本文提供了一种详细的实验方案,用于对Drosophila卵巢微环境中生殖系干细胞(GSCs)的不对称分裂进行活体成像。我们使用了一种转基因品系,该品系普遍表达一种绿色荧光蛋白(GFP)与谱斑体蛋白Par-1的融合蛋白。
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本文提供了一种详细的实验方案,用于对Drosophila卵巢微环境中生殖系干细胞(GSCs)的不对称分裂进行活体成像。我们使用了一种转基因品系,该品系普遍表达一种绿色荧光蛋白(GFP)与谱斑体蛋白Par-1的融合蛋白。
活体成像技术能够对细胞动态过程进行详细且实时的分析。Drosophila 卵巢是研究多种发育过程动态变化的优良模型,这些过程包括细胞分裂、干性维持、分化、迁移、凋亡、自噬、细胞黏附等。近期,我们建立了一种延长的ex vivo培养与雌性Drosophila GSC微环境活体成像方法。以携带GFP::Par-1转基因的Drosophila品系为例,该方法可实现GSC在其微环境中不对称分裂的可视化,并可描述细胞周期中谱系体(spectrosome)形态的动态变化。本文中,我们提供了一种详细的Drosophila 卵巢前体区(germaria)ex vivo培养方案,可实现对雌性GSC微环境的长期观察。重要的是,该方案广泛适用于利用多种已在果蝇品系库或Drosophila研究领域中可用的荧光标记目标蛋白进行GSC活体成像的研究。
活体成像技术在获取直接实验证据方面具有重要作用。结合先进的共聚焦显微镜技术与方法学的优化,能够以高精度探究多种生物学事件。优化实验方案中的各个环节,如组织操作与解剖、样品制备与保存以及显微镜采集参数设置,对于最大限度提高实验结果的可靠性与稳健性至关重要。本文介绍一种用于长时间成像监测样品的实验方案,特别侧重于 黑腹果蝇 卵巢。该 黑腹果蝇 卵巢是研究多种发育过程的优良模型系统。作为果蝇的生殖器官之一,该器官 黑腹果蝇 包含一个定义明确的成体干细胞微环境。该GSC微环境在成年期维持雌性配子的发育。 果蝇 卵巢由大约18个卵管组成,其中卵室在生殖腺瘤中发育。在每个生殖腺瘤的顶端,2-4个生殖干细胞(GSCs)由一个体细胞微环境维持,该微环境主要由8-10个细胞组成的末端丝、5-8个帽细胞组成的环状结构以及2-3个前部护送细胞构成。图1A该体细胞微环境为生殖干细胞(GSCs)提供维持其干性、调控增殖及防止分化的关键信号和物理支持。1,2,3,4,5.
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注意:步骤 1.4 必须至少提前 2 天完成。步骤 2.1 和 2.2 可提前 1 天完成。
1. 实验前准备 I
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通过这一扩展的活体成像方案,我们能够在无明显生物学干扰的情况下,记录女性生殖干细胞(GSCs)在其生态位内发生的不对称有丝分裂。为此,我们使用在整个生殖腺中普遍表达GFP::Par-1蛋白的样本,该蛋白可在GSC细胞周期中区分五种不同的纺锤极体形态:圆形、塞状、杆状、融合状和感叹号状。图1B,C)。更详细地观察发现,圆形-G2期成镜体具有强烈的GFP:Par1信号(图1C,图a)在G2-M-G1期显著减少。重要的是,利用该转基因品系还可可视化观察到精原干细胞(GSC)进入有丝分裂的过程,因为大多数GFP::Par-1在早前期会离开纺锤极体并充满细胞质图1C,图b)。此外,细胞质中的GFP::Par-1可实现对核膜通透(NEP)步骤的精确定位8,14,因为此时GFP信号进入核质(
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在此,我们介绍一种用于监测的方案 黑腹果蝇 GSC 生态位长达一段时间,最长可达 16 小时。大多数用于成像的方案 果蝇 生物过程 离体 关注较短的时间窗口,并可在成虫盘中找到多个实例15,16,17,胚胎性腺18,19 或卵巢20,21,22,23图像采集的持续时间当然取决于所研究的发育过程。而瞬时事件的发生时间范围可能从毫秒到秒不等,具体取决于细胞类型和生理条件。24,其他过程(.......
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作者声明不存在任何竞争性经济利益。
感谢 Acaimo González Reyes 和 María Olmedo López 对本文手稿提出的宝贵意见。本研究由 PID2021-125480NB-I00(H. S-G)、安达卢西亚政府资助的“"Ayudas a la contratación de personal Investigador Doctor"(J. G-M)、塞维利亚大学第六和第七个研究促进计划(VI 和 VII PPIT-塞维利亚大学)资助的“"Ayuda a proyectos de investigación precompetitivos"(P. R-R),以及塞维利亚大学第六个研究促进计划(VI PPIT-塞维利亚大学)资助的“"Contrato de Acceso de I+D+i"(P. R-R)提供支持。我们谨向生物学家公司(Company of Biologists Ltd)致谢,感谢其慷慨授权,允许我们共享改编自原始出版物的图像(doi:10.1242/DEV.199716)。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 9孔玻璃板 | 康宁 | 7220-85 | n/a |
| 二水合氯化钙 | Sigma Aldrich | C3881 | CaCl2·2H2O;制备任氏液 |
| Cell-Tak | 康宁 | 354240 | 用于将细胞或组织切片粘附到多种表面,包括塑料、玻璃、金属、FEP聚合物及生物材料。 |
| Dumont #5 镊子 | 精细科学 | 11252-20 | n/a |
| Dumont #55 镊子 | 精细科学 | 11255-20 | 尺寸 0.05 mm × 0.02 mm,长度 11 cm |
| 胎牛血清 | Gibco | 10500-064 | 合格,热灭活,欧盟批准,南美来源 |
| 玻璃底培养皿 | MatTek | P35GC-1.5-10-C | 35 mm 培养皿,1.5 号盖玻片,10 mm 玻璃直径 聚-D-赖氨酸包被 |
| HEPES | Sigma Aldrich | H4034 | 制备林格氏液 |
| 氯化镁 | Sigma Aldrich | M1028 | MgCl2;制备任氏液 |
| 持针器 | Roboz | RS-6061 | 轻质中空不锈钢手柄;4 3/4" 长。 |
| 尼康 SMZ18 双目显微镜 | 尼康 | https://www.microscope. healthcare.nikon.com/products/stereomicroscopes-macroscopes/smz25-smz18 | |
| 青霉素-链霉素 | 赛默飞世尔科技 | 15140122 | 10,000 U/mL |
| 氯化钾 | Sigma Aldrich | P3911 | KCl;用于配制任氏液 |
| Schneider's Drosophila 培养基 | Biowest | L0207 | 昆虫细胞培养基 |
| 碳酸氢钠 | Sigma Aldrich | S8875 | NaHCO₃3; ≥99.5%,粉末 |
| 氯化钠 | Sigma Aldrich | S9888 | 氯化钠;用于配制任氏液 |
| 蔗糖 | Sigma Aldrich | S9378 | ≥99.5%(气相色谱);用于配制林格氏液 |
| 钨解剖针 | Roboz | RS-6064 | 0.25 mm,超细,1 微米尖端(每包 10 个) |
| Tween 20 | Sigma Aldrich | P9416 | 分子生物学用黏性液体 |
| 酵母粉 | Sigma Aldrich | 51475 | n/a |
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