2014年2月27日
当胚胎被包埋在低浓度琼脂糖的光学透明聚合物管中时,可通过光片显微镜在数天内连续观察斑马鱼的发育过程。
本实验的总体目标是将斑马鱼胚胎进行装片,以实现长期的活体光片显微镜观察。首先需清洁氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)管,并用甲基纤维素进行包被。随后,对目标斑马鱼胚胎进行包被处理。
然后将胚胎先转移至融化的琼脂糖中,再转移至涂覆好的FEP管中。最后,用琼脂糖塞封闭管底,并仔细检查固定后胚胎的方向。最终,可通过活体光片显微镜获得结果,显示斑马鱼胚胎在数天内未受干扰的发育过程,具有高空间和时间分辨率。
与现有技术相比,其主要优势在于我们现在可以对斑马鱼胚胎进行持续数天的观察,而不再仅限于数小时。该方法利用光片显微镜,能够为斑马鱼的长期胚胎发育过程提供有价值的见解,也可应用于其他小型生物,例如小型海洋生物。
它也可与其他显微技术联用,例如光学投影断层成像、宽场显微镜或共聚焦显微镜。初学者可能在操作中遇到困难,因为该方案包含若干时间敏感的步骤,且判断胚胎最终位置需要一定经验。制备氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)管时,首先用一摩尔氢氧化钠反复冲洗以清洁管子,然后将管子转移至装有0.5摩尔氢氧化钠的50毫升离心管中,超声处理10分钟。
将聚合物管转移至盛有去离子蒸馏水的小容器中并冲洗,随后用70%乙醇冲洗,再将其转移至新的离心管中。使用乙醇进行超声处理。
将试管超声处理10分钟,然后转移至盛有去离子蒸馏水的小容器中并再次冲洗。将洁净的FEB管切成三厘米长的片段,必要时将其拉直。将清洗后的管子储存于装有去离子蒸馏水的洁净50毫升离心管中。
配制Trica储备溶液。根据文本方案配制3%甲基纤维素以及1.5%和0.1%的Aros。熔化1.5%琼脂糖,倒入培养皿中,形成厚度约为两毫米的凝胶层。
在体视显微镜下,收集处于所需发育阶段且稳定表达目标荧光基因的斑马鱼胚胎,并将其转移至新的 E three 培养皿中。使用两把尖头镊子,用其中一把夹住胚胎的卵膜,另一把将其撕开并轻轻剥离,以完成多层包埋前的去膜操作。戴手套操作,将钝头套管连接至注射器上。
将套管小心插入一段已清洁的FEP管一端约三毫米深处。接着,将FEP管的自由端浸入3%甲基纤维素溶液中,使溶液充满管内。然后缓慢推动注射器,使用E3培养基排出甲基纤维素,重复浸入和排出步骤。
同时,在金属浴中将一份0.1% aros 加热至70摄氏度。在将反应管转移至设定为38摄氏度的金属浴之前,先短暂涡旋混匀。加热后,让反应管短暂冷却,然后加入 trica,使其终浓度为133至200毫克/升,并进行涡旋。
再次使用玻璃巴斯德移液管,将一个包被的胚胎转移至反应管中,同时预热 AROS,尽可能减少 E3 的转移量。使用 FEP 管及连接的注射器,先轻轻吸取少量 AROS,再吸取胚胎,并用 AROS 完全充满管道。
应将胚胎置于管子的一端,头部朝向管口。为防止内容物泄漏,保持管子水平以封住管口。使用剃刀刀片将其从套管上切下。
然后将管子垂直持握,缓慢将其末端穿过1.5%琼脂糖的整个层面,并轻微旋转。为避免干燥,将已固定的样品置于装有E3培养基的1.5毫升反应管中,成像前保持此状态。确认FEP管中的鱼体呈直线排列,且其头部正位于塞子上方,以便成像。
向成像室内的培养基中添加trica。图中显示的是受精后一天的转基因 K-G-R-L-G-F-P 斑马鱼胚胎,对其进行为期两天的成像以观察血管系统的发育过程。
斑马鱼的发育不受封片介质的限制,能够正常发育。例如,其头部抬起、尾部伸展,血管出芽也未受阻碍。
如果操作得当且所有材料均 readily available,该技术可在10分钟内完成。请记住,执行所有主要步骤时不要有任何延误。保持所有溶液清洁,因为污物可能会影响最终的图像质量。
本文介绍了一种用于长期活体光片显微镜观察的斑马鱼胚胎封片方法。该技术能够以高空间和时间分辨率对斑马鱼的发育过程进行持续数天的观察。
对斑马鱼胚胎进行长期的活体成像,有助于解析发育通路的机制并降低相关风险,同时支持早期发现阶段的靶点验证。这种多层固定技术为观察正常胚胎发育提供了与疾病相关的系统,且对胚胎的干扰极小,从而提高了表型筛选的预测可靠性。该方法使光片显微镜成为一种可扩展、可重复的工具,用于临床前模型评估及转化生物标志物的匹配分析。
该方法可整合到从靶点验证、先导化合物鉴定到临床前评估的整个发现流程中,支持早期研究阶段的“设计-合成-测试-分析”迭代循环。