Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Данио рерио являются возникающие система для моделирования человека расстройств скелетных мышц. Мы описываем быстрый и эффективный способ, чтобы изолировать скелетные мышечные волокна мышц из эмбриональных и личинок рыбок данио. Этот метод дает высокую плотность подготовку миофибрилл, подходящую для изучения одной морфологии скелетные мышечные волокна, белок внутриклеточную локализацию и мышечной физиологии.
Данио оказалась ценным модельной системой для изучения функции скелетных мышц и для изучения заболеваний человека мышц. Несмотря на многие преимущества, которые с помощью анализа в естественных скелетных мышц в данио, визуализации сложных и тонко структурированной белка, ответственного за среду мышечной функции, особенно в целых эмбрионов, может быть проблематичным. Это препятствие связано с небольшим размером данио скелетных мышцах (60 мкм) и даже меньшего размера саркомера. Здесь мы описывают и демонстрируют простой и быстрый способ выделени скелетные мышечные волокна из эмбрионов данио рерио и личинок. Мы также включают в себя протоколы, которые иллюстрируют сообщению методы подготовки полезные для анализа структуры и функции мышц. В частности, мы подробно последующее иммуноцитохимическая локализация скелетных белков мышечных и качественный анализ стимулированного высвобождения кальция через живого изображения клетки кальция. В целом, это видеостатья предусматривает прямой и эффективный метод для выделения и характеристики данио скелетных мышечных волокон, методики, которая обеспечивает канал для множества последующих исследований структуры и функции мышц.
Скелетных мышц является узкоспециализированной ткани отвечает за генерацию сократительному силы, необходимые для подвижности. Сокращение инициируется посредством процесса, известного как возбуждение-сжатие (ЕС) связи, который преобразует электрические сигналы в высвобождения кальция из внутриклеточных депо 1,2. Внутриклеточного выброс кальция активирует саркомера, чтобы сократить и генерировать силу. Многие конкретные компоненты молекулярных машин, ответственного за посредничество передачу нервно-мышечного соединения 3, EC связь 4,5 и актин-миозиновых зависимые сокращений 6-прежнему являются постоянным предметом интенсивных исследований. Кроме того, белки, которые стабилизируют мышечную мембрану во время сжатия 7,8 и что передачу сигналов между мышечное волокно и внеклеточного матрикса 7,9 были выявлены и изучены в мельчайших подробностях.
Мутации в ряде генов, важных для мышечной структуры аФункция й были определены в качестве причин скелетных заболеваний мышц человека ( http://www.musclegenetable.org/ ). Эти заболевания, классифицированные в широком смысле как скелетных миопатиях и мышечной дистрофии, основанных на клинических и гистологических особенностей, которые связаны с мышечной слабостью, пожизненной инвалидности, и в начале 10,11 смертности. Данио оказалась выдающимся система для моделирования и изучения скелета заболеваний мышц человека 8,12,13. Это был использован для проверки новых генных мутаций 8, определить новые аспекты заболевания патофизиологии 14,15, а также определить новые терапевтические подходы 15,16. Власть рыбок данио для изучения болезни человека мышечной относится к большому числу потомков, быстрым развитием мышечной структуры и функции, оптической ясности эмбрионов рыбок данио, и легкость генетической и фармакологической манипуляции развивающихся зебрырыба 17.
Мы и другие 12,18,19 недавно разработали простую технику для быстрого и эффективного выделения мышечных волокон из развивающихся данио. Эта методология позволила рассмотрение мышечных волокон более подробно, чем может быть предоставлена всем анализа эмбриона. Методика была использована для характеристики белка внутриклеточной локализации 20, а также для идентификации важных гистологических характеристик, как часть исследований по валидации в недавно разработанных моделей заболеваний 21. Кроме того, отдельные мышечные волокна дополнительно могут быть использованы для живого изображения и электрофизиологических исследований 22, методик, которые позволяют опроса ключевых аспектов мышечной функции. Конкретный протокол для изоляции мышечное волокно, вместе с двумя примерами последующих аналитических экспериментов, подробно описана в остальных частях этой рукописи.
1. Получение поли-L-лизин покрытием Покровные (Время: 1 час)
Лакокрасочные покровные позволяет быстро мышечное волокно расселения и адгезии. Это может быть выполнено при диссоциации шаге выделения миофибрилл (шаг 2 ниже).
Примечание 1: Эти маленькие круглые покровные помогают сосредоточиться мышечное волокно цифры и уменьшить использование количества антител.
Примечание 2: Другие покровные размер будет работать, однако объемы реагентов и эмбрионов, используемых должны быть соответствующим образом скорректированы.
Примечание 3: Для обеспечения стерильности, покрытие может быть сделано в капюшоне и на автоклавного покровные.
Примечание 4: Держите 60 мм чашки Петри с парафильмом на дне. Эта установка будет использоваться во время мышечное волокно обшивкой и иммунного (поздние стадии).
Вариант 1: Вместо покрытия покровные непосредственно перед использованием, с покрытием покровное запас может быть использован. Блюдо 60 мм Петри содержащие минимум 2 мл поли-L-лизина можно хранить при температуре 4 ° С, содержащей многочисленные покровные. Этот вариант начинаются от стадии 1.5 для обработки покровные для мышечных волокон.
Вариант 2: Мы также пальто покровные в поли-L-орнитин. Тего более трудоемок, но полезно для долгосрочного культивирования потому поли-L-орнитин покровные покрытием может быть УФ лечение. С УФ лечения и тщательного стерильных живые мышечные волокна, как правило, может поддерживаться в культуре от 4-7 дней.
2. Разобщенность эмбрионов рыбок данио и обшивки мышечных волокон (Time: от 1 до 3 ч)
Примечание: стандартный протокол применяется все возможное, чтобы 3 DPF (дней после оплодотворения) эмбрионов.
Примечание 2: Тщательно контролировать эмбриона диссоциации; над или под диссоциации (особенно старше) являются наиболее распространенными причинами отказа протокола. Времена для переваривания будет варьироваться в зависимости от интенсивности растирание, количества зародышей на пробирку и возраста эмбрионов. Это также часто менее (по сравнению с дикого типа) для эмбрионов из скелетных мутантов мышц.
Примечание3: Среднее время пищеварения за эмбрионов возраста: 1 DPF = 1 час, 2 денье = 1,5 ч, 3 денье = 2 часа и 4 DPF = 2-2,5 часа.
Примечание 4: Embryo подвеска могут быть отфильтрованы во второй раз через 40 мкм фильтр для дополнительного удаления нежелательного мусора. С двойной фильтрации, восстановления approximленно 800 мкл из исходного объема 1 мл.
Примечание 5: Выполните шаг 2,9 в чашках Петри с Parafilm на дне, подготовлены заранее. Парафильмом держит мышечное волокно отстранение от убегал покровные покрытием. Держите чашки Петри, покрытые для предотвращения испарения.
Примечание 6: мышечных волокон начнет оседать в пределах 5-10 мин. Тем не менее, для правильного прикладывания мышечное волокно, не менее 1 ч (1-2 ч) рекомендуется. Разрешение мышечные волокна довольствоваться уже не повредит преп. Для более длинных инкубации (в том числе на ночь), антибиотики могут быть добавлены к средствам массовой информации. С антибиотиками и стерильных живые культуры, как правило, может поддерживаться в течение 1-2 дней.
Примечание 7: скелетных мышц с 1 DPF эмбрионов не пластины, как удлиненные и четко поперечно-полосатых волокон. Вместо больших myoballs могут. Кроме того, в период после диссоциации гранулирование фазы (шаг 2,6), 1 денье myoballs должны быть центрифугировали в течение как минимум 8 мин при 5000 х г для достижения гранул. Для анализа эмбрионов на этой стадии, рекомендуется использовать трансгенную линию, выражающую EGFP в частности, в скелетных мышцах 23. Это позволит идентифицировать клетки мышц от происхождения по сравнению с другими источниками.
3. Флуоресценции Иммуноокрашивание диссоциированных рыбок данио мышечных волокон (Время: примерно за 1 день)
3.1. Иммуномечение
3.2. Монтажные покровные
Примечание 1: Внимание к ориентации Coated покровное имеет решающее значение.
4. Живых изображений сотовый Кальций Использование GCaMP3
Эксперименты живая клетка может быть выполнена на мышечных волокон до фиксации (следующий шаг 2,10). Следующий протокол описывает живого изображения в мышечных волокон, экспрессирующих GCaMP3 24, генетически закодированного индикатор кальция, выраженную скелетных мышц конкретного данио α-актин промотора (pSKM) 23. Кроме того,Эта методика может быть легко адаптирован для использования индикатора кальция красители, такие как фура-2.
Люминесцентная иммуномечение мышечных волокон (рис. 2)
Изображения, показывающие ожидаемое флуоресцентных меток шаблон из мышечных волокон иммуноокрашиванию после успешного изоляции и обшивки. В мышечные волокна были помечены либо анти-рианодинового ре?...
Данио рерио являются мощным позвоночных модельной системой для изучения развития мышц и функцию в естественных условиях 25,27,28. Они также появились в качестве ценного актива для моделирования заболевания мышц человека 14,15,20,29. В то время как большие успехи были приняты ?...
Авторы заявляют никакого конфликтующие интересы.
Авторы хотели бы поблагодарить членов лаборатории Даулинг (Аарон Reifler, Трент Во, Анжела Busta, и Уильям TELFER), которые способствовали развитию техники и производства рукописи. Эта работа финансировалась по Таубман института, кафедры педиатрии в Университете Мичигана, и частично из грантов от мышечной дистрофии ассоциации (JJD MDA186999) и Национальных Институтов Здоровья (JJD 1K08AR054835).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
24-well culture plate | Corning | 3524 | |
10x PBS | Invitrogen Gibco | 70011 | |
CO2 Independent medium | Invitrogen Gibco | 18045 | |
Collagenase Type II | Worthington Biochemical | LS004186 | Lot 41H12764 |
Collagenase Type IV | Worthington Biochemical | L5004188 | |
8% Paraformaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 157-8 | |
Methanol | Sigma | 322415 | |
Triton X-100 | Sigma | X100 | |
BSA | Sigma | A2153 | |
Sheep serum | Sigma | S3772 | |
Goat serum | Sigma | G9023 | |
Glass coverslips | Fischerbrand | 12-545-82 12CIR-1D | |
Poly-L-Lysine | Sigma | P4707 | |
Pronase | Sigma | P5147 | |
40 μm Filter | BD Biosciences | 352340 | |
70 μm Filter | BD Biosciences | 352350 | |
Prolong Gold antifade reagent | Invitrogen | P36931 | |
Anti-α-Actinin antibody | Sigma | A5044 | |
Anti-RYR antibody | Abcam | 34C | |
Alexa Fluor antibody | Invitrogen | A-21425 | |
TWEEN 20 | Sigma | P1379 | |
60 mm Petri dish | Fischerbrand | 0875713A | |
Poly-L-Ornithine | Sigma | P4957 | |
Microscope slide | Fischerbrand | 12-550-15 | |
Caffeine | Sigma | C0750 |
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