Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Мы представляем технику для маркировки отдельных нейронов в центральной нервной системе (ЦНС) Drosophila Эмбрионов, которая позволяет проводить анализ морфологии нейронов либо проходящем свете или конфокальной микроскопии.
В этой статье мы расскажем, как индивидуально маркировать нейронов в ЦНС эмбриональные дрозофилы по juxtacellular введения липофильных флуоресцентных маркеров DiI мембраны. Этот метод позволяет визуализировать морфологию клеток нейронов в мельчайших подробностях. Можно пометить любую ячейку в ЦНС: клеточных тел нейронов-мишеней визуализируются при DIC оптики или выражение флуоресцентные генетических маркеров, таких как GFP. После маркировки, DiI может быть преобразована в постоянный коричневое пятно на фотопреобразования, чтобы позволить визуализации морфологии клеток в проходящем свете и DIC оптики. Кроме того, DiI-меченых клеток можно наблюдать непосредственно с конфокальной микроскопии, позволяющий генетически введен флуоресцентных белков репортер, чтобы быть colocalised. Этот метод может быть использован в любое животное, независимо от генотипа, что делает его возможным для анализа мутантных фенотипов на одной резолюции клетки.
Знание морфологии нейронов на уровне отдельных клеток является ключевым условием для понимания нейронных соединений и ЦНС функции. Таким образом, с первых дней неврологии, исследователи стремились развивать одну ячейку маркировка техники (см. 7 для исторических лечения этого вопроса). Классические методы, такие как окрашивание Гольджи обеспечивают превосходное разрешение морфологии нейронов, но не подходит, если один пытается маркировать определенный тип нейронов в направленном образом, как окрашивание происходит случайным образом. Разработка методов окрашивания отдельных клеток или внутриклеточных juxtacellular введения красителей из микроэлектродов обратился к требованиям конкретной маркировки.
Применение однократной инъекции нейрона красителя Drosophila представлены основные проблемы, из-за малого размера и организм и его нейронов. Тем не менее, одно окрашивание нейронов эмбрионального Drosophila Нейроны были достигнуты в середине 1980-х годов в лаборатории Кори Гудман 15. Хотя метод был высшей полезно и предоставило некоторые ключевые идеи в механизмах нейронального развития у дрозофилы в течение последних 20-30 лет (2, например, 10), многие рабочие уклонялись от этого, в основном из-за его технических требований.
Наличие в последние годы генетические методы для маркировки нейронов дрозофилы также способствовало непопулярности одной инъекцией красителя нейрона. GAL4-направленной экспрессии мембранных ориентированных конструкций GFP может обеспечить превосходное разрешение нейронной морфологии 1, 20. Однако, этот метод имеет некоторые ограничения: часто неизбежны выражения GFP в несколько ячеек можно скрыть структуру отдельных нейронов и GAL4 драйвер линии могут быть доступны не ездить выражение в конкретных нейронов интерес. MARCM (Mosaic анализ с Repressible Маркер Cell) метод 8 может обеспечить маркировку практически любого нейрона на уровне отдельной клетки, но не может быть успешно использован в зародыше и в начале личинки из-за медленного оборота GAL80 белка.
Учитывая эти ограничения генетической маркировки, мы считаем, что однократное введение красителя нейронов у эмбрионов Drosophila остается ценной техники и заслуживает более широкого применения. Для продвижения этой цели, мы предоставляем здесь подробное описание метода. Иллюстрация из его питание обеспечивается нашей недавней счет морфологии полный набор интернейроны в брюшной neuromeres конца эмбриона Drosophila 14. Это исследование, которое показало, как морфологической изменчивости отдельных нейронов типов клеток и принципы организации neuromere в ЦНС эмбриона, не были бы возможны с любым другим в настоящее время маркировки методом.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Мы использовали два несколько разных вариантов одного метода маркировки нейронов в наших лабораториях. Различия касаются эмбрионов, dechorionisation, devitellinisation и шаги эмбриона филе. Рисунок 1 дает обзор общих и расходящиеся шагов из вариантов.
1. Подготовка микро-иглы для Dissection эмбрионов и микропипетки для краски инъекций
2. Сбор, монтаж и Dissection эмбрионов
Devitellinisation и филе производится вручную, используя один из двух методов, описанных в 2.3A и 2.3B.
3. Заполнение инъекций Микропипетки
Половина заполнения 0,5 мл Eppendorf пробирке с0,1% раствор красителя carbocynanine DiI (Molecular Probes, Eugene, OR) в 100% этанола (не забудьте использовать "сухой" абсолютного этанола, чтобы избежать DiI осадков). Сделать узкое отверстие в крышке трубки и вставить тупым концом микропипетки через отверстие в крышке. Разрешить DiI подняться вверх по нити, по крайней мере 5 мин. (Всегда закрывайте отверстия в крышке, когда он не заполнение микропипетки, чтобы избежать испарения этанола).
Оборудование, необходимое для инъекций красителя нейрона (рис. 3).
Микроскоп. Фиксированным столик микроскопа должен быть использован для инъекции нейрона краситель, чтобы избежать вертикального перемещения эмбриона во время фокусировки. Любое такое движение будет вытеснять пипетки после того, как вступил в контакт с эмбрионом. Мы нашли, как Zeiss Axioskop FS и Olympus AX50/BX50 фиксированных моделей этапе хорошо подходит для этой цели. Микроскоп должен быть оснащен проходящем свете DIC оптика для визуализации NeurДополнения перед окрашиванием. Микроскоп также должна быть вертикальной, а не перевернутая модель. С прямого микроскопа, кончик микропипетки находится на той же стороне эмбриона, как просмотр цели, в то время как с помощью инвертированного микроскопа два находятся на противоположных сторонах эмбриона. Последний расположение ставит под угрозу качество DIC оптики. Микроскоп должен быть создан для флуоресцентной микроскопии, с подходящим набором фильтров для наблюдения DiI. С DiI имеет сравнительно широкий спектр с возбуждения и испускания максимумами при 549 и 565 нм многие наборы фильтров в этом диапазоне будет работать, например, те, за 568 Alexa, Cy3, родамина, Texas Red или TRITC. Хотя это удобно, чтобы соответствовать электронным управлением затвора на пути флуоресценции источник света, чтобы позволить работу затвора без контакта рук с микроскопом, мы также эффективно помечены на установку которой было оснащено только ручным затвором. Наконец, большое увеличение, высокое численное apertuповторное погружение в воду цели необходимы для наблюдения во время инъекции. Эта цель должна быть предназначена для использования без покровное. Мы успешно использовали Zeiss Achroplan 100x/1.0W, Olympus FL LUMPlan 100x/1.0W, и Olympus FL LUMPlan / IR 60x/0.9 W цели.
Микроманипулятора требуется для размещения и перемещения микропипетки во время инъекции нейрона красителя. Мы использовали оба микроманипулятора Leica и стадии монтажа Narashige 3-осевых гидравлических микроманипулятора.
Внутриклеточных усилитель постоянного тока, с возможностью для инжекции тока, требуется для iontophoretic инъекции DiI из микропипетки.
4. Порядок краска инъекций
5. Фотопреобразования на исследование с использованием DIC оптики
Принцип фотопреобразования является (фото-) окисления DAB от дневного света, испускаемого окрашенные клетки при освещении с соответствующей длиной волны. Это означает, яркие клетки photoconverted в более короткие сроки по сравнению с слабо окрашенных клеток. Если несколько ячейки, обозначенные в одном образце слишком сильно отличаются по своей яркости это может привести к difficulties в photoconverting все они в той же качества (см. рисунок 4C): в этом случае, возможно, придется принять решение о компромиссе между пренебрегая слабыми клеток (с использованием коротких освещении) или признания того, что ярче клетки начинают набухать (используя больше освещения) . Если все клетки слишком слабо обозначенный (таким образом, нуждающиеся очень долгое освещение), фон вызванных эндогенными пероксидазы может стать проблемой. С DAB является токсичным следует использовать с осторожностью. Отходы могут «отключить» с 7% хлора отбеливания.
6. Экспертиза с помощью конфокальной микроскопии
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
На рисунке 4 показаны типичные результаты технику, мы опишем здесь. Рисунке 4а приведен пример DiI заполнены одной интернейронов, который был чисто photoconverted. Это хорошо демонстрирует степень детализации этих препаратов предложение. При осмотре под DIC оптики пространств?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Одно из главных преимуществ Drosophila в качестве модельной системы является то, что она позволяет анализ развития и функционирования на уровне отдельных клеток. Это особенно полезно в отношении нервной системы, где разнообразие типов клеток является исключительно высоким и функции ?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.
Эта работа была поддержана грантом DFG по Гринвичу
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Название Реагенты / Материал | Компания | Номер по каталогу | Комментарии |
РЕАГЕНТЫ | |||
DAB | Sigma-Aldrich | D-5905 | 2-3 мг / мл в 100 мМ Трис-HCl, рН 7,4 |
DiI | Invitrogen / Molecular Probes | D-282 | 1 мг / мл в этаноле |
Формальдегид | Merck Millipore | 7,4% в PBS | |
Глицерин | Рот | 3783 | 70% в PBS |
Гептан Клей | Beiersdorf AG | Виолончель 31-39-30 * | разбавлять ок. 1 к 1 с н-гептан |
PBS | 1x | ||
TRIS | Рот | 4855 | |
Vectashield | Vector Laboratories | H1000 | |
ОБОРУДОВАНИЕ | |||
Конфокальный микроскоп | Leica | TCS SP2 | Для просмотра и документирования маркировок флуоресценции |
DC -mplifier | Драган корпорации | Cornerstone ION-100 | Для выполнения маркировок |
Покровные | Менцель | BB018018A1 | 18 х 18 мм |
Покровные | Менцель | BB024060A1 | 24 х 60 мм |
Препаровальная лупа | Leica | MZ8 | подготовить и disect эмбрионов |
Плоский Капилляры | Хильгенберг | Наружный диаметр 1 мм, стеклянная толщина 0,1 мм | |
Инъекции Капилляры | Наука продукты | GB 100 TF 8P | |
Микроманипулятор R | Leica | Для выполнения маркировок | |
Модель P-97 | Sutter Instruments | тянуть капилляров | |
Объект Слайды | Marienfeld Улучшенный | 1000000 | |
Научно микроскоп | Zeiss | Axioskop 2 мот | Для просмотра маркировок после фотопреобразования |
Научно микроскоп | Олимп | BX50 | Для выполнения маркировок |
Sony MC3255 видеокамеры | Sony / AVT Роге | Sony MC3255 | для записи маркировок после фотопреобразования |
Таблица 1.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены