Method Article
Nöronların kesmek için bir protokol C. elegans MicroPoint darbeli lazer sunulmaktadır. Biz solucanlar hareketsizleştirir, sistem kurma ve etiketli nöronlar kesilmesinin tarif. Avantajları nispeten düşük maliyetli bir sistem ve nöronal süreçleri veya ablasyon hücreleri sever yeteneği In vivo.
Nöronlar akson ve dendritler üzerinden diğer hücrelere, ön ya da post-sinaptik uzmanlık içeren ince zarı uzantıları ile iletişim kurmak. Bir nöron, yaralanma ya da hastalık hasar görmüşse, yeniden olabilir. Hücre iç ve dış faktörleri fonksiyonunu yeniden ve yeniden bir nöronun yeteneğini etkiler. Son zamanlarda, nematod C. elegans genleri tanımlamak için mükemmel bir model organizma olarak ortaya çıkan ve nöronlar 1-6 rejenerasyon etkisi sinyal yolakları. C. nöronal rejenerasyon başlatmak için ana yol elegans, lazer aracılı kesim, ya da axotomy . Axotomy sırasında, bir floresan etiketli nöronal süreç, yüksek enerjili darbeler kullanarak kopmuş. Başlangıçta, C ile nöronal rejenerasyon elegans güçlendirilmiş bir femtosaniye lazer 5 kullanılarak incelenmiştir. Ancak, daha sonraki rejenerasyon çalışmaları pulsed lazer doğru in vivo nöronlar sever ve benzer bir rejeneratif cevap 1,3,7 ortaya çıkarmak için kullanılabileceğini göstermiştir.
Biz MicroPoint darbeli lazer, hazır ve yaygın hedeflenen hücre ablasyon için kullanılan anahtar teslimi bir sistem kullanarak solucan in vivo lazer axotomy gerçekleştirmek için bir protokol mevcut. Biz, lazer hizalayarak, solucanlar montaj, özel nöronların kesim ve sonraki rejenerasyon değerlendirilmesi tarif. Sistem, bir deney sırasında birden fazla solucan nöron çok sayıda kesmek için yeteneği sağlar. Bu nedenle, burada açıklanan lazer axotomy yenilenme sürecini başlatmak ve analiz etmek için etkin bir sistem.
1. Sistem montajı
Sisteminin belirli bileşenleri aşağıda özetlenmiştir. Doğru montaj yapıldığında, kullanıcının tek elle mikroskop odaklanmak gerekir, (ya fare, joystick ile) ile sahneye taşımak, ayak pedalı ile lazer etkinleştirin ve üzerinde net bir görüş var ekran görüntüsü.
2. Lazer kurulum
Ayrıntılı bir protokol başlangıçta hizalayın ve lazer odak MicroPoint lazer sistemi ile sağlanmaktadır. Biz ilk kurulum prosedürü üzerine başarılı bir şekilde takip edilmiştir varsayalım. Bu lazer mercek crosshair'i ile hizalayarak içerir. Burada lazer odak ve yoğunluğu düzenli bakım için bir protokol sağlar.
MicroPoint kılavuzda belirtildiği gibi, darbeli azot lazer insan gözü ciddi zarar verme yeteneğine sahiptir. Bakım lazer ışını doğrudan bakmak asla alınmalıdır. Kurulduktan sonra, bariyer filtresi güvenle göz mercekleri ile radyasyon engellemeniz gerekir.
Bir organizmanın nöronlar Kesme kum tanesi büyüklüğü zor olabilir. Lazer tarafından yapılan hasar alan çok küçük olduğundan, bu örnek tam hedef için üç boyutlu lazer odak konumunu bilmek şarttır. Lazer odak yansıtılmış slayt kullanılarak bulunur. İlk olarak, lazer odak z konumu görüntüleme yolunu odak eşleşen olmadığını kontrol edin. Daha sonra, hasar odak xy konumu görüntüleme yazılımı crosshair'i ile işaretlenir.
Z-düzlemi yoğunlaşırken
Xy düzleminde yoğunlaşırken
Lazer güç ayarlama
3. Solucanlar hareketsiz
4. Kes nöronlar
5. Puan nöron rejenerasyonu için
6. Temsilcisi sonuçları
Bir örnek olarak, γ-amino butirik asit (GABA), motor nöronların yenilenme karakterizasyonu açıklar. Bu nöronlar ventral sinir kablosunu ikamet ve dorsal sinir kablosu dairesel süreçleri uzatmak, 9 doğru hareketlilik için gereklidir. GABA nöronlar unc -47 veya unc -25 rehberleri (C. elegans Genetik Merkezi'nden suşlar sırasıyla EG1285 ve CZ1200, kontrol altında, yeşil floresan proteininin (GFP), genetik olarak kodlanmış bir florofor ifade ederek görüntülenebilmekte .)
Dağı L4-aşamada solucanlar açıklandığı gibi, solucanlar, sağ tarafta GABA nöronlar bakacak şekilde çevirin ve kapağı kayma bir yer. Dorsal ve ventral kabloları arasında her solucan, yarıda arka commissures 1-3 kesin. Ile çapraz veya bu gibi diğer commissures, salkımlı sonra puanı zor olduğunu commissures kesme kaçının. Açıklandığı gibi solucanlar kurtarın.
Başarılı axotomy 18 ila 24 saat sonra, solucanlar, ameliyat sonrası iyileşti ve normal lokomotor ve yumurtlama davranışlar sergilemek olacaktır. Ölü ya da hasta olan solucanlar atın. Açıklandığı gibi kalan remount ve yenilenme değerlendirmek. Biz genellikle başına en az 30 kesilmiş nöronlar deneysel durumu değerlendirmek üzere hedefliyoruz. OxIs12 hayvanlarda genellikle kopmuş L4 GABA nöronların% 60-70 oranında bir büyüme konisi yapısı, bir ucu ve birkaç neurite şube uzantısı membran genişletilmesi ve kesme sitesi (Şekil 4a) göç kanıtladığı başlatmışlardır. Birçok durumda, büyüme konileri, dorsal sinir kablosu, bir komşu nöronal komissür ya da distal güdük yeniden göç etmiş. Nöron Geriye kalan% 30 ya axotomy site proksimal güdük oluşturan büyüme başlattık, ya da sadece küçük filopodia (Şekil 4b) genişletilmiş olacak.
Şekil 1. UV lazer axotomy sistemi darbeli. Özgül bileşenleri şunlardır: (a) ND filtre, (b) darbe seçici (c) filtre tekerleği kolu (d), kolu (e) lazer deklanşör ve (f) zayıflatıcı plaka geçiş optik yol.
Şekil 2. Agaroz ped hazırlanması. Istenilen kalınlıkta bir agaroz yastık hazırlamak için, iki kat bant (yeşil) iki slaytlar üzerine yerleştirilir. Bir slayt ilk iki arasına yerleştirilir ve agaroz bir damla, sonra temiz bir slayt eklenir. Son olarak, dördüncü bir slayt, iki adet bant kalınlığı, bir yastık içinde ilk üç dik olarak yerleştirilir.
Şekil 3. Temsilcisi GABA nöron axotomies. Tipik bir deneyde, GABA nöron commissures solucanın lateral ortasında kesilmiş. Hemen önce (sol panel) ve (sağ panel) axotomy sonra kopmuş komissür gösterilmiştir. Tüm görüntüler 100X petrol amacı ile alınmıştır.
Şekil 4. GABA nöron axotomies Temsilcisi sonuçlar. 24 saat sonrası axotomy kopmuş aksonların rejenerasyonu için attı. (A) olmayan rejenere akson (b) (ok) proksimal güdük olarak görülür bir büyüme konisi (ok) ile rejenere akson gösterilmiştir. Her kesim aksonun distal güdük her paneli (ok ucu) gösterilir ve akson kopmuş olduğunu bir göstergesidir.
Çeşitli lazer sistemleri neurites C ile kesmek için kullanılır elegans ve birçok çalışmalar ayrıntılı 3,7,10,11 onların performansını inceledik. Protokolünde kullanılan MicroPoint lazer anahtar teslimi bir sistemi kurmak ve sürdürmek için kolay ve araştırmacılar için bir Ti-Safir lazer sistemi ile karşılaştırıldığında oldukça düşük bir maliyetle kullanılabilir. Ancak, Ti-Safir sistemi ile karşılaştırıldığında, bazı uygulamalar için dezavantaj olabilir daha geniş bir alana zarar vermek MicroPoint lazer bekleniyor. Ti-Safir sistemi istenirse, böyle bir sistem inşa mükemmel bir protokol 12 kullanılabilir.
Geçerli protokol C. nöronların çeşitli yapılabilir elegans, ancak biz farklı türleri arasındaki nöronların rejeneratif kabiliyetleri farklılıklar 13 beklenen unutmayın. Ayrıca, farklı transgenik kökenden rejeneratif başarısını etkileyebilir. Yenileyici GABA nöron yüzdesi farklı transgenik marker suşları arasında oldukça tutarlı olmasına rağmen, biz oxIs12 15 solucanlar vs juIs76 14 rejenerasyon genel bir hafif bir artış kaydetti var. Dokunmatik nöronlar belirteçleri arasındaki farklar da 2 tarif edilmiştir.
Boncuk, daha hızlı ve daha tutarlı immobilizasyon 16 sonuç olarak anestezikler daha ziyade mikro solucanlar hareketsiz tercih ediyor . Rejenerasyon anestezi 17 nedeniyle olası karıştırıcı etkileri, ücretsiz gözlemlemek mümkün olduğu gibi, bu da avantajlıdır . Immobilizasyon için alternatif bir anestezi gerektirmeyen yöntem mikroakışkan cihazların kullanımı. Axotomy için Mikroakiskan kullanımı yaygın 17-22 tarif edilmiştir.
Biz her hafta MicroPoint kılavuzda belirtilen prosedürü izleyerek bir kez tutarlı kullanımı ile, en iyi Kumarin boya hücrede 440 lazer fonksiyonları değişmiş olduğunu bulabilirsiniz. Gerekirse, zayıflama sürgüsünü gücünü artırmak için kullanılır, ancak bu eski boya veya lazer hiza bir göstergesi olabilir. Ayrıca, boya hücre sınırlı bir ömrü vardır ve bir süre sonunda (Bkz Sorun Giderme) yeniden inşa edilecek veya değiştirilecek gerekecektir.
Bu hayvan eksik felç olur, özellikle lazer odak işareti crosshair'i altında hedef neurite manevra zor olabilir. Biz kesinlikle kullanışlı olmasına rağmen manuel bir aşamada, bu amaç için en uygun olduğunu bulabilirsiniz. Joystick kontrollü motorlu aşamasında daha hassas ve motorlu sahne taşımak için fare ile sürükleyerek görüntü destekleyen yazılım kullanarak en iyi olduğunu bulmak. Nikon Elements bu özelliği sağlar ve bu protokolü açıklanan, ancak ücretsiz micromanager paketi gibi diğer görüntüleme yazılımı, benzer işlevlere sahip olabilir. Ince hedefleme farklı bir şekilde hayvan yerine, lazer odağı taşımak için. Galvanometre ışın direksiyon mekanizması olarak kullanılabilir MicroPoint lazer add-on, bu yaklaşım tercih edilir.
Nöronal rejenerasyon çalışması için uygulama yanı sıra, lazer ablasyon diğer hücre tipleri, cilt, kas, ya da özel hücreler gibi, ya da belirli nöron sinaps 23-27 bozmaya kullanılabilir . Ayrıca bu sistem ile, yaralanma ya da hastalık eşlik nöronların dejenerasyonu düzenleyen yollar araştırılmalıdır olabilir. Darbeli lazerler kullanmak gibi nöronal rejenerasyon ve diğer ilgili işlemleri kolaylaştırmak, genetik faktörler ve hücre biyolojik değişiklikler ışık tutmaya devam edecektir.
Sorun Giderme:
Bazı ortak sorunları ve bunlarla ilişkili çözümleri burada nitelendirdi.
Hammarlund laboratuarında İş tarafından finanse edilmektedir: NIH hibe R01 NS066082-01 ve T32GM007223, Beckman Vakfı ve Ellison Tıp Vakfı.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktifin Adı | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
---|---|---|---|
0.05 mikron Polistiren Boncuk | Polysciences, Inc. | 08691 | |
0.10 mikron Polistiren Boncuk | Polysciences, Inc. | 00876 | |
Agaroz GPG / LE | Biyoanalitik Amerikan | 00972 | Ultra saf |
Falcon 14 ml Polistiren Yuvarlak Tabanlı Tüp | BD Biosciences | 352057 | 17 x 100 mm tarzı, nonpyrogenic |
Thermo Scientific Düz precleaned mikroskop slaytlar | Erie Bilimsel Şirketi | 420-004T | 3 "x 1" x 1 mm |
Kapak Fiş | VWR | 48366 205 | 18 mm x 18 mm No 1 1 / 2 |
KIMTECH Bilim Kimwipes | Kimberly-Clark | 34155 | |
BD Falcon 100 x 15mm Stil Petri Dish | BD Biosciences | 351029 | |
Teyp boş 3/4w x 500L | TimeMed | T-512 | |
Immersiyon | Nikon | A nd = 1.515 yazın | |
EG1285 veya CZ1200 | C. elegans Genetik Merkezi | http://www.cbs.umn.edu/CGC/strains/ | |
OptiScan II. | ÖNCE Bilimsel | ||
NIS-Elements Ar veya Br | Nikon | ||
MicroPoint Ablasyon Lazer Sistemi | Bilimsel Fotonik | ||
Bileşik mikroskop | Nikon | Eclipse 80i | |
Hamamatsu Kamera | Photonics | Model C8484-05G01 | |
Intel Core 2 Duo işlemcili Dell Precision T3400 PC | Vadi | ||
Windows XP Professional | Microsoft | Sürüm 2002, Seri Pack 3 | |
Çift kuru banyo İnkübatör | Fisher Scientific | Analog kontroller | |
4X Planı Fluor objektif | Nikon | ||
100X Planı Apo VC yağlı objektif | Nikon | ||
Dumont # 5 / 45 forseps | Dumont | 11251-35 | Dumoxel standart ipuçları # 7 de kullanabilirsiniz |
Diseksiyon Mikroskop | Nikon | SMZ800 | NI-150, Yüksek Yoğunluklu aydınlatıcısı ile |
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