في هذا الفيديو، تم عرض إجراء الاستئصال بالليزر ثنائي الفوتون ، مما يتيح التدمير الانتقائي للخلايا العصبية الفلورية في يرقات الزرد المجمدة بالأغاروز. يؤكد التصوير عالي الدقة قبل الإجراء وبعده تلف الخلايا العصبية الفعال ، كما لوحظ من خلال غياب التألق.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
788 مشاهدة
⸱
مايو 29, 2025
في هذا الفيديو، تم عرض إجراء الاستئصال بالليزر ثنائي الفوتون ، مما يتيح التدمير الانتقائي للخلايا العصبية الفلورية في يرقات الزرد المجمدة بالأغاروز. يؤكد التصوير عالي الدقة قبل الإجراء وبعده تلف الخلايا العصبية الفعال ، كما لوحظ من خلال غياب التألق.
ابدأ بإعداد تزاوج خط Gal4 الذي يصنف الخلايا العصبية المحددة المراد دراستها و UAS: EGFP أو UAShspzGCaMP6s. تأكد من استخدام nacre لكلا الوالدين بحيث nacre يمكن الحصول على متماثل الزيجوت.
NOTE: متماثل الزيجوت من nacre لا تحتوي على ميلانوفورات على سطح الجسم (الشكل 1 ب)). في هذه الدراسة ، يتم استخدام خط Gal4 gSAIzGFFM119B (الذي يصنف pretectum) وخط Gal4 آخر hspGFFDMC76A (الذي يصنف ILH (فص ما تحت المهاد).
في اليوم التالي من إعداد التزاوج، اجمع بيض الزرد، وارفعها إلى مرحلة اليرقات وعند هذه النقطة ستعبر الخلايا العصبية ذات الأهمية عن مراسلي الفلورسنت.
قم بتركيب يرقة الزرد في 2٪ نقطة انصهار منخفضة الاغاروز (الشكل 1 ب).
ابدأ بتحضير محلول مخزون الاغاروز بنسبة 2٪: قم بإذابة 2 جم من مسحوق الاغاروز منخفض نقطة الانصهار في 100 مل من ماء النظام (i.e.، الماء المستخدم للحفاظ على أسماك الزرد البالغة في نظام المياه المتداولة) أو الماء E3، عن طريق إحضار الماء إلى نقطة الغليان في الميكروويف، والخلط بقوة.
قم بتسخين مخزون الاغاروز منخفض نقطة الانصهار بنسبة 2٪ حتى يغلي. صب 3.5-4.0 مل من الاغاروز على غطاء طبق بتري مقاس 6 سم. انتظر حتى يبرد الاغاروز حتى يصبح دافئا عند لمسه قبل المتابعة.
بعد ذلك، ضع يرقة واحدة (غير مخدرة في هذه الخطوة) في الاغاروز. استمر في ضبط موضع اليرقة واتجاهها بحيث تكون منتصبة ، باستخدام إبرة تشريح (الشكل 1 ج) ، حتى تصلب الاغاروز لضمان الوضع الصحيح لليرقة.
NOTE: ستستمر اليرقة في السباحة بينما تصلب الاغاروز.
بمجرد وضع اليرقة ، اترك 5 دقائق حتى يتجمد الاغاروز تماما.
صب 5 مل من محلول التريكيين (0.4٪ بتركيز عمل 1x) فوق الاغاروز.
NOTE: لتجنب حركات اليرقات أثناء الاستئصال بالليزر ، يجب أن تبقى اليرقات مخدرة طوال عملية الاستئصال.
استئصال اليرقة باستخدام وظيفة التبييض في نظام مجهر ليزر ثنائي الفوتون.
ابدأ برنامج الحصول على الصور وانقر فوق الزر "تشغيل" في علامة التبويب "الليزر" لتشغيل الليزر (الشكل 1D). انتظر حتى تتغير "حالة" الليزر من "مشغول" إلى "مغلق في الوضع".
في علامة التبويب "القنوات"، اضبط الطول الموجي لليزر على 880 نانومتر (الطاقة القصوى: حوالي 2,300 ميجاوات) لاستئصال EGFP (بروتين الفلورسنت الأخضر المحسن) ، أو عند 800 نانومتر (الطاقة القصوى: حوالي 2,600 ميجاواط) لاستئصال GCaMP.
حدد العدسة الموضوعية 20X عن طريق تحريك مسدس العدسة يدويا. انقر فوق علامة التبويب "تحديد الموقع" ، وانقر فوق "GFP" (بروتين الفلورسنت الأخضر) لتغيير المسارات البصرية ، وعرض التألق مباشرة عن طريق العين.
حدد موقع دماغ يرقات الزرد في مركز الرؤية ؛ ثم انقر فوق علامة التبويب "اكتساب" للعودة إلى الفحص المجهري ثنائي الفوتون.
كسجل لحالة "قبل الاستئصال"، التقط صورة z-stack باستخدام العدسة الموضوعية 20X بسرعة مسح ضوئي عالية (لتجنب التلف الحراري). قارن لاحقا الصور الملتقطة قبل تجارب الاستئصال وبعدها (الشكل 2 أ). للحصول على z-stack ، انقر فوق "Z-Stack" لتحديد خيار z-stack وتوسيع علامة التبويب. اضبط الحد الأدنى (انقر فوق الزر "تعيين أولا") بعد التركيز على الطرف البطني لدماغ اليرقات ، وقم بتعيين الحد الأعلى (انقر فوق الزر "تعيين الأخير") بعد التركيز على الجزء الظهري من السطح الظهري للدماغ. ثم انقر فوق الزر "بدء التجربة" لتشغيل الحصول على صور z-stack.
حدد العدسة الموضوعية 63X عن طريق تحريك مسدس العدسة يدويا.
انقر فوق علامة التبويب "تحديد الموقع" للتبديل إلى الفحص المجهري epi-fluorescent ، وحدد موقع الخلايا المراد استئصالها في مركز الرؤية بالعين ، ثم انقر فوق علامة التبويب "اكتساب" للعودة إلى الفحص المجهري بالليزر.
في علامة التبويب "وضع الاستحواذ" ، اضبط "حجم الإطار" على 256 × 256. انقر فوق "مباشر" وراقب الخلايا العصبية ذات الأهمية.
بدءا من الجانب الظهري الأكبر، ابحث عن مستوى بؤري تكون فيه الخلايا المراد استئصالها في بؤرة التركيز.
ضع علامة على مساحة دائرية صغيرة تبلغ حوالي ثلث حجم الخلية في قطر كل خلية عصبية كمنطقة اهتمام (ROI) باستخدام وظيفة "المناطق".
اضبط سرعة المسح الضوئي على 13.93 ثانية/256 × 256 بكسل (134.42 ميكرومتر × 134.42 ميكرومتر)، وهو ما يتوافق مع وقت سكون الليزر البالغ حوالي 200 ميكرو ثانية/بكسل، أو 200 ميكرو ثانية/0.5 ميكرومتر. أيضا ، قم بتعيين 4 تكرارات ("دورة التكرار: 4"). بدلا من ذلك ، قم بتحسين عدد التكرارات وسرعة المسح الضوئي بحيث يتم تحقيق الاستئصال الكافي.
قم بأداء وظيفة "التبييض" للاستئصال ، بالاشتراك مع "السلسلة الزمنية (دورتان)" لتصوير العينة (قبل وبعد الاستئصال) و "المناطق" (لتعيين عائد الاستثمار) أو الوظائف المكافئة في البرنامج المستخدم (الشكل 1D).
من خلال مقارنة الصورة الأولى (قبل الاستئصال) والصورة الثانية (بعد الاستئصال) في دورة السلسلة الزمنية ، تأكد من أنه بعد التبييض ، ينخفض التألق في الخلايا المستهدفة إلى ذلك الذي لوحظ على مستوى الخلفية (الشكل 2 ب).
إذا كان التألق لا يزال موجودا بعد الاستئصال، فقم بزيادة عدد التكرارات.
بعد ذلك، حرك المستوى البؤري أعمق قليلا (i.e. ، باتجاه الجانب البطني) ، واختر المستوى البؤري التالي حيث تظهر الخلايا غير المستثنية.
أداء وظيفة التبييض. كرر هذه الخطوات حتى يتم استئصال جميع الخلايا في البنية العصبية ذات الاهتمام.
بعد المرور عبر جميع المستويات البؤرية التي تغطي الهياكل العصبية المراد استئصالها، تحقق من الخلايا بحثا عن التألق الملغى. إذا تبين أن بعض الخلايا لا تزال فلورية بسبب عدم كفاية الاستئصال ، فقم بإشعاعها بالليزر مرة أخرى كما هو موضح أعلاه.
إذا احتاجت اليرقة إلى الاسترداد من الاغاروز بعد تشعيع الليزر، فلا تحاول إجبارها على الخروج من الاغاروز لأن ذلك قد يؤدي إلى إتلاف اليرقة. بدلا من ذلك ، قم بعمل قطع صغيرة بعناية في الاغاروز حول اليرقة بشكل عمودي على سطح جسمها. ثم انتظر حتى تسبح اليرقة من الاغاروز من تلقاء نفسها عندما يتلاشى المخدر.
انتقل إلى اليرقة التالية للاستئصال أو قم بإجراء تجارب التحكم باستخدام مجموعة أخرى من الخلايا العصبية غير المشاركة في السلوك قيد التحقيق.
NOTE: هنا، كعنصر تحكم، الخلايا العصبية للبصيلة الشمية في UAS: EGFP؛ gSAIzGFFM119B تم استئصال اليرقات بالليزر باستخدام نفس البروتوكول الموضح أعلاه (الشكل 2 أ، يمين).
اترك عدة ساعات أو 1 يوم للتعافي قبل المتابعة إلى التصوير المتردد أو التسجيل السلوكي. خلال فترة التعافي هذه ، تحقق من صحة اليرقات (i.e. ، السباحة العفوية العادية ، لا يوجد تلف حراري واضح حول المنطقة المفصولة ، etc.) وقم بإزالة اليرقات التي تظهر أي علامات من سوء الصحة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.