2010年12月11日
我们描述了制备不同发育阶段的 黑腹果蝇 用于在胚胎发育过程中可视化胚胎神经系统的胚胎样本。
本实验的总体目标是制备 oph 和黑腹果蝇胚胎,以实现对神经系统进行整体封片观察。首先从目标果蝇品系中收集胚胎,完成第一步。实验的第二步是使用漂白剂去除胚胎的外壳。
该实验步骤的第三步是使用庚烷和甲醇去除胚胎的卵膜。实验的最后一步是向胚胎施加抗体。最终,可通过免疫荧光显微镜观察果蝇胚胎神经系统的结构。
该方法有助于回答神经科学领域的一些关键问题,例如突变在神经系统发育过程中可能发挥的作用。通常,初次使用该方法的研究人员可能会遇到困难,因为他们可能不慎将胚胎从试剂管中吸出。开始本实验方案前,需先准备所需的试剂,包括P-E-M-F-A、含5% BSA和0.01%叠氮化钠的PBC缓冲液以及甲醛固定液。
通过二氧化碳麻醉果蝇,然后将至少100只果蝇转移至含有适配器和苹果汁琼脂饲喂板的塑料瓶中,为感兴趣的果蝇品系准备饲养笼。将果蝇饲养笼置于室温黑暗环境中72小时。每8至12小时更换一次苹果汁琼脂饲喂板,以使果蝇适应饲养笼环境,并避免其在实验前滞留卵。
在72小时的适应期后,从最后一次更换苹果汁琼脂培养板开始计时,收集12小时内的胚胎。将苹果汁琼脂培养板从产卵笼中取出,并用生理盐水替换。冲洗苹果汁琼脂培养板。
用细筛收集胚胎。使用干净的画笔将仍粘附在培养皿上的胚胎轻轻刷下。用盐水冲洗筛中的胚胎,以去除多余的酵母,并用刮铲轻轻挑起胚胎,转移至小玻璃瓶中。
加入约一毫升生理盐水。然后盖上小瓶盖,孵育五分钟以清洗胚胎。在收集胚胎之后进行此步骤。
通过混合50%庚烷和50%固定液来配制庚烷固定液。该溶液将分层,上层为庚烷,下层为固定液。五分钟后,使用巴氏吸管从装有胚胎的玻璃小瓶中移除多余的生理盐水。
用去离子水冲洗胚胎,向装有胚胎的玻璃小瓶中加入约一毫升去离子水。让胚胎静置一分钟,然后移除液体并加入50%的次氯酸钠溶液。用手轻轻摇动小瓶数次,随后孵育三分钟,以使胚胎充分被溶液包裹。
处理后的胚胎将沉入离心管底部,而胚胎的卵壳(COR)会漂浮在液面。在孵育三分钟后,移除次氯酸钠溶液和漂浮的卵壳。
完成染色后,用去离子水彻底冲洗胚胎,向装有胚胎的玻璃小瓶中加入约一毫升去离子水。让胚胎静置一分钟,然后移除残留的水;未反应的试剂(CORs)会漂浮在液面,应予以去除。向胚胎中加入庚烷固定液,在温和振荡条件下孵育30分钟以完成固定。
使用巴氏吸管移除固定剂(即下层液体),保留管中的庚烷。然后将甲醇加回至管底以替代固定剂,并盖紧管盖,用手剧烈振荡,以去除卵黄膜。经过此步骤后,去壳的胚胎将沉至管底。
使用巴氏吸管移除小瓶中的甲醇和hets,留下去离子的胚胎。然后用甲醇清洗胚胎五次,每次清洗后均用巴氏吸管吸除甲醇。每次清洗时,将胚胎孵育五分钟。
将胚胎放入由50% PBT溶液和50%甲醇组成的混合液中,孵育5分钟以重新水化。随后将胚胎转移至100% PBT溶液中,继续孵育5分钟以完成再水化过程。接下来,在4°C条件下,用含5% BSA和0.01%叠氮化钠的溶液孵育胚胎1小时,以进行封闭。
接下来,使用含5% BSA和0.01%叠氮化钠的溶液将一抗稀释至适当浓度,用于胚胎染色。此处使用的一抗为针对囊泡性半胱氨酸串蛋白的抗体和抗HRP抗体。抗HRP抗体可识别存在于表面糖蛋白中的神经特异性碳水化合物基团,从而标记所有神经元。
将胚胎在一次抗体溶液中于 4 摄氏度孵育过夜。在 1 小时内用 PBT 洗涤胚胎 10 次。向含有胚胎的玻璃小瓶中加入约 1 毫升 PBT,孵育 6 分钟后去除 PBT。
重复此PBT处理、孵育和去除PBT的步骤共10次。在避光条件下配制二抗溶液,因为其对光敏感,需稀释至适当浓度。我们使用的Alexa荧光二抗稀释比例为1:200。
将胚胎与二抗溶液在4°C条件下孵育两小时。用铝箔包裹装有胚胎和二抗溶液的玻璃小瓶,避免光照。在1小时内用PBT洗涤胚胎10次。
加入抗荧光淬灭封片剂至胚胎中,在4°C条件下孵育过夜以进行封片。使用移液枪吸取胚胎及部分封片剂,将胚胎与封片剂共同滴加至载玻片上。
将盖玻片覆盖在胚胎上,并用指甲油密封盖玻片。在此使用荧光显微镜观察胚胎。胚胎中枢神经系统(CNS)显示为16至17期。
胱氨酸串蛋白显示为红色。HRP标记的神经元显示为绿色。请注意在此代表性图像中,白质交叉区域具有明显的染色特征。
在16至17期显示胚胎外周神经系统。同样,囊性蛋白以红色显示,神经元以绿色显示。注意外周神经元呈现重复的模式。
在进行此操作时,需特别注意胚胎,以免意外将其从小瓶中移出。观看本视频后,您应能充分掌握如何制备用于全胚胎整体观察神经系统的 oph fla 胚胎。
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本文概述了制备不同发育阶段样本的详细步骤 果蝇 胚胎以在胚胎发育过程中可视化其神经系统。该方法包括胚胎收集、固定和抗体染色等多个步骤,最终可通过免疫荧光显微镜观察神经元结构。
通过整体Drosophila胚胎中胚胎神经系统的可视化,可实现对神经元发育及遗传干扰的高分辨率研究。该工作流程通过直接观察神经元结构以及突变引起的表型效应,支持早期靶点验证和机制层面的风险排除。该方法在神经发育研究管线中具有战略性地位,有助于项目组合的筛选及提升预测可信度。
该方法贯穿于神经发育研究中从早期遗传假设验证到先导化合物鉴定及临床前模型验证的整个发现过程。