2012年2月27日
Drosophila 卵室是研究 mRNA 定位机制的优良模型。为了捕捉定位过程背后动态事件的变化,需要对活体组织进行快速高分辨率成像。本文介绍了一种对活体样品进行解剖和成像的实验方案,可在最小干扰下完成操作。
以下实验的目的是记录活体果蝇U位点的动态过程。首先从饲喂良好的两天龄雌性果蝇中分离完整的卵巢,然后从卵巢中取出单个细管,以对卵室进行成像。
然后,如果它们表达了合适的荧光蛋白,可直接对单个卵室进行成像,或在成像前进行进一步操作,例如显微注射荧光标记物。最终,通过分析视频序列,可以揭示细胞内组分之间的动态相互作用。该方法已帮助我们回答了RNA转运和局部翻译领域中的一些关键问题。
例如,在活体观察中,决定生物体构型的蛋白质表达是如何在时间和空间上受到调控的?通常,初次接触该方法的人会遇到困难,因为该方法需要极快的操作速度和熟练的技巧。通过练习,才能获得更好的结果。
该方法的可视化演示至关重要,因为卵室的操作难以通过文字传达,且需要操作者具备娴熟的技术和稳定的手法。开始此操作时,先在盖玻片上滴加一滴卤代碳油,并将其放置一旁备用。随后用二氧化碳麻醉准备好的果蝇。
使用锋利的细头镊子夹住雌蝇腹部前端,避免夹在腹部中央。将雌蝇保持在已准备好的盖玻片上方约2至3厘米处。
使用另一对镊子,移除雌性个体最尾端的组织。通常包括肠道组织,需用干净的镊子操作。从腹部前端向后端轻轻按摩,如同挤压牙膏管一般。
卵巢呈大型不透明结构,会粘附在镊子末端。通过将卵巢接触载玻片上的卤代碳油来收集。重复此过程,直至收集到4至6个卵巢。
在分离气管之前,调节显微镜的光源,使光线以浅角度照射到载玻片上,从而在组织上形成对比明显的阴影。解剖果蝇时,使用合适的工具至关重要。
我们使用的探针不要过于锋利,以免损伤组织,但也要足够钝,以便夹住我们所用的镊子。同样,镊子也不要太尖锐,以免损伤组织,但需足够精细,以便操作时不会使工具弯曲。在整个操作过程中,保持工具清洁也非常重要,因此我们需定期用闭合的镊子对工具进行清洁。
通过去除后端连接的组织将两个卵巢分开。后端含有最成熟的卵室。将卵巢水平放置,使最年轻的卵室朝向你的优势手一侧。
然后用解剖针或钨针轻轻抓住末端残留的结缔组织,将卵室逐个分离。从Jamar期至10期的卵室会彼此分开,但较老的卵室仍会附着在卵巢上。用探针小心地将15至25个分离的卵室移至油滴中央。如果需要解剖多个卵巢,应选择另一只果蝇的卵巢。
弃去多余的卵巢组织,并迅速操作,因为卵母细胞会因应激而开始出现表型变化。从卵巢中解剖出来40分钟后,用清洁的器械将多余的卵巢组织从油中移除,用于中期卵母细胞注射;将卵泡垂直于盖玻片的长轴方向排列。以分离晚期卵室。
需要采用不同的方法抓取卵巢后部,操作方式如前所述。将解剖探针从镊子附近的卵巢后端插入,为避免刺破卵室,应将探针插入至晚期卵室之间的间隙中。
将解剖针穿过卵巢,直至其从早期卵室处穿出。操作正确时,探针会去除固定末端丝状结构和晚期卵室的结缔组织。重复此步骤,直至末端丝状结构在盖玻片上散开。
当卵室不再相互堆叠时,此步骤完成。使用解剖探针将晚期卵室分开,以便成像并定位第14期。颈部卵室使用镊子夹住其背侧附属结构。
通过短暂高速离心准备待注射的溶液,以使可能堵塞注射针头的固体沉淀物沉降至管底。然后使用上样尖端将注射针装上溶液,并小心地将装好溶液的注射针连接到注射装置上。
现在将一小块玻璃放置在样品旁边,并将玻片固定在显微镜载物台上。该玻璃将作为屏障以打断或解除连接。拔掉针头的电源。
为实验准备显微镜和显微注射装置。操作时注意不要折断针尖。如果可能,使用具有定位访问功能的自动载物台,标记所有八期和九期的卵母细胞以进行注射。
现在,降低注射针直至接触到油层。在标记的点列表中选择第一个点,并聚焦于细胞。手动降低注射针,使其与细胞处于同一焦平面。
使用操纵器控制装置,移动注射针的针尖,直至其进入U位点。快速刺入的动作通常比缓慢操作更易成功。进入位点后,从针头中推出少量液体,并通过肉眼评估其效果。
需要重复操作。如果注射成功,细胞内的细胞质将被移位。所注入液体的精确量难以定量。
为增加注射体积,可调节注射脉冲的压力或持续时间。可折断针尖以略微增大针孔,或在选择下一个标记前直接使用多次注射脉冲。将注射针在油中抬高至足够高度,以免其碰撞到其他细胞。
针头在卵室内部反复穿刺或停留过久会严重损伤卵室。因此操作需迅速,注射时间应少于10秒。
如果出现错误,应移动到下一个标记位置。不要在已损坏的视野上浪费时间。当针头堵塞时,将针头移至碎玻璃处。
将玻璃和针头置于同一焦平面后,轻轻将针头推入玻璃中。通过按压注射按钮并观察是否有液体从针尖流出,以检测针头是否堵塞。当所有超声(US)位点注射完成后,手动将针头从油中移出,并将其移出显微镜的光路范围。
确保其处于安全方向,以避免眼睛损伤,并关闭光源。为了加快荧光成像速度,这是必要的。如果卵室分离与细胞注射之间间隔超过一小时,细胞将难以注射,并表现出与应激相关的表型变化。
粗暴操作细胞或注射过量液体也可能引发类似问题。表达嵌合荧光蛋白的卵室无需注射即可直接进行成像。利用完整的体外合成组织分离方案,可对内源性 RNA 进行 MS2 标记并取得良好的成像效果。
Alexa、5 46 kin、RNA 被注射到一个 ME 31 BGFP 卵室中,该 RNA 定位于细胞的背侧前部,并在细胞核周围形成一个帽状结构。一旦掌握,该技术可以从解剖到成像开始在大约 10 分钟内完成。在尝试此操作时,应快速但小心地处理组织。观看本视频后,您应能充分理解如何在活体果蝇细胞中记录动态过程。
本文介绍了一种用于解剖和成像活体果蝇卵室以研究mRNA定位的实验方案。该方法强调快速高分辨率成像,以捕捉活体组织中的动态过程。
对单个黑腹果蝇(Drosophila)卵室进行活体成像,可直接观察细胞内动态过程,有助于在早期发现阶段降低机制性风险。该制备方案可确保生理相关性和组织活性,对于在发育生物学和细胞生物学研究流程中生成具有预测性和定量性的数据至关重要。该方法通过提供一个稳健的平台,用于研究与疾病相关的系统中mRNA的定位及蛋白质表达动态,从而支持转化研究的连续性。
该方案整合了早期发现与检测方法开发的接口,能够支持下游的筛选和转化研究。它适用于从假设验证到临床前模型确证的工作流程。