2015年7月30日
斑马鱼是进行遗传学和发育学研究的优良模式系统。珠植入是一种有价值的组织操作技术,可通过改变局部细胞环境来探究发育机制。本方案描述了如何在斑马鱼胚胎中进行微珠植入。
以下实验的总体目标是利用微珠植入技术,在斑马鱼胚胎发育的特定时空点上,对局部组织环境进行干预和改变。该方法首先通过制备微珠植入用托盘,以辅助微珠的精确操作与植入;第二步,将斑马鱼卵孵化至所需发育阶段。
随后将微珠制备于适当的实验溶液中,并小心地转移至胚胎内的目标位置。最终,微珠植入可在不干扰斑马鱼正常发育的情况下完成,从而能够评估目标分子对斑马鱼胚胎发育的影响。该方法有助于回答发育生物学领域的一些关键问题,例如不同分子如何影响器官发生过程?
通常,初次接触该方法的人员会遇到困难,因为操作磁珠需要经过练习才能熟练掌握。首先,将新配制的2%aro溶液加热90秒,以制备磁珠植入托盘。在250毫升锥形瓶中,每隔30秒轻轻摇晃一次锥形瓶,以防止凝胶沸腾溢出。
接下来,将一个60 mm × 15 mm培养皿的皿盖内面朝上放入一个150 mm × 15 mm的培养皿中。然后用食指固定较小培养皿的皿盖,将热的琼脂凝胶倒入较大的培养皿中。
待琼脂糖冷却时,在较小的盖子下方形成一层薄薄的凝胶层,以防止冷凝水形成,并使珠子在显微镜下更易观察。但在其完全凝固前,缓慢倾斜地将孔模插入凝胶顶部,以便于后续更方便地放置胚胎。当凝胶完全凝固后,使用微型刮铲小心移除孔模。
然后向培养皿中加入E3溶液,并在4°C下保存。为了收集斑马鱼胚胎,先用系统水充满交配室。随后将隔离板置于交配室中央,并将成年雄性和雌性斑马鱼分别放入交配室的相应两侧。
次日早晨,使用细密的金属网筛收集受精卵。将网筛倒置放入一个洁净的10厘米培养皿中,用细流的E3溶液冲洗网筛,直至网筛上无残留卵粒,且培养皿中约有25毫升E3溶液。随后将卵分装至多个培养皿中,每皿50至60枚卵,以避免密度过高。将卵在28.5°C的E3溶液中孵育。在植入微珠前,需根据实验要求,将卵置于适当体积的待测分子溶液或对照溶剂中,孵育相应的时间。
然后当胚胎发育至所需的时间点时,用精细镊子去除其绒毛膜,并将斑马鱼胚胎置于含抗生素的过滤林格溶液中孵育10分钟,同时使胚胎适应环境。将微珠转移至此前准备好的、位于植入盘内的微珠板中,并用林格溶液冲洗微珠10分钟。
在清洗珠子后50分钟内,将植入托盘孔中的胚胎逐个取出,使微珠植入区域暴露以便操作。使用钨针在胚胎上做一个小切口,然后按压微毛细移液管的吸 bulb,轻轻将微珠吸入毛细管柱内,再释放压力,将微珠排出至植入托盘中,以便更方便地操作微珠。轻柔推动微珠,使其沉入模具内的林格溶液中。
然后使用微针将微珠移至胚胎上并进入切口内。最后,利用纤毛工具将微珠从切口处移开,以防止愈合过程中微珠被排出。通过体视显微镜可立即评估微珠植入是否成功,因为微珠将稳定地停留在组织内。
在本实验中,将两种不同大小的微珠单独用林格液冲洗后,植入斑马鱼胚胎的尾芽期,或在某些肌发生过程中的较晚时间点植入,以确保在整个实验过程中,由于内源性组织形态发生,微珠位置未发生偏移。可通过连续时间摄影观察胚胎样本,或按周期检查,如图所示进行微珠植入。在无任何偶联的情况下,小分子可在正常发育过程中实现,且不会产生明显的形态学影响,即 SPR 斑马鱼胚胎。
完成此操作后,可进一步采用其他方法(如整体安装组织染色)来研究微珠对基因表达的影响。总体而言,了解微珠在不同时间点的位置对于结果的解读至关重要,例如评估小分子对特定靶组织或发育过程的作用效果。
本文介绍了一种在斑马鱼胚胎中进行微珠植入的实验方案,该技术可用于发育生物学研究。该方法使研究人员能够在不干扰正常发育的情况下调控局部组织环境。
在斑马鱼胚胎中植入微珠可实现对信号分子的精确定时空操控,从而研究发育通路。该方法通过允许在不引起显著形态学干扰的情况下对分子在器官发生中的功能效应进行评估,支持靶点验证。该技术为早期发现阶段的机制性风险降低提供了一个与疾病相关的研究系统,尤其适用于斑马鱼与人类之间保守的信号通路。
该方法适用于从靶点验证到表型筛选再到临床前评估的整个发现流程,尤其适用于调控形态发生和器官发生的通路研究。