2021年6月6日
我们描述了一种制备和实时成像非洲爪蟾(Xenopus laevis)卵细胞未稀释胞质提取物的方法。
该方法适用于利用蛙卵提取物对细胞质动态进行活体成像,能够研究细胞质中的空间模式信息。样品可被塑造成厚度均匀且可调的薄层,并可在二维视野或三维体积范围内进行成像。该方法成本低廉且易于实施。
首先,使用滚筒涂布器将一层FEP胶带粘贴到玻璃载玻片上。用干净的剃刀片将边缘多余的胶带切除。接着,以相同方法制备涂有FEP胶带的盖玻片。
然后将双面粘性成像垫贴在载玻片涂有FEP胶带的一侧,暂不揭去保护衬层。将卵转移至一个400毫升的玻璃烧杯中,并通过倾倒尽可能去除卵孵化缓冲液。随后将卵在100毫升新鲜配制的脱胶液中孵育,并轻轻摇动。
大约三分钟后,倒掉溶液,加入 100 毫升新鲜的脱胶液。继续孵育,直至卵子紧密聚集,但避免卵子在脱胶液中总时间超过五分钟。孵育结束后,尽可能去除脱胶液,并用 0.25x MMR 缓冲液清洗卵子。
轻轻旋转混匀卵子,然后倒掉缓冲液。重复数次,直至洗涤过程中总共使用一升缓冲液。接着,用总共400毫升的卵裂解缓冲液将卵子洗涤数次,在每次洗涤之间去除异常的卵子。
然后使用带有宽口吸头的移液管将卵转移至含有1毫升卵裂解缓冲液的17毫升圆底离心管中。在临床离心机中以400 ×g离心15秒,使卵沉淀。随后用巴斯德吸管尽可能吸除卵裂解缓冲液。
确定卵团的大致体积,然后在卵团上方直接加入抑蛋白酶肽、亮抑蛋白酶肽和细胞松弛素B,每种终浓度为每毫升5微克,同时加入放线菌酮至终浓度为每毫升50微克。将离心管置于水平转子中,在4°C、12,000 g条件下离心15分钟,压碎卵团。
接下来,将一支18号针头连接到注射器上。针尖斜面朝上,从细胞质层底部的侧面刺入离心管,缓慢吸取以回收提取物。将回收的细胞质提取物转移至新的微量离心管中,并置于冰上保存。
准备成像时,在提取物中加入所需的试剂和荧光成像探针。从已准备好的载玻片的成像间隔垫上移除顶部保护层,并在孔中央滴加约七微升提取物。立即盖上带有FEP膜的盖玻片,使FEP面朝向提取物以密封孔,随后迅速进行成像。
将载玻片置于带有电动载物台和数字相机的倒置或正置显微镜上。在明场和荧光通道中,按所需的时间间隔和空间位置对提取物进行成像。此处展示的是利用非洲爪蟾(xenopus laevis)卵提取物研究间期胞质自组织的延时成像实验。
在室温下孵育约20分钟后,明场和线粒体通道中均可观察到细胞质成分(如光散射物质)减少的区域。在室温下孵育约60分钟后,应已形成由类似细胞的区室构成的空间模式,微管形成中空的花环样结构,线粒体则被清晰地分配到各个区室中。此处展示了在玻璃表面有无FEP胶带的成像腔室中提取物性能的对比。
在用FEP胶带固定玻璃制成的腔室中,提取物自组织形成了正常的类细胞结构。而在未用FEP胶带覆盖玻璃表面的腔室中,提取物显示出异常的明场和微管结构,且随时间推移逐渐变得紊乱。在GST-mCherry-NLS蛋白的核输入方面未观察到显著差异。
需要牢记的重要事项是使用FEP胶带对玻璃表面进行钝化处理,并在提取物制备过程中去除所有不良样本。通过该系统,我们可以轻松控制提取物样品的厚度,为利用光片显微镜进行三维细胞质模式成像铺平了道路。
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本研究介绍了一种简化的方法,用于制备和活体成像非洲爪蟾(Xenopus laevis)卵的未稀释胞质提取物。该技术可观察胞质内的动态变化以及胞质中空间模式的形成,有助于深入理解细胞内的组织机制。
该方法可实现对非洲爪蟾(Xenopus laevis)卵提取物中细胞质动态的活体成像,为研究与细胞组织相关的空间模式形成和自组织过程提供了一个可扩展且成本效益高的系统。通过省去化学表面处理步骤并使用大规模生产的耗材,该方法支持在可控的体外环境中对微管、细胞核和线粒体的组织进行可重复、高分辨率的可视化观察。该技术增强了对细胞质行为机制研究的预测可靠性,有助于在药物发现流程中进行早期靶点验证和检测方法开发。
该方法适用于从早期靶点假设验证到检测方法开发及临床前验证的整个发现过程,尤其适用于影响细胞骨架动力学和亚细胞结构的靶点研究。