$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
تحذير: وينطوي هذا البروتوكول على استخدام أشعة الليزر من الفئة الرابعة، وسيتطلب اتباع مبادئ توجيهية مناسبة للتدريب والسلامة. تجنب التعرض للعين أو الجلد لضوء الليزر المباشر أو المتناثر.
ملاحظة: ويتضمن البروتوكول ست خطوات. يظهر سير العمل في الشكل 1A.
1. وضع العلامات على الخلايا العصبية الفردية باستخدام تقنية الوجه التدريجي
ملاحظة: يتم تحقيق وضع العلامات واحد من LNvs عن طريق التعبير عن mCD8::GFP في LNvs واحد باستخدام التقلس بوساطة التقلسق اللايبة. النمط الجيني لخط الطيران هو: hs-flp; قوات الدفاع الشعبي-Gal4; UAS-FRT-CD2-stop-FRT-mCD8::GFP11,12,13. تردد الحصول على LNv واحد المسمى حوالي 10٪. يتم الحفاظ على مخزونات الطيران في المتوسط القياسي في حاضنات circadian- والرطوبة التي تسيطر عليها 25 درجة مئوية.
- جمع 100-200 البيض داخل 2 ح نافذة بعد الإخصاب على لوحة عصير العنب مع تكملة الخميرة. احتضان الأجنة في 25 درجة مئوية لمدة 24 ساعة وجمع اليرقات instar فقست حديثا للخطوة التالية.
- صدمة الحرارة اليرقات instar فقست حديثا الأولى في 37.5 درجة مئوية لمدة 40 دقيقة مرتين، مع فترة الانتعاش 40 دقيقة في ما بين.
- زراعة اليرقات في 25 درجة مئوية مع ضوابط circadian والرطوبة إلى مرحلة (ق) التنمية المرجوة.
2. تشريح وتركيب اليرقات الدماغ Explants
- تشريح أدمغة اليرقات في محلول ملحي خارجي فسيولوجي (120 مل حمض الكلس، 4 مل ملغكل2،3 م مل كل، 10 م ناهكو3،10 م م الجلوكوز، 10 م م، 10 م، 10 م، 10 م هيبيس، 2 م م كا2+، PH 7.2) تحت مجهر تشريح (4.5x التكبير السلطة) مع اثنين من أزواج من #5 ملقط تشريح طرف القياسية (11 سم). استخدام زوج واحد من الملقط لعقد الجسم اليرقات في مكان والآخر لتشريح بعناية خارج الدماغ. الحفاظ على أقراص العين وفصوص الدماغ والحبل العصبي البطني. إزالة العضلات المرفقة لتقليل حركات العينة أثناء التصوير.
- إعداد شريحة زجاجية (25 × 75 × 1.0 مم3)واستخدام حقنة لرسم غرفة مربعة مع الشحوم فراغ.
- أضف 20 ميكرو لتر من محلول ملحي خارجي إلى الغرفة المربعة مع حواجز الشحوم.
- نقل العقول اليرقات تشريح في الغرفة على الشريحة الزجاجية باستخدام ملقط. ضبط موقف العقول تحت نطاق تشريح لضمان مواجهة الجانب الظهري.
- تغطية الغرفة مع زلة غطاء زجاجي (22 × 22 × 0.15 مم3). يتم تركيب الدماغ اليرقات الآن على الشريحة داخل غرفة مليئة الحل الخارجي المالحة(الشكل 1ب).
ملاحظة: الضغط بلطف على غطاء يحد العقول ويقلل من الانجراف عينة في جلسة التصوير اللاحقة.
3. الفاصل الزمني التصوير الحي
ملاحظة: نقوم بإجراء تجارب التصوير بالفاصل الزمني باستخدام مجهر بؤري مجهز بليزر متعدد الفوتونات. يجب تعديل معلمات الامتلاك لإعدادات التصوير الأخرى.
- تحديد explants الدماغ التي تحتوي على الخلايا العصبية المسماة بشكل فردي باستخدام هدف غمر المياه 40X (NA 1.3) ومصدر ضوء الفلورسنت. لجمع الصور، استخدم ليزر فوتون اثنين ضبطها إلى 920 نانومتر وكاشف غير ممسوح (NDD).
- جمع الصور في 512 × 512 بكسل لكل إطار و 1 دقيقة لكل Z-المكدس لمدة 10 دقيقة. 1).الإعدادات توليد الصور مع دقة x-y-z نموذجية من 0.11 × 0.11 × 0.25 ميكرومتر3.
- جمع سلسلة صورة الفاصل الزمني في غضون 30 دقيقة من تشريح الدماغ. وينبغي استبعاد البيانات التي تحتوي على انحراف مفرط أو تدهور مورفولوجي واضح من المعالجة اللاحقة والتحديد الكمي.
4. تصحيح الانجراف وDeconvolution
ملاحظة: وفقًا لجودة الصورة، كلا الخطوتين اختياريتين ولكن يوصى بهما بشدة.
- افتح ملف صورة مكتسب مع برنامج تصحيح الانجراف. تحرير المعلمات المجهرية لتتناسب مع تلك المستخدمة في التجربة. للبرنامج (انظر جدول المواد)،انقر على تحرير | تحرير المعلمات المجهرية. تعيين نوع المجهر كما widefield للصور اثنين فوتون إذا لم يكن هناك خيار اثنين فوتون واتبع سير العمل المحدد من قبل البرنامج. على سبيل المثال، افتح علامة التبويب Deconvolution | تثبيت الكائن، واختر تثبيت الأطر الزمنية.
- افتح الصورة التي تم تصحيحها بالانجراف في برنامج deconvolution واتبع سير العمل الخاص بها. للحصول على البرنامج (راجع جدول المواد)،حدد الصورة المستقرة ثم انقر فوق Deconvolution | Deconvolution Express. للحصول على نتيجة أفضل، قم بضبط المعلمات باستخدام معالج Deconvolution.
- حفظ الصورة deconvolved في نوع ملف معتمد من قبل برنامج التعليق التوضيحي صورة اللاحقة قادرة على تحليل البيانات 4D والإبلاغ عن الإحداثيات المكانية للبقع المحددة في الصورة (انظر جدول المواد).
5. تعليق توضيحي للصور
- افتح الصورة المتكشّلة في برنامج التعليق التوضيحي للصورة. فحص ووضع علامة نصائح فرع في جميع نقاط الوقت في 3D. يقوم برنامج التعليق التوضيحي للصور بالإبلاغ عن الإحداثيات المكانية والزمنية لتلميحات الفرع المميز وتخزينها. تصدير معلومات الإحداثيات كملف .csv للحسابات اللاحقة.
ملاحظة: الخطوات التالية محددة لبرنامج الشرح الذي استخدمناه (راجع جدول المواد). قد يختلف سير العمل عن البرامج الأخرى.
- ضمن الوحدة النمطية البقع، انقر فوق"تخطي الإنشاء التلقائي، تحرير يدويا"والتحقق من الجزء السفلي"الاتصال التلقائي إلى بقعة محددة" خانة الاختيار(الشكل 3A). انتقل إلى الإطارات في السلسلة الزمنية وحدد فرعًا للتعليق التوضيحي. اضغط على المفتاح Shift وانقر فوق تلميح محطة الفرع لإضافة بقعة. انقر من خلال جميع النقاط الزمنية.
ملاحظة: يربط برنامج التعليق التوضيحي للصور البقع بين الإطارات وينشئ مسارًا تلقائيًا. وترتبط الآن المعلومات المكانية والزمنية لنصائح الفرع ببقع محددة. كرر هذه الخطوات حتى يتم شرح كافة تلميحات الفرع(الشكل 3B).
- ضمن الوحدة النمطية للبقع، انقر على علامة التبويب إحصائيات، واختر مفصلًا وحدد قيم محددة | المنصب. وسيتم عرض المعلومات المسجلة عن الإحداثيات المكانية والزمنية. انقر فوق حفظ أسفل لتصدير هذه المعلومات كملف .csv (الشكل 3C).
6. حساب ديناميات فرع الددريتيك
ملاحظة: باستخدام معلومات الإحداثيات، يمكن حساب إزاحة أطراف الفرع في 3D بسهولة. في دراستنا، يتم تصنيف جميع حركات الفروع الددرية على أنها تمديد أو تراجع. تصف الخطوات التالية كيفية معالجة ملفات .csv باستخدام البرامج النصية R المكتوبة حسب الطلب(ملف تكميلي)وعن طريق إضافة معلومات الاتجاه من خلال التحرير اليدوي.
- افتح ملف .csv كجدول بيانات. حدد العمود تعقب المعرف، وانقر فوق الخيار فرز أصغر إلى أكبر وقبول توسيع التحديد. بعد الفرز، يحدد Track ID كل فرع من الفروع التقشرية الفريدة، وتشترك البقع من نفس الفرع في نفس معرّف المسار. يخزن العمود الوقت معلومات الأطر الزمنية المختلفة.
- في جدول البيانات، أضف عمود المسافة. احسب مسافة كل موقعين متجاورين زمنياً باستخدام إحداثياتهما ووضع القيم في عمود المسافة (الشكل 4A).
- حركات طفيفة على مستوى voxel واحد. استناداً إلى إعدادات التصوير، 0.3 ميكرومتر عادة ما تكون قطع أثرية من الانجراف غير مصححة أو تعليق توضيحي صورة غير مكتملة. تصفية هذه الحركات عن طريق إعادة تعيين كافة قيم المسافة أصغر من 0.3 ميكرومتر إلى 0. معالجة ملفات .csv متعددة يدويًا أو استخدام تصفية عمود الدفعة النصيR. R (ملف تكميلي).
- إنشاء عمود جديد باسم الإزاحة يدوياً في جدول البيانات. نسخ القيم من عمود المسافة إلى عمود الإزاحة. تعيين أحداث الإضافة والتراجع يدويًا لكل طرف فرع. إذا كان ملحقاً، اترك قيمة الإزاحة دون تغيير، وهي قيمة موجبة. إذا كان التراجع، تغيير قيمة الإزاحة المقابلة إلى قيمة سالبة (على سبيل المثال، 0.35 إلى -0.35)(الشكل 4B).
- إنشاء عمود جديد يسمى حدث. في هذا العمود، يدوياً جمع قيم الإزاحة للملحق الفردي وأحداث التراجع(الشكل 4B).
- معالجة جدول البيانات المعدل وتحديد مقدار أحداث التوسيع والتراجع استناداً إلى قيم الإزاحة الخاصة بهم باستخدام مجموع عمود دفعة البرنامج النصي R. R (ملف تكميلي). تتضمن معلمات الإخراج عدد أحداث الإضافة، وعدد أحداث التراجع، والطول التراكمي الموسع، والطول التراكمي المسحوب، وطول صافي التغيير، والطول الإجمالي للسفر .