هنا ، نقدم طريقة لمحاذاة وتقطيع عينات يرقات متعددة من الزرد (Danio rerio) وجمعها على شريحة واحدة لتحليل النسخ المكاني.
مقالة منهجية
هنا ، نقدم طريقة لمحاذاة وتقطيع عينات يرقات متعددة من الزرد (Danio rerio) وجمعها على شريحة واحدة لتحليل النسخ المكاني.
تقنيات النسخ المكاني هي أداة متطورة في البحوث الطبية الحيوية لتصور أنماط التعبير الجيني المسجلة مكانيا. يمكن أن يكون تصوير وتحليل عينات متعددة باستخدام منصات التصوير المكاني مكلفا. يؤدي إجراء هذه الاختبارات على ظروف تجريبية متعددة ، كما هو موضح في الدراسات التنموية ، إلى زيادة التكاليف. لتقليل التكاليف ، سعت هذه الدراسة إلى تحسين تقنيات واستراتيجيات ترتيب عينات النسخ المكاني للدراسات التنموية. هنا ، استخدمت الدراسة أسماك الزرد ، وهي نموذج فقاريات تنموي راسخ وشفاف أثناء التطور ، وله ~ 70٪ تماثل جيني للبشر ، وجينوم مشروح للغاية مثالي لتحليل النسخ. نظرا لصغر حجمها ، يسمح تطوير أسماك الزرد أيضا بوضع مضغوط للأقسام التسلسلية عبر العديد من التكرارات البيولوجية. هنا ، نبلغ عن التثبيت الأمثل والتقطيع بالتبريد والمحاذاة الموثوقة لعينات الأسماك المتعددة داخل منطقة التصوير لمنصة التصوير المكاني للتهجين المتعدد في الموقع. باستخدام هذه الطريقة ، يمكن بنجاح قطع أسماك الزرد التي يصل وزنها إلى 15 يوما بعد الإخصاب (dpf) من 4 قوالب مختلفة على الأقل وما يصل إلى 174 قسما ، وجمعها في منطقة التصوير 22 مم 10.5 مم (لشريحة النسخ المكاني في الموقع ) ، ومعالجتها في وقت واحد. استنادا إلى جودة القسم ومحاذاة العينة وحجم العينة لكل شريحة ، تعمل هذه الطريقة في أسماك الزرد على تحسين الإخراج وتكلفة العينة لتقنيات النسخ المكاني.
يظل تقييم أنماط التعبير المميزة مكانيا في الأنسجة أمرا بالغ الأهمية لفهمنا للتأثيرات الجينومية في التطور والسرطان والمرض1،2،3. يجمع النسخ المكاني بين تقنيات التعبير المتعدد مع التسجيل المكاني للتعبير في الأنسجة. صاغ Ståhl وزملاؤه "النسخ المكانية" لأولمرة ، حيث تم فحص عينات السرطان المركبة باستخدام تسلسل الجيل التالي في الموقع . منذ ذلك الوقت ، تم استخدام "النسخ المكانية" كصيد شامل لدراسات التعبير عالية الإنتاجية جنبا إلى جنب مع التسجيل المكاني. في حين أن هذه أدوات قوية ، إلا أنها أيضا مشاريع باهظة الثمن تتطلب استثمارات مؤسسية كبيرة وتكاليف معملية قبل إنشاء البيانات5. هناك طلب كبير على استراتيجيات تقليل التكلفة مع الحفاظ على البيانات عالية الجودة.
أصبحت أسماك الزرد ، Danio rerio ، نظاما نموذجيا مهما لدراسة علم الأحياء التنموي وتوفر وسيلة لمضاعفة تحليلات الأعضاء (والكائن الحي) للفقاريات بالكامل في مساحة محدودة. أسماك الزرد صغيرة (4-6 مم على شكل يرقات و 2-3 سم كبالغين) ويمكنها وضع مئات البيض الشفاف في وقتواحد 6. يتم تخصيب أجنة الزرد خارجيا وتتطور بسرعة ، مما يسمح للباحثين بإدخال الجينات المعدلة وراثيا في المراحل المبكرة من التطور لتوليد أليلات كسب وفقدان الوظيفةبسهولة. يعد تركيب عينات متعددة على شريحة واحدة استراتيجية جذابة لتقليل التكاليف. تجعل خصوبتها العالية وصغر حجمها من سمك الزرد مرشحا مثاليا لمضاعفة فحوصات النسخ المكانية التي قيدت مساحة العينات8.
يعد التقطيع بالتبريد ليرقات الزرد تقنية صعبة. لم يتم تحسين العديد من منصات النسخ المكانية لأقسام بارافين الزرد وتتطلب عمليات القطع بالتبريد عند العمل مع أسماك الزرد ككائن حي نموذجي للحفاظ على بنية الأنسجة والاحتفاظ بنصوص الحمض النووي الريبي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحجم الصغير لأسماك الزرد يجعل من الصعب الحصول على عمليات القطع بالتبريد عالية الجودة وتحليل عينات متعددة بشكل فعال. تصبح هذه المهمة أكثر صعوبة عند العمل مع يرقات الزرد الأصغر حجما والأكثر هشاشة من نظيراتها البالغة. للتغلب على هذه التحديات ، نصف طريقة تقوم بمحاذاة عينات متعددة بشكل موثوق وتستخدم منطقة التصوير لمنصات التصوير المكاني بكفاءة للحصول على العديد من الأقسام عالية الجودة على شريحة واحدة يمكن بعد ذلك تصويرها وتحليلها بواسطة منصات التصوير المكاني (الشكل 1). في هذه الحالة ، يتم تطبيق هذه الطريقة على منصة تصوير النسخ المكاني.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتبع هذا البروتوكول إرشادات لجنة رعاية واستخدامها المؤسسية في كلية دارتموث.
1. تحضير ناظم البرد
2. تحضير قالب القاعدة القابل للتصرف
3. تحضير الثلج الجاف: حمام الإيثانول 100٪
4. القتل الرحيم للعينات
5. التضمين والمحاذاة
6. التقطيع بالتبريد
7. إصلاح العينة
8. تلطيخ الأقسام
9. التصوير النسخي المكاني وتحليل الأقسام
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذه الطريقة (الشكل 1) ، يتم استخدام سمك الزرد كنموذج حيواني للتحقيق في أنماط التعبير الجيني التي تم حلها مكانيا. يعد التقطيع بالتبريد ليرقات الزرد بكفاءة للتصوير المكاني أمرا صعبا. يجب أن تكون الأقسام عالية الجودة للاحتفاظ ببنية الأنسجة والجينات التي يمكن اكتشافها (الشكل 4). يجب محاذاة الأقسام التي تحتوي على عينات متعددة للتصوير الفعال مكانيا بدقة لتحليل مناطق الاهتمام عبر جميع العينات (الشكل 2 والشكل
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يقدم هذا التقرير حلولا مفصلة للعديد من التحديات التقنية المرتبطة بأسماك الزرد ككائن حي نموذجي في تحليل النسخ المكاني أثناء التطوير. في مواجهة هذه التحديات ، يعمل ترتيب العينات المدمجة لدينا على تحسين التكاليف على منصات النسخ المكانية الناشئة1. يعد استئصال يرقات الزرد بالتبريد للتصوير المكاني أمرا صعبا. يجب أن تحتفظ الأقسام ببنية الأنسجة الكافية وجودة النسخ للتنفيذ التجريبي المرضي والتحليل المكاني في اتجاه مجرىالنهر 8. يجب محاذاة الشرائح الت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي إفصاحات أو تضارب في المصالح فيما يتعلق بهذا التقرير.
تم إجراء التقسيم والتصوير باستخدام الأدوات التي توفرها الموارد المشتركة في مركز دارتموث للسرطان ، بتمويل من منحة دعم مركز السرطان NCI 5P30CA023108 ، ومركز البيولوجيا الكمي في كلية دارتموث (NIGMS COBRE).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1 لتر دورق | بيركس | 1003 | |
| 200 دليل على الإيثانول النقي | Koptec | V1001 | |
| حمض الخليك ، جليدي | VWR | 0714 | الكحول المحمض |
| غطاء رقائق | |||
| زلات | Epredia | 24X50-1.5-001G | |
| قالب قاعدة يمكن التخلص | منه فيشر هيلث | كير 22-363-556 | |
| الماء | |||
| DPX mountant | Sigma-Aldrich | 06522 | mountant للأنسجة |
| كريات | |||
| Dumont #5SF ملقط | أدوات العلوم الدقيقة | 11252-00 | |
| Eosin-Y الكحولي | Epredia | 71204 | Eosin Y 1٪ |
| الخياشيم 1 Hematoxylin | Epredia | 72411 | الهيماتوكسيلين |
| Kimwipe | Kimberly-Clark Professional | 34120 | ملصق ماصة وخالي من النسالة |
| VWR | 89097-934 | ||
| Microtome blade MX35 Ultra | Epredia | 3053835 | |
| Microtome Cryostat | Thermo Scientific | Microme HM 525 | |
| O.C.T. مركب | فيشر هيلث كير | 23-730-571 | وسط التجميد |
| بارافورمالديهايد | سيجما ألدريتش | 158127 | PFA |
| العلامة الدائمة | VWR | 52877-886 | |
| المنقلة | |||
| الآمنة الزيلين البديلة | فيشربراند | 68551-16-6 | الزيلين |
| شفرات أحادية الحافة الخط | الأمريكي | 66-0407 | |
| Steriomicroscope | Zeiss | 4350639000 | Stemi 305 ث / بقعة مزدوجة LED (4355259020) ومختبر Stand K (4354259010) Superfrost |
| Plus Micro Slides | VWR | 48311-703 | |
| نقل ماصة | |||
| Xenium V1 شريحة | 10X / Xenium | 3000941 | شريحة تصوير النسخ المكاني |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن