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Article de méthode

Visualiser la Formation d’adhérences dans les cellules par le biais de pointe tourne disque-Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy

6K vues

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DOI :

10.3791/58756

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21 janvier 2019

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Dans cet article

Résumé

Un microscope perfectionné permettant de rapides et de haute résolution d’imagerie de la membrane plasmique isolée et le volume intracellulaire environnant, est présenté. L’intégration de la filature de microscopie de fluorescence de réflexion interne disque et total dans un seul montage permet de vivre des expériences d’imagerie à des vitesses d’acquisition élevée jusqu'à 3,5 s par la pile de l’image.

Résumé

Dans les cellules vivantes, les processus tels que la formation d’adhérences impliquent des changements structurels importants dans la membrane plasmique et l’intérieur de la cellule. Afin de visualiser ces événements très dynamiques, on a combiné les deux techniques de microscopie optique complémentaire permettant l’imagerie rapide des échantillons vivants : filature de la microscopie (SD) de disque pour l’enregistrement de volume rapide et haute résolution et de la réflexion totale interne microscopie de fluorescence (FRBR) pour la localisation précise et visualisation de la membrane plasmique. Un protocole d’imagerie complète et s’affichera pour les guider dans la préparation de l’échantillon, l’étalonnage de microscope, formation d’images et acquisition, résultant en une série d’imagerie live avec haute résolution spatio-temporelle du SD-FRBR multicolore. Toutes les étapes de post-traitement image nécessaire pour générer multidimensionnelle datasets imagerie direct, c'est-à-dire l’enregistrement et la combinaison des canaux individuels, sont fournis dans une macro autonome écrite pour le logiciel open source ImageJ. L’imagerie des protéines fluorescentes au cours de l’initiation et la maturation des complexes de l’adhérence, ainsi que la formation du réseau d’actine du cytosquelette, a été utilisé comme une preuve de principe pour cette approche originale. La combinaison de la microscopie 3D de haute résolution et de la FRBR a fourni une description détaillée de ces processus complexes dans l’environnement cellulaire et, en même temps, une localisation précise des molécules associées aux membranes détecté avec une haute rapport de signal-à-fond.

Introduction

Nos jours, les techniques de microscopie optique fournissant l’imagerie haute/super résolution en fixe et spécimen vivant sont développent rapidement. Techniques de super-résolution telles que stimulent d’émission microscopie d’illumination épuisement (STED), structuré (SIM) et la microscopie de photoactivation localisation (PALM) ou microscopie directes de reconstruction stochastique optique (STORM), respectivement, sont disponible dans le commerce et permettent l’imagerie des structures subcellulaires, montrant des détails presque à l’échelle moléculaire1,2,3,

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Protocole

1. préparation des cellules

  1. Deux jours avant l’expérience, les semences 3 * 105 HeLa ou NIH3T3 cellules dans 2 mL de milieu de culture complet / puits d’une plaque de 6 puits culture cellulaire. Veiller à ce que les cellules sont traitées dans une hotte à flux laminaire tout au long de ce protocole.
  2. Un jour avant l’expérience, préparer les réactifs de transfection selon les recommandations du fabricant ou un protocole déterminé empiriquement, par exemple:
    1. Diluer 1 µg de DP-Lifeact et 1 µg de YFP-Vinculine dans un total de 200 µL de milieu de sérum réduit. Vortex le réactif de transfection brièvement, ajouter 4 µL à 200 µ....

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Résultats

Afin de montrer le potentiel de l’imagerie de SD-FRBR, qu'un essai a été développé qui devrait révéler l’organisation spatio-temporelle des complexes d’adhérence cellule-matrice et leur interaction avec le cytosquelette au cours de l’adhésion cellulaire. Par conséquent, adhérent HeLa ou, alternativement, NIH3T3 cellules ont été transfectées avec YFP-Vinculine et DP-Lifeact pendant 18 à 24 heures, trypsinisées et boutonnée sur plats bas de verre enduit de la fibronectine. Ces lignées cellu.......

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Discussion

Dans le présent document a été présenté la première mise en œuvre réussie de la SD et TIRF microscopie dans une configuration adaptée pour réaliser des expériences d’imagerie de cellules vivantes, c'est-à-dire taux d’acquisition élevée tels que 2 cheminées d’image SD-FRBR / minute à 3 différents stade postes, correspondant à un total de 168 images (environ 3 images par seconde), ont été acquises. Les microscopes de SD-FRBR quelques qui ont été décrits précédemment12,

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Nous remercions grandement les scientifiques de l’université médicale centre Hamburg-Eppendorf pour nous soutenir avec des échantillons pour évaluation. À savoir, nous remercions Sabine Windhorst de cellules NIH3T3, Andrea Mordhorst pour YFP-Vinculine et Maren Rudolph pour DP-Lifeact.

....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Microscope et accessoires
Microscope SD-TIRFVisitron Systems
Ti avec système de mise au point parfaiteNikonSupport de microscope inversé
CSU-W1 T2YokogawaUnité de disque rotatif en configuration à deux caméras
iLAS2  ;Scanner TIRF/FRAPde Roper Scientific
Evolve  ;Caméras photometrixEM-CCD
Étage PiezoZélectroniques LudlÉtage Z motorisé Étage
XY Bioprécision2électroniquesÉtage XY motorisé
d’incubation supérieure de la scèneOkolabBold LineTempérature, CO2 et approvisionnement en humidité
Culture cellulaire
Cellules cancéreuses du col de l’utérusHeLa DSMZACC-57
NIH3T3 fibroblastesDSMZACC-59
Solution saline tamponnée au phosphate de Dulbecco (PBS)Gibco14190144
Trypsine-EDTA 0,05 %Gibco25300054
Dulbecco’s Modified Eagle Medium + GlutaMAX-I (DMEM)gibco31966-021
OptiMEMGibco31985070Sérum de
veau fœtal réduit (FCS)Gibco10500064
Pénicilline/Streptomycine (PenStrep)Gibco15140148
Milieu de croissance complet (DMEM complété par 10 % de FCS et 1 % de PenStrep)
TurboFectThermoFisher ScientificR0531Transfection réactif
Acide ascorbique (AA)SigmaA544-25G
Plaque de culture cellulaire à 6 puitsSarstedt83.392
Plats à fond en verreMatTekP35G-1.5-10-C35mm, 0.17mm lamelle en verre
Fibronectine, plasma bovinThermoFisher Scientific33010018
Neubauer chambre amélioréeVWR631-0696
Perles TetraSpeckThermoFisher ScientificT7279
Plasmides
RFP-LifeactMaren Rudolph, Institut de microbiologie médicale, Centre médical universitaire de Hambourg Eppendorf, Allemagne
YFP-VinculinAndrea Mordhorst, Institut de microbiologie médicale, Centre médical universitaire de Hambourg Eppendorf, Allemagne
Software and plugins
VisiViewVisitron SystemsVersion 3
ImageJVersion 1.52c
Turboreg plugin
http://bigwww.epfl.ch/thevenaz/turboreg/ Macro « SD-TIRF_helper_JoVE.ijm"cette publicationhttps://github.com/bzobiak/ImageJ
VolocityPerkinElmerversion 6.2.2
Produits Produits Ludl Chambre

Références

  1. Hell, S. W., Wichmann, J. Breaking the diffraction resolution limit by stimulated emission: stimulated-emission-depletion fluorescence microscopy. Optics Letters. 19 (11), 780(1994).
  2. Gustafsson, M. G. L.

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Réimpressions et autorisations

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