Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
В статье представлено устройство μTongue (микрофлюидика на языке) для функциональной визуализации вкусовых клеток in vivo путем интеграции микрофлюидики в окно прижизальной визуализации на языке.
Прижизневая флуоресцентная микроскопия является инструментом, широко используемым для изучения многоклеточной динамики у живого животного. Однако он не был успешно использован во вкусовом органе чувств. Интегрируя микрофлюидику в окно визуализации языка прижизностно, μTongue обеспечивает надежные функциональные изображения вкусовых клеток in vivo при контролируемом воздействии нескольких вкусовых гастян. В данной работе представлена подробная пошаговая процедура использования системы μTongue. Существует пять подразделов: подготовка вкусных решений, настройка микрофлюидного модуля, монтаж образца, получение функциональных данных изображения и анализ данных. Также представлены некоторые советы и методики решения практических вопросов, которые могут возникнуть при использовании μTongue.
Прижизальный флуоресцентный микроскоп широко используется для изучения пространственно-временной динамики на живых тканях. Исследователи быстро разрабатывают генетически закодированные датчики, которые обеспечивают специфические и чувствительные преобразования биологических процессов в флуоресцентные сигналы, которые могут быть легко записаны с помощью флуоресцентных микроскопов, которые широко доступны1,2. Хотя большинство внутренних органов у грызунов были исследованы с помощью микроскопа, его успешное применение к языку еще не было успешным3.
Предыдущие исследования по кальциевой визуализации вкусовых клеток проводились ex vivo путем тонкого срезания ткани языка для получения циркумваллятных вкусовых рецепторов4,5,6 или путем отслаивания вкусового эпителия для получения грибовидных вкусовых рецепторов7,8. Подготовка этих образцов была неизбежно инвазивной, поэтому естественные микросреды, такие как иннервация нервов, барьеры проницаемости и кровообращение, были в значительной степени возмущены. Первое окно визуализации языка прижизненным путем было зарегистрировано в 2015 году Choi et al., но надежная функциональная запись была недостижима из-за движения и оптических артефактов, вызванных жидкими тастантными стимулами9.
Недавно была введена микрофлюидика на языке (μTongue)10. Это устройство объединяет микрофлюидную систему с окном визуализации на языке мыши. Достигая квази-стационарного потока тастантных стимулов в течение всего периода визуализации, артефакты от плавного движения могут быть сведены к минимуму(рисунок 1). Входной порт питается от серии многоканальных регуляторов давления, тогда как выходной порт подключен к шприцевому насосу, который поддерживает 0,3 мл / мин. Кроме того, оптические артефакты, вызванные разницей в показателях преломления растворов вкуса, были сведены к минимуму с помощью ратиометрического анализа с введением индикатора нечувствительности к кальцию (tdTomato), а также индикатора кальция (GCaMP6)11. Такая конструкция обеспечивала микроскопическую стабильность вкусовых клеток in vivo даже при резком переключении между текучими каналами. Следовательно, μTongue реализуют надежный функциональный скрининг нескольких вкусовых рецепторов мыши in vivo.
В этом протоколе подробно объясняются экспериментальные процедуры для визуализации кальция мышиных грибовидных вкусовых рецепторов in vivo с использованием μTongue. Сначала описано приготовление искусственной слюны и растворов вкусности. Во-вторых, вводится настройка микрофлюидной системы для достижения квазистабитичного потока. В-третьих, процедуры, используемые для установки языка мыши на μTongue для получения изображения, очерчены. Наконец, каждый этап анализа изображения, включая коррекцию артефактов бокового движения и ратиометрию, задается. Этот протокол может быть легко адаптирован к любой исследовательской лаборатории с мышиным оборудованием и двухфотонным микроскопом или эквивалентным оборудованием.
Все хирургические процедуры были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) Университета Сунгюнван и Сеульского национального университета.
1. Приготовление растворов: искусственной слюны и вкусовых постоялых веществ
2. Подготовка микрофлюидной системы
ПРИМЕЧАНИЕ: Тастианты доставлялись на язык мыши с использованием многоканальной жидкостной системы доставки под давлением (см. Рисунок 1 и Таблицу материалов).
3. Подготовка мыши к визуализации in vivo (рисунок 2).
ПРИМЕЧАНИЕ: Все препараты животных проводились в дневное время в асептических условиях на лабораторном верстаке.
4. Получение изображений
5. Анализ изображений(рисунок 3)
Мышь Pirt-GCaMP6f-tdTomato использовалась для получения изображения вкусовых рецепторов. Поверхность мышиного языка была покрыта автофлуоресцентными нитевидными сосочами. Вкусовые рецепторы разложены по поверхности языка(рисунок 4А). Изображения вкусового рецептора и его стр?...
Здесь описан подробный протокол применения μTongue к исследованию функциональной активности вкусовых клеток in vivo. В этом протоколе выполняется функциональная визуализация на вкусовых клетках с использованием генетически закодированных показателей кальция. В дополнение к использ?...
Авторы заявляют о конкурирующих финансовых интересах: J. Han и M. Choi являются изобретателями запатентованной технологии μTongue, описанной в этой статье, а система μTongue коммерчески доступна через SciTech Korea.
Эта работа была поддержана Институтом фундаментальных наук (IBS-R015-D1), грантом Национального исследовательского фонда Кореи (NRF), финансируемым правительством Кореи (MSIT) (No 2019M3A9E2061789), и грантом Национального исследовательского фонда Кореи (NRF), финансируемым правительством Кореи (MSIT) (No 2019M3E5D2A01058329). Мы благодарны Ынсу Киму и Юджину Ли за их техническую помощь.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
acesulfame K | Sigma Aldrich | 04054-25G | Artificial saliva / tastant |
calcium chloride solution | Sigma Aldrich | 21115-100ML | Artificial saliva / tastant |
citric acid | Sigma Aldrich | C0759-100G | Artificial saliva / tastant |
cycloheximide | Sigma Aldrich | 01810-5G | Artificial saliva / tastant |
denatonium | Sigma Aldrich | D5765-5G | Artificial saliva / tastant |
Dental glue | Denkist | P0000CJT-A2 | Animal preparation |
Image J | NIH | ImageJ | Data analysis |
IMP | Sigma Aldrich | 57510-5G | Artificial saliva / tastant |
Instant adhesive | Loctite | Loctite 4161, Henkel | Animal preparation |
K2HPO4 | Sigma Aldrich | P3786-100G | Artificial saliva / tastant |
KCl | Sigma Aldrich | P9541-500G | Artificial saliva / tastant |
Ketamine | Yuhan | Ketamine 50 | Animal preparation |
KH2PO4 | Sigma Aldrich | P0662-25G | Artificial saliva / tastant |
KHCO3 | Sigma Aldrich | 237205-500G | Artificial saliva / tastant |
MATLAB | Mathwork | MATLAB | Data analysis |
MgCl2 | Sigma Aldrich | M8266-100G | Artificial saliva / tastant |
MPG | Sigma Aldrich | 49601-100G | Artificial saliva / tastant |
Mutiphoton microscope | Thorlab | Bergamo II | Microscope |
NaCl | Sigma Aldrich | S3014-500G | Artificial saliva / tastant |
NaHCO3 | Sigma Aldrich | 792519-500G | Artificial saliva / tastant |
Objective | Nikon | N16XLWD-PF | Microscope |
Octaflow | ALA Scientific Instruments | OCTAFLOW II | Fluidic control |
PC | LG | Lg15N54 | Fluidic control |
PH meter | Thermoscientific | ORION STAR AZ11 | Artificial saliva / tastant |
Phosphate-buffered saline | Sigma Aldrich | 806562 | Artificial saliva / tastant |
quinine | Sigma Aldrich | Q1125-5G | Artificial saliva / tastant |
Syringe pump | Havard Apparatus | PHD ULTRA 4400 | Fluidic control |
TRITC-dextran | Sigma Aldrich | 52194-1G | Animal preparation |
Ultrafast fiber laser | Toptica | FFultra920 01042 | Microscope |
Xylazine | Bayer Korea | Rompun | Animal preparation |
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