2014年2月28日
斑马鱼脊髓中的增殖、模式形成、分化和轴突导向等发育过程可被便捷地建模。本文介绍一种优化斑马鱼胚胎固定的方法,以实现对这些事件的清晰可视化。
本实验的总体目标是对斑马鱼胚胎进行解剖和封片,以实现脊髓在显微镜下的最佳观察效果。首先通过显微解剖去除卵黄囊,第二步是清除卵黄残留物,并用移液器将胚胎转移至载玻片上。
接下来,用 Kim 擦纸小心去除多余的液体,然后加入封片剂。最后一步是用胚胎操作针将胚胎在载玻片上排列整齐,随后加盖盖玻片。最终通过荧光或明场显微镜观察,以显示有丝分裂后细胞体的分布以及正在发育的轴突的走向。
该方法有助于解答神经生物学领域的一些关键问题,例如,哪些机制负责图式形成、分化以及轴突导向。尽管该方法可为神经系统发育的多个方面提供深入见解,但它也可应用于其他组织,如正在发育的肌肉组织。通常,初次接触该方法的研究人员会面临困难,因为在实验开始前需要在显微镜下进行解剖操作。
通过将移液器吸头粘接到废弃的移液管上,再将钓鱼线粘接到移液器吸头上来制作胚胎拨针。开始胚胎解剖时,将最多30个受精后24小时的斑马鱼胚胎放入盛有PBS的35毫米培养皿中。
在解剖显微镜下,用一对镊子固定胚胎的头部,同时用昆虫针将橡木移开。然后使用胚胎拨针将胚胎转移到培养皿中卵黄碎片较少的区域。接着,用玻璃巴斯德吸管吸取胚胎,尽量减少液体的吸入量。
然后用移液器轻柔地将最多21个胚胎转移至载玻片上。使用实验室擦拭纸小心吸去多余液体,注意避免触碰胚胎,随后向胚胎中加入一滴封片介质。接着,用胚胎拨针将胚胎侧向排列成两到三行。
现在,在盖玻片的每个角落涂抹少量凡士林。将盖玻片翻转,使涂有凡士林的一面朝下,然后将其覆盖在胚胎上方。凡士林的作用是防止因过度压紧而对胚胎造成损伤。
如有必要,使用20至100微升范围的移液器,轻轻敲击盖玻片的每个角落,直至封片剂接触到盖玻片。在盖玻片旁边添加更多的封片剂,并让其通过毛细作用渗入盖玻片下方。然后,使用实验室擦拭纸彻底清洁盖玻片周围区域。
切勿对盖玻片施加压力,因为这可能会损伤胚胎。当清洁彻底后,该区域应保持干燥,且无凡士林或封片介质残留。最后使用指甲油封闭盖玻片边缘。封片后,可观察到数个位于卵黄囊延伸区域上方的 HEMI 节段。
该图显示了斑马鱼胚胎脊髓腹侧的 NK X 6.1 表达情况。在受精后 24 小时,NK X 6.1 mRNA 大致分布在脊髓的腹侧半区。在前体细胞区域中,由于位于脊髓内侧的底板存在,前体细胞与有丝分裂后的细胞可被区分开来。
使用微分干涉差(DIC)光学观察。单个细胞清晰可辨,表达细胞与非表达细胞之间具有明确的边界。前体细胞的细胞周期退出伴随着基因表达的变化。
该图像显示了robo三在有丝分裂后神经元中的表达。robo受体家族是一类轴突导向受体,其表达可用于对有丝分裂后神经元进行准确定量。请注意,在这一更偏外侧的焦平面上,腹侧中缝和前体细胞区域并不明显。
采用共聚焦显微镜对 znp 进行免疫荧光成像,如图中侧向固定的胚胎所示,该方法可标记运动轴突。运动神经元在受精后24小时从脊髓腹侧发出,支配周围正在发育的肌肉组织。若操作熟练,正确实施该技术可在30分钟内完成。
在进行该操作时,重要的是要牢记通过精细的显微解剖来保持组织的完整性。观看本视频后,您应能够充分理解如何运用显微解剖技术去除斑马鱼胚胎的卵黄,以便进行封片和显微观察。
本文介绍了一种详细的斑马鱼胚胎解剖与封片方法,旨在优化脊髓发育过程的观察。该方法有助于深入研究轴突导向和细胞分化等关键神经生物学过程。
该方法可实现斑马鱼脊髓发育的高保真可视化,支持轴突导向和神经元分化的机制研究。通过去除卵黄和体节组织等光学屏障,提高了神经生物学靶点验证流程的可重复性。该方法为早期发现阶段的表型筛选提供了可扩展、标准化的平台,有助于降低机制性去风险研究中的生物学噪声。
该方法适用于早期发现阶段,可在先导化合物确定及临床前验证阶段之前,支持假设验证和生物学风险评估。