Method Article
Zebra balığı hücre nakli, doku spesifik kimeralar üretmek için genetik ve embriyoloji kombinasyonu sağlar. Bu video gastrula laboratuarımızda önbeyin komissür oluşumu sırasında, Astroglial nüfus ve özel rehberlik ipuçları rollerini araştırmak için izin hücre transplantasyon sahnelenen göstermektedir.
Hücreleri roman ortamlarda yerleştirilir ya da daha geniş bir bağlamda hücrelerin küçük gruplar değişmiş gelişimsel biyoloji alanında bazı temel sorulara cevap olabilir. Bir hücre ile etkileşim ve eşsiz bir ortamda nasıl davrandığını izlemek, hücre fonksiyonları karakterize için gereklidir. Belirli bir protein etkilerden hücreleri çevreleyen protein gelişim süreçlerinin çeşitli oynadığı rolleri lokalize misexpression anlayışlı bilgi sağlar belirlenmesi. Bizim laboratuvar benzersiz genotipik veya fenotipik kimeralar üretmek için genetik yaklaşımlar klasik nakli teknikleri ile birleştirmek için zebrafish model sistem kullanır. Biz nöron glial hücre etkileşimleri zebrafish önbeyin commissures oluşumu sırasında çalışma. Bu video laboratuarımızda Astroglial diensefalon nüfus ve orta hatta çapraz olarak projelendirme aksonlar etkiler özel rehberlik ipuçlarının rolleri rolünü araştırmak için izin veren bir yöntem açıklanır. Şeffaflık zebrafish embriyolar nedeniyle ektopik hücre yerleşimi veya lokalize gen misexpression bu tür için ideal modellerdir. Takip nakledilen hücrelerin yaşamsal bir boya veya floresan proteini ifade eden bir transgenik balık hattı kullanılarak yapılabilir. Gastrula başka embriyo sahnelenen bir hücre nakli için hayati bir boya tracer ile donör embriyoların nasıl hazırlanacağını özü ve nakli nasıl yanı sıra, burada göstermektedir. Biz zebrafish embriyoların Önbeynin ektopik GFP + transgenik hücrelerin gösteren veriler mevcut ve bu hücrelerin yerini commissures önbeyin saygı ile karakterize. Buna ek olarak, GFP + transgenik konak embriyo içine nakledilen Alexa 594 etiketli hücreleri konfokal timelapse lazer tarama mikroskopisi göstermektedir. Bu veriler, gastrula sahnelenen nakli Gelişimsel Biyoloji soruları çeşitli adresine ektopik hücrelerinin hedeflenen konumlandırma sağlar kanıt.
Bölüm 1: 594 Alexa Etiketli Embriyolar
1.1 Mikroenjeksiyon Plaka ve İğne Hazırlık
1.2 Embriyo Toplanması ve Mikroenjeksiyon Aparatı Kurulum
Floresan Alexa 594 1.3 Microinjections
Bölüm 2: Gastrula Sahne transplantasyon
2.1 Dechorionating ve Nakli Plaka Hazırlık
2.2 Embriyo ve Nakli Aparatı Kurulum
2.3 Gastrula Sahne Hücre nakli
2.4 görselleştirme ve Görüntüleme Embriyolar
Sonuçlar:
Önbeyin Astroglial hücrelerin rolü adresine bir çaba hem küçük kümeler diensefalik ve telencephalic hücreleri ve bu hücrelerin hedef farklı genetik manipülasyonlar görselleştirmek için gereklidir. Kimerik embriyolar bu tür oluşturmak için, hangi embriyonun içinde Astroglial nüfusun bir kısmını olsun, genotip ve fenotip gastrula kullanımı ile astroglia etiketler GFP transgenik embriyolar, kullanımı birleştiren çok yönlü bir yaklaşım, kullanılan farklı hücre nakli düzenledi. Diensefalon bizim klonlar özellikle hedeflemek için, biz hayvan kutup ve kalkan 5 (Şekil 1B) eşit uzaklıkta orta hatta hücrelerin seçici ayıklamak için zebrafish gastrula kaderi harita kullanılmıştır. Çıkartılan bu tg [GFAP: GFP] hücreler daha sonra sonra 30hpf kaldırdı ve ön beyin anatomisi için referans simgesel olarak bütün aksonlar (α-Asetillendirilmiş tubulin) immunolabeled vahşi bir türü konak gastrula, aynı yerde naklediliyor. Burada bir örnek gösterildiği gibi, bir ev sahibi embriyo konfokal görüntüleme telencephalon ve diensefalon (Şekil 2A) boyunca izole GFP + hücreler ortaya koymaktadır. Tam bu GFP + hücrelerinin morfolojisi, bu hücrelerin en karakteristik radyal glial morfolojisi, soma ventrikül bölgesine bitişik bulunan ve büyük bir ucunu ayak radyal işlemi sonlandırır aldığını ifşa bu klonal tayininde görülebilir pial yüzey (Şekil 2A, içerlek). Toplanan bu optik dilim Z-yığın üç boyutlu render açıkça etiketli aksonlar (Film 1) ile ilgili bu hücrelerin yerini gösterdi.
Nakledilen hücrelerin görselleştirmek için yaygın olarak kullanılan bir başka yaklaşım başlangıçta tek hücreli sarısı içine Alexa 594 gibi bir floresan hücre boya, microinject yabani türü veya GFP transgenik embriyo düzenledi. Bir örnek olarak tek hücreli aşamada, içine Alexa 594 vahşi tip embriyolar enjekte edilir. Biz onlara kalkan aşamalı gastrula geliştirmek için izin verilen ve daha sonra yukarıda da belirtildiği gibi önbeyin hedef nakli yapılan, ancak bunun yerine transgenik konak gastrula tg [GFAP: nük-GFP] naklediliyor . Lazer Tarama mikroskopisi dorsal telencephalon Görüntüleme GFP arasında donör hücreleri floresan kırmızı kümeler + ön beyin içindeki çekirdekleri (Şekil 2B) saptandı. Biz daha Lazer Tarama Konfokal ile iki saat boyunca Z-yığınlar her üç dakikada toplayarak bu konak analiz. Volocity yazılım (Doğaçlama) kullanarak bu timelapse 4-boyutlu render rodamin hücre zarları dinamik hücresel hareketler gösterirnd GFP + çekirdek (Movie 2).
Şekil 1'de bir büyük halini görmek için tıklayınız.
Şekil 1: deneysel yöntemler Nakli cihaz ve şematik. A) Apparatus gastrula aşamalı nakli yapmak için kullanılır. Zeiss Lumar floresan stereo mikroskop bu nakli yapmak için kullanılmıştır. Joystick kontrollü odak ve zoom (kırmızı daire solda). TransferMan NK Joystick kontrollü (sağda kırmızı daire) olan kılcal pozisyonu işlemek için kullanılmıştır. Kurulum sırasında 60-80 embriyolar, daha önce bir plastik kalıp (mor ana hatlarıyla kutu) ile 100mm bir petri yapılan bireysel agar kuyu içine yerleştirilir. Eppendorf tarafından üretilen kılcal nakli (TransferTip) 15μm iç çapı açılması ve 20 derece açılı ucu (yeşil ana hatlarıyla kutu) vardır. Hücre aspirasyon Eppendorf AirTram (kırmızı ana hatlarıyla kutu) ile kontrol edilir. B) ana embriyolara donörden gastrula sahne nakli prosedürünün İllüstrasyon. Embriyolar (burada görüldüğü gibi) veya Alexa 594 enjekte donör embriyolar (protokol açıklanan): Hücreler tg [GFP GFAP] elde edilir. Hücreler yarım kalkan ve hayvan kutup arasındaki orta hat kaldırıldı ve ana embriyoların aynı bölgeye nakledilmektedir. Konaklar sabit ve Konfokal Mikroskop Tarama Lazer kullanılarak görüntülenmiş.
Şekil 2'de büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 2. Zebrafish Önbeynin gastrula sahne nakli Örnek A) nakledilen tg [GFAP: GFP] vahşi tip ana embriyoların önden görünümü. Zebrafish önbeyin diencephalons ve telencephalon hücreler. Aksonlar kırmızı etiketli (α-Asetillendirilmiş tubulin antikor) ve nakledilen hücrelerin yeşil (endojen GFP ifade) olarak etiketlenir. Embriyolar 30 hpf. Ankastre gösterir GFP + hücreler radyal glial morfolojisi. Rodamin floresanlama nakledilen hücrelerin (kırmızı) ile ev sahibi embriyo: canlı tg [nük-GFP GFAP] telencephalon B) Dorsal görünümü. Ev sahibi embriyoların Çekirdekler yeşil (GFP) etiketlenir. Kesikli çizgi önbeyin ön yüzeyi özetliyor. Düz çizgi, ventriküler dilimini gösterir. Ölçek çubuğu 10μm.
Movie 1. Önbeyin commissures arasından ektopik etiketli radyal glial hücreler arasındaki ilişki bir gastrula hücreler sahnelenen tg [GFAP: GFP] embriyo GFP transgenik olmayan bir vahşi tip hattına naklediliyor. Lazer Tarama Konfokal Z-Yığın Volocity yazılımı kullanarak 3 boyutlu render için toplanan ve sonra işlendi. Başlangıçta, görüntü 30hpf zebrafish önbeyin bir ön görünümü ve yatay olarak Şekil 2B ile karşılaştırıldığında çevrildiğinden. Aksonlar ön komissür (AC, üst) ve post-optik komissür (POC, alt) içinde (bir Asetillendirilmiş tubulin, kırmızı) görülür. Yeşil hücreler, GFP + nakledilen hücrelerin önbeyin ve oluşturulan açık radyal glial morfolojisi kök saldı. Film ilerledikçe POC temas sonunda ücret sahip iki radyal glial hücreler üzerinde odaklanmaktadır. Movie 1 indirmek için buraya tıklayın.
Movie 2. Önbeyin nakledilen Alexa 594 Etiketli Hücreler Timelapse görüntüleme tg Alexa 594 ile enjekte gastrula hücreler naklediliyor. [GFAP: nük-GFP] transgenik embriyolar. Bu film, Z-yığınlar her 5 dakikada alındığı bir 2s timeseries bir 3-D projeksiyon temsil eder. Z-Yığınları konfokal mikroskop bir lazer tarama toplanan ve 4-D kaplamalar Volocity yazılım kullanılarak tamamlanmıştır. Nakledilen hücrelerin Alexa 594 (kırmızı) etiketli ve GFP + çekirdekleri yeşil. Bu timelapse çalışır gibi, 4D görüntü 30hpf az önbeyin bir sırt görünümü ile başlar net hareketi tüm nakledilen hücrelerin hücre membranlar GFP tespit edilir gibi, X ekseni hakkında döndürmek olacak + çekirdekleri de. tıklayınız Film 2 Download.
Kimerik embriyolar oluşturma birkaç model sistemleri, yani meyve sineği (D.melanogaster), solucan (C.elegans), Zebra balığı (D.rerio) ve fare (M.musculus) içinde birçok araştırma soruları adresleri güçlü bir araçtır. Biz zebrafish model sistem benzersiz, nispeten kolay, hızlı ve çok yönlü kimeralar üretmek için uygun olduğunu savunuyorlar. Zebra balığı, önemli ölçüde daha erişilebilir fare modeli ile karşılaştırıldığında anne dışında gelişen bir omurgalı. Zebra balığı da embriyolojik hücre nakli gibi manipülasyonlar kolaylaştırır sinekler veya solucanlar, önemli ölçüde daha büyük. Ayrıca, transgenik teknikleri ile hücre nakli yöntemleri birleştirme yeteneği, geniş bir dizi gen fonksiyonu yerelleştirilmiş bir doku-spesifik bir şekilde manipüle edilebileceği olası deneyler sağlar. Örneğin, GFP + veya rodamin etiketli hücreleri küçük klonlar, genellikle bir homozigot transgenik donör kayıp ya da ortak antikorlar ile diferansiyel hücre içi etiketleme nedeniyle görselleştirmek için imkansız tam hücre morfolojileri karakterizasyonu sağlar. Ayrıca, transgenically etiketlenmiş veya floresan dolu hücreleri kullanarak, biz, zaman içinde canlı zebrafish embriyo donör hücreleri izleyebilirsiniz. Tek tek hücrelerin Timelapse görüntüleme bir roman bağlamında tüm organizmanın hücresel davranış analizi sağlar.
Bizim laboratuvar de ısı çarpması, belirli bir akson rehberlik inkübasyon sıcaklık yükselmesi (verileri göstermiyor) aşağıdaki ipuçlarını donör hücreleri misexpressed olabileceği gibi hücre transplantasyon ile transgenik hatları indüklenebilir birleştirir. Bu teknik bize belirli bir proteinin gelişimi nasıl etkilediğini görmek için izin veren bir mekansal ve zamansal özgü bir şekilde, yerel bir ilgi protein misexpress son derece güçlü ve doğrudan bir bir yaklaşımdır. Bizim durumumuzda, bu tekniği commissures ve orta hat 5 glial hücreleri konumlandırma Yarık-Robo rehberlik ipuçlarının işlevi arkasında bilgimizi uzatabilirsiniz.
Odak UV uncaging ve lokalize heatshock araçları (lazer ya da havya) gibi yerel misexpressing genler Diğer yaklaşımlar, genleri ve hücreleri 7-9 küçük bir küme işaretleri ifade işlemek için alternatif yol sunar, ancak hücre nakli kurar bir son ortamında analiz, UV, lazer ya da ısı hücre nakli, daha kontrollü bir deneysel yaklaşım ile indüklenen herhangi bir travma. Sonuç olarak, biz, bizim nörogelişimsel biyoloji araştırma çok önemli bir parçası olmak için hücre nakli prosedürleri bulduk. Farklı özelliklere sahip hücre klonları oluşturma, hücre davranışlar, gen fonksiyonu ve hücre özerklik temel sorulara yanıt gelişim biyolog için kritik bir araçtır.
The authors have nothing to disclose.
Barresi Lab üyeleri Biz, verdikleri destek ve bu yazının yararlı yorum için teşekkür etmek istiyorum. Biz onun sürekli teknik yardım için Alexander Workman yanı sıra hayvan bakım personeli Smith College Zebra balığı koloni korunmasında yardım ettikleri için teşekkür ediyorum. Ayrıca bu protokol Filmin bazı mikroskopi ekipman kredileri için Mike Hallacy Rudi Rottenfusser ve Carl Zeiss Microimaging teşekkür ederim. Bu çalışma, bir NSF tarafından finanse edilen araştırma bursu, 0615594 tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments | |
Isim | Tip | Şirket | Katalog Numarası | Özellikleri |
Petri kutularına | Araç | Fisherbrand | 08-757-13 | 100 x 15 mm |
Cam alt kültür plakaları | Araç | Mattek | P35G-1.5-2.0-C | 35 x 15mm, 1.5 Kaplamasız, Gamma-ışınlanmış |
Geniş Çaplı Cam Pasteur pipetleri | Araç | Fisherbrand | 63A-53-WT | |
Çukur kalıpları, cam elyaf kapilerleri (filament olmadan) ve enjeksiyon iğneleri (filament) | Araç | Dünya Hassas Aletler | 1B150F-4 | 4 inç (100 mm), 1,5 / 0,84 OD / ID (mm) |
Nakli kılcal (TransferTip) | Araç | Eppendorf | 83000122-8 | Tip IV, steril, Int. 15μm; 20 derece bükün |
Nakli kalıp | Araç | Adaptif Bilim Araçları | PT-1 | Bireysel embriyolar tutmak için 150 üçgen divots |
Agaroz, Tip I | Reaktif | Sigma Aldrich | A6013-250G | % 1.5 agaroz EM |
(Antibiyotik) Embriyo Orta | Reaktif | Westerfield, 2007 | ||
Fosfat Tampon | Reaktif | Westerfield, 2007 | ||
Bekçi Forseps | Araç | Güzel Bilim Araçları | 100 + mm ucu (mat), 50mm ucu | |
Rodamin B Dextran'ın | Lineage tracer boya | Moleküler Problar, Invitrogen | D1824 | MW 10.000 Da, yeşil (570nm) hafif heyecan lizin-tamir edilebilir, kırmızı (590nm) floresan boya |
Diseksiyon Mikroskop | Mikroskop | Olympus | SZX7 | |
Floresan Stereo mikroskop | Mikroskop | Zeiss | Lumar | Tam Otomatik Joystick Kontrollü (Sycop) |
Nakli Aparatı | Araç | Eppendorf Corp. | AirTram | |
Otomatik Mikromanipülatör | Araç | Eppendorf Corp. | TransferMan NK2 | Joystick Kontrollü |
Mikromanipülatör | Araç | Uygulamalı Scientific Instruments, Inc. | 00-42-101-0000 | MM33 sağ |
Geri Basınç Ünitesi ile mikroenjektör | Araç | Uygulamalı Scientific Instruments, Inc. | MPPI-2 BPU | |
Flamming / Kahverengi mikropipet Çektirme | Araç | Sutter Enstrüman Şirketi | Model P97 | Program: Isı 550; Hızı 200; Zaman / Gecikme 200; Gücü 120 çekin. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır