Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışma, dekapitasyon, fiksasyon, kriyoseksiyon, floresan boyama, immün boyama ve görüntülemeyi içeren, konfokal ve multifoton görüntülemeye genişletilebilen basitleştirilmiş bir doku işleme protokolü sunmaktadır. Yöntem, gelişmiş motor becerilere olan ihtiyacı atlayarak karmaşık diseksiyonlarla karşılaştırılabilir etkinliği korur. Kantitatif görüntü analizi, kapsamlı bir araştırma potansiyeli sağlar.
Drosophila melanogaster beyinlerinin immün boyama, karmaşık davranışların, nöral devrelerin ve protein ekspresyon modellerinin arkasındaki mekanizmaları keşfetmek için gereklidir. Geleneksel yöntemler genellikle karmaşık diseksiyon yapmak, doku bütünlüğünü korumak ve yüksek çözünürlüklü görüntüleme sırasında belirli ifade kalıplarını görselleştirmek gibi zorlukları içerir. Kriyoseksiyonu floresan boyama ve immün boyama ile birleştiren optimize edilmiş bir protokol sunuyoruz. Bu yöntem, doku korumasını ve sinyal netliğini artırır ve Drosophila beyin görüntülemesi için zahmetli diseksiyon ihtiyacını azaltır. Yöntem, hızlı diseksiyon, optimal fiksasyon, kriyoproteksiyon ve kriyoseksiyon, ardından floresan boyama ve immüno-boyama gerektirir. Protokol, doku hasarını önemli ölçüde azaltır, antikor penetrasyonunu artırır ve keskin, iyi tanımlanmış görüntüler verir. Bu yaklaşımın etkinliğini, belirli nöral popülasyonları ve sinaptik proteinleri yüksek doğrulukla görselleştirerek gösteriyoruz. Bu çok yönlü yöntem, yetişkin beynindeki çeşitli protein belirteçlerinin birden fazla z-düzleminde analizine izin verir ve diğer dokular ve model organizmalar için uyarlanabilir. Protokol, Drosophila nörobiyoloji çalışmalarında yüksek kaliteli immünohistokimya yürüten araştırmacılar için güvenilir ve verimli bir araç sağlar. Bu yöntemin ayrıntılı görselleştirmesi, nöroanatomi, patoloji ve protein lokalizasyonunun kapsamlı analizini kolaylaştırır ve bu da onu sinirbilim araştırmaları için özellikle değerli kılar.
Sosyal etkileşimler 1, duyusal algı ve işleme2, öğrenme 3, hareket 4'e kadar değişen karmaşık davranışlar beyin tarafından yönlendirilir. Nörolojik bozukluklar da giderek daha yaygın hale gelmekte ve zamanla artacağı tahmin edilmektedir 5,6. Beynin hem sağlıkta hem de hastalıkta nasıl çalıştığını incelemek çok önemlidir. Moleküler biyolojinin merkezi dogması, biyolojik birimlerin en önemli işlevlerinden birinin proteinler7 olduğunu ve hem ne kadar hem de nerede ifade edildiklerinin beynin nasıl çalıştığını anlamak için kritik öneme sahip olduğunu öne sürer.
Yaygın olarak meyve sineği olarak bilinen Drosophila melanogaster, yaşlanma ve patofizyolojik koşullar altında beyin fonksiyonlarını incelemek için oldukça değerli bir modeldir8. Drosophila'da gelişmiş genetik araçların mevcudiyeti, araştırmacıların hemen hemen her proteinin 9 işlevini keşfetmelerini sağlarve hemen hemen her gen için kapsamlı genetik kütüphaneler kolayca erişilebilir10. Kısa ömrü ve yüksek üreme oranı ile birleştiğinde, bu özellikler Drosophila'yı beyin araştırmaları için olağanüstü bir model haline getirmektedir11. Bu, sineğin12 tam bir beyin haritasının geliştirilmesi de dahil olmak üzere önemli başarılara yol açtı ve hatta sirkadiyen ritimlerin ve moleküler saatlerin 13,14,15 nöronal mekanizmalarını aydınlatmak için Nobel Ödülü'ne katkıda bulundu. Sonuç olarak, Drosophila güçlü ve çok yönlü bir sistem olmaya devam ediyor, beyin fonksiyonu anlayışımızı ilerletiyor ve nörolojik süreçler hakkında benzeri görülmemiş bilgiler sağlıyor.
İmmünohistokimya ve immünofloresan, protein ekspresyonunu yerinde incelemek için temel araçlardır.Sadece yarı kantitatif analize izin veren ve tipik olarak toplu doku16'da gerçekleştirilen Western Blot gibi tekniklerin veya protein seviyesi17'yi ölçmek için kütle spektrometresi gibi karmaşık ve pahalı tekniklerin aksine, immünohistokimya nispeten basittir ve hem protein ekspresyonunun nicelleştirilmesine hem de bir doku veya hücre içindeki bir proteinin lokalizasyonunu ölçmeye izin verir. Daha da önemlisi, floresan immünohistokimya, belirli hücre tiplerini ve dokuları tanımlamak veya aynı dokudaki birden fazla soruyu yanıtlamak için birden fazla proteini ölçmek için çoğullanabilir. Ek olarak, doku fiksasyonu, farklı deneysel koşullar, genotipler, yaşlar ve sirkadiyen zaman noktaları arasında karşılaştırmalara izin verebilir. Bununla birlikte, floresan immünohistokimyası zor olabilir ve birçok faktör görüntü kalitesini etkileyebilir. Drosophila beyinleri için bu optimize edilmiş kriyoseksiyon ve immünoboyama protokolü, doku korumasını, antikor penetrasyonunu ve nöral popülasyonların ve protein belirteçlerinin görselleştirilmesini iyileştirerek yüksek çözünürlüklü görüntülemeyi geliştirmeyi amaçlar. Karmaşık diseksiyon, doku hasarı ve tüm beyin montajlarıyla ilişkili sınırlı görüntüleme çözünürlüğü gibi geleneksel yöntemlerdeki zorlukları ele almak için geliştirilmiştir18. Bu protokol, birden fazla z-düzleminde yapısal bütünlük ve keskin görüntüleme sağlamak için kriyoseksiyonu floresan boyama ile birleştirir. Tam montajlı preparatlarla karşılaştırıldığında, bu yöntem distorsiyonu en aza indirir, daha derin antikor difüzyonunu kolaylaştırır ve net nöroanatomik ve protein lokalizasyon analizleri sağlar18. Çok yönlülüğü, diğer dokular ve model organizmalar için adaptasyona izin vererek sinirbilim araştırmaları için güvenilir ve verimli bir araç sunar19,20. Hemen hemen her proteine bakmak için uyarlanabilir ve herhangi bir durumu, hastalığı veya modeli incelemek için uygulanabilir.
1. Ekipmanın hazırlanması
2. Çözeltilerin hazırlanması
3. Doku toplanması
4. Tüm dokunun fiksasyonu
5. Kalıp hazırlama
6. Kalıpların kriyopeksiyonu
NOT: Deney grubu kalıpları kesmeden önce genellikle boş bir kalıp hazırlanması ve kesilmesi tavsiye edilir. Bu, dokuyu bölmeden hemen önce tekerlek, bıçak ve yuvarlanma önleyici camın düzgün çalışmasını sağlar.
7. Boyama ve IHC
NOT: Bu protokol için yöntem, konjuge olmayan bir primer antikor kullanarak IHC'yi detaylandıracaktır. Florokrom konjuge antikorlar veya tek bir aşamada gerçekleştirilebilen diğer floresan boyalar, her ikisi birlikte kullanılacaksa ikincil antikor ile birlikte kullanılmalıdır.
8. Görüntüleme için montaj ve hazırlık
9. Görüntü edinme
NOT: Görüntü yakalama için Olympus Cell Sense Dimensions yazılımının kullanımı ayrıntılı olarak açıklanacaktır.
10. Nicelik belirleme
NOT: Miktar tayini çeşitli yazılımlar kullanılarak gerçekleştirilebilir. Burada, Olympus CellSense Dimensions'ın kullanımına atıfta bulunulmaktadır.
Yukarıda açıklanan yöntem, yetişkin sinek beyinlerinin güvenilir bir şekilde ve sıkıcı diseksiyon olmadan floresan görüntülemesine izin verir. Şekil 1'de basit bir şekilde gösterildiği gibi, yöntem basittir ve tüm numuneler, ekipman ve malzemeler hazırsa hızlı bir şekilde gerçekleştirilebilir. Alternatif olarak, OCT kalıp aşamasında -80 °C'lik depolama kullanılarak, numuneler daha sonra kullanıl...
Burada, kriyoseksiyonlu Drosophila kafalarının hassas floresan görüntülemesi için bir protokol sunuyoruz. Bu, birkaç önemli pozitifi olan basit bir yaklaşımdır. Yani, yöntemler temel laboratuvar güvenliği eğitimi almış herkesin tamamlayabileceği kadar basittir, yüksek kaliteli antikorların bulunduğu herhangi bir proteinin ekspresyonunu ölçmek için uyarlanabilirler ve hem ilgilenilen bir proteinin ne kadar ifade edildiğinin hem de bu ifadenin kafa boyunca...
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Protokolün geliştirilmesi için değerli geri bildirimlerle yardımcı oldukları için Melkani laboratuvarı üyelerine teşekkür ederiz. Sinek stokları, Elav-Gal4 (BL#458) ve UAS-ApoE4 (BL#76607) Bloomington Drosophila Stok Merkezi'nden (Bloomington, IN, ABD) elde edildi. Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) hibeleri AG065992 ve GCM'ye RF1NS133378 tarafından desteklenmiştir. Bu çalışma aynı zamanda UAB Startup fonları 3123226 ve G.C.M.'ye 3123227 tarafından da desteklenmektedir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1000 uL Pipette | Eppendorf | 3123000063 | |
1000 uL Pipette Tips | Olympus Plastics | 23-165R | |
10X Phosphate Buffered Saline (PBS) | Fisher | J62036.K7 | ph=7.4 |
200 Proof Ethanol | Decon Laboratories | 64-17-5 | |
20X Tris Buffered Saline | Thermo Scientific | J60877.K2 | pH=7.4 |
AF750 Goat Anti-Mouse Secondary Antibody | Alexa Fluor | A21037 | |
Anti-Roll Glass | IMEB | AR-14047742497 | |
ApoE Mouse Primary Antibody | Santa Cruz | SC13521 | |
Bovine Serum Albumin | Fisher | 9048-46-8 | |
Centrifuge Tubes 1.5 mL | Fisher | 05-408-129 | |
Charged Slides | Globe Scientific | 1415-15 | |
Cryosectioning Molds | Fisher | 2363553 | |
Cryostat | Leica | CM 3050 S | |
Cryostat Blades | C.L. Sturkey | DT554N50 | |
Distilled Water | |||
Dry Ice | ??? | ??? | |
Fine Forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | |
Fly Pad | Tritech Research | MINJ-DROS-FP | |
Hardening mounting Media with Dapi | Vectashield | H-1800 | |
Kimwipes | Kimtech | 34120 | |
Microscope | Olympus | SZ61 | |
Nile Red | Sigma | N3013 | |
Optimal Cutting Temperature Compound | Fisher | 4585 | |
Orbital Shaker | OHAUS | SHLD0415DG | |
Paraformaldehyde 20% | Electron Microscopy Sciences | 15713 | |
Razor Blades | Gravey | #40475 | |
Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-10 | |
Sucrose | Fisher | S5-500 |
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