descrevemos a abordagens que combinam imagens de glomérulos olfativos em girinos vivos com experimentos comportamentais para estudar a funcionalidade das vias olfativas. Os métodos detalhados aqui foram usados para estudar a recuperação funcional de conectividade glomerular no bulbo olfatório depois de transecção do nervo olfatório10. Dados obtidos em girinos Xenopus são representativos dos vertebrados desde processamento olfativo é evolutivo conservada.
Os métodos descritos são exemplificados usando X. tropicalis , mas eles podem ser facilmente implementados em X. laevis. Apesar do maior tamanho de adulto X. laevis, ambas as espécies são notavelmente semelhantes durante a fase de girino. As principais diferenças residem no nível do genoma. X. laevis exibe pobre rastreabilidade genética, determinada principalmente pelo seu genoma allotetraploid e tempo de geração longo (aproximadamente 1 ano). Em contraste, x. tropicalis é mais passível de modificações genéticas, devido ao seu menor tempo de geração (5-8 meses) e o genoma diploide. Os experimentos representativos são ilustrados por animais selvagem-tipo e três diferentes linhas transgénicas: Hb9:GFP (X. tropicalis), NBT:GFP (X. tropicalis) e tubb2:GFP (X. laevis).
As metodologias descritas no trabalho atual devem ser consideradas juntamente com a genética avança no campo Xenopus . A simplicidade e a fácil implementação das técnicas apresentadas torna particularmente útil para avaliar mutantes já descrito11, bem como linhas de Xenopus geradas pelo CRISPR-Cas9 tecnologia12. Também descrevemos um procedimento cirúrgico utilizado para transecto nervos olfativos que podem ser implementados em qualquer laboratório tendo acesso para girinos de Xenopus . As abordagens utilizadas para avaliar as respostas de cálcio pré-sináptica e comportamento olfativo guiadas exigem equipamentos específicos, embora disponível a um custo moderado. Metodologias são apresentadas em uma forma simples de promover seu uso em grupos de pesquisa e poderiam definir as bases dos ensaios mais complexos implementando melhorias ou pela associação a outras técnicas, ou seja,, abordagens histológicas ou genéticas.
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Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de ética de pesquisa animal na Universidade de Barcelona.
Nota: Girinos de X. tropicalis e X. laevis são criados de acordo com os métodos padrão13,14. Água de girino é preparada pela adição de sais comerciais (ver Tabela de materiais) para água obtida por osmose reversa. Condutividade é ajustada para ∼700 µS e ∼1, 400 µS para girinos de X. tropicalis e X. laevis , respectivamente. As larvas podem ser obtidas através de acasalamento natural ou fertilização in vitro,14. Os embriões são dejellied com 2% de que l-cisteína preparado em 0.1 x Marc modificado Ringers (MMR). 1 x MMR contém (em mM): NaCl 100, 2 KCl, 1 MgSO4, 2 CaCl2, 5 HEPES, 0.1 EDTA, pH 7,8. As larvas são transferidas após 2 – 3 dias (fase 25) para tanques de 2 L com água de girino. Quando os girinos chegarem fase 40 dos critérios Nieuwkoop-Faber (NF)15, eles são colocados em tanques de 5 L e mantidos em uma densidade de 10 animais/L. temperatura é mantida constante a 23 – 25 ° C e 18 – 20 ° C para X. tropicalis e X. laevis girinos, respectivamente. Os animais encontrados em fases 48 – 52 dos critérios NF são utilizados para experimentos.
1. a transecção dos nervos olfativos
2. rotulagem de neurônios Olfactory do Receptor com indicadores de cálcio fluorescente
3. preparação dos girinos para geração de imagens ao vivo das respostas pré-sináptica
4. viver por imagem da pré-sináptica Ca2 + alterações em glomérulos olfativos
Nota: O procedimento da imagem latente é descrito para a microscopia de campo amplo, mas pode ser facilmente adaptado a um microscópio confocal, ajustando as configurações de aquisição. Imagem latente deve efectuar-se em um microscópio vertical montado sobre uma mesa de antivibração.
5. ensaio de comportamento olfativo-guiado
Nota: Um diagrama esquemático da configuração para a realização do ensaio é mostrado na Figura 3.
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Neste trabalho, apresentamos uma combinação das duas abordagens complementares para executar na vivo estudo da funcionalidade do sistema olfativo Xenopus girino: eu) um método de imagem pré-sináptica Ca2 + altera em glomérulos de viver girinos usando um indicador fluorescente de cálcio e ii) um odor guiada ensaio comportamental que pode ser usado para investigar a resposta ao específico odorantes transmitidas pela água. Desde que estas abordagens têm...
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Este artigo descreve técnicas que são úteis para investigar a funcionalidade das vias olfativas vivos Xenopus girinos. O protocolo atual é particularmente útil para os laboratórios que trabalham, ou tem acesso a Xenopus; no entanto, também é interessante para aqueles pesquisadores estudando as bases celulares e moleculares de reparação e regeneração neuronal. Resultados obtidos em Xenopus podem ser combinados com dados coletados em outros vertebrados modelos para identificar mecanis...
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Os autores não têm nada para divulgar.
Este trabalho foi apoiado por concessões do El Ministerio de Economía y competitividade (MINECO; SAF2015-63568-R) co-financiadas pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER), pelo prêmio de pesquisa competitiva do M. G. F. Fuortes Memorial Fellowship, o Stephen W. Kuffler Fellowship Fund, fundo Laura e Arthur Colwin dotado verão Research Fellowship , a bolsa de Fischbach e o grande fundo de geração do laboratório biológico marinho e o nacional Xenopus recurso RRID:SCR_013731 (Woods Hole, MA) onde uma parte deste trabalho foi realizada. Agradecemos também o programa CERCA / Generalitat de Catalunya para apoio institucional. A.L. é um companheiro de Serra Húnter.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Salts for aquariums (Instant Ocean Salt) | Tecniplast | XPSIO25R | |
Tricaine (Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate) | Sigma-Aldrich | E10521 | |
Tweezers #5 (tip 0.025 x 0.005 mm) | World Precision Instruments | 501985 | |
Vannas Scissors (tip 0.015 x 0.015) | World Precision Instruments | 501778 | |
Whatman qualitative filter paper | Fisher Scientific | WH3030917 | |
X. laevis tubb2-GFP | National Xenopus Resource (NXR), RRID:SCR_013731 | NXR_0.0035 | |
X.tropicalis NBT-GFP | European Xenopus Resource Center (EXRC) RRID:SCR_007164 | ||
CellTracker CM-DiI | ThermoFisher Scientific | C-7001 | |
Calcium Green dextran, Potassium Salt, 10,000 MW, Anionic | ThermoFisher Scientific | C-3713 | |
Borosilicate capillaries for microinjection | Sutter Instrument | B100-75-10 | O.D.=1.0 mm., I.D.=0.75 mm. |
Puller | Sutter Instrument | P-97 | |
Microinjector | Parker Instruments | Picospritzer III | |
Sylgard-184 | Sigma-Aldrich | 761028-5EA | |
Microfil micropipettes | World Precision Instruments | MF28G-5 | |
Upright microscope | Zeiss | AxioImager-A1 | |
Master-8 stimulator | A.M.P.I. | ||
CCD Camera | Hamamatsu | Image EM | |
Solenoid valves | Warner Instruments | VC-6 Six Channel system | |
Dow Corning High Vacuum Grease | VWR Scientific | 636082B | |
Tubocurarine hydrochloride | Sigma-Aldrich | T2379 | |
CCD Camera | Zeiss | MRC-5 Camera | Controlled by Zen software |
camera lens | Thorlabs | MVL8ML3 | There are multiple possibilities that should be adapted to the camera model used |
Epoxy resin | RS Components | ||
Manifold | Warner Instruments | MP-6 perfusion manifold | |
Micromanipulator for local delivery of solutions | Narishige | MN-153 | |
Mini magnetic clamps | Warner Instruments | MAG-7, MAG-6 | |
Polyethylene tubing | Warner Instruments | 64-0755 | O.D.=1.57 mm., I.D.=1.14 mm. |
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