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Der Zebrafisch ist ein ausgezeichnetes Modell für die Untersuchung der Linsenentwicklung und Physiologie aufgrund der anatomischen Ähnlichkeiten mit Säugetierlinsen, der relativen Leichtigkeit der genetischen und pharmakologischen Manipulation, der Geschwindigkeit der embryonalen Augenentwicklung, der geringen Größe und Transparenz. In der Anfangsphase , die es in vivo der Bildgebung erlaubt. Die hier beschriebenen Methoden wurden entwickelt, um die Morphologie der Zebrafischlinse in Embryonal-und Erwachsenenstadien zu analysieren, wobei der Schwerpunkt auf der heilsamen Integrität, der kortikalen Membranmorphologie in vitro und in vivoliegt, sowie die Lage der nuklearen Position der Linse entlang der Anterior-nachträgiere Achse ex vivo. Diese Methoden dienen als Ausgangspunkt für funktionelle Studien zur Linsenentwicklung und Physiologie sowie für umgekehrte genetische Bildschirme für Linsenphänotypen in Zebrafischen.
Bildgebung Zebrafisch-Linsenmorphologie
Aquaporin 0 (AQP0) ist das am häufigsten vorkommende Linsenmembranprotein und ist sowohl für die Entwicklung der Linsen als auch für die Klarheit der Linsen von entscheidender Bedeutung, da es bei Säugetieren viele wesentliche Funktionen gibt. Zebrafische haben zwei Aqp0s (Aqp0a und Aqp0b) und wir haben Methoden entwickelt, um den Verlust ihrer Funktionen sowohl in embryonalen als auch in erwachsenen Linsen zu analysieren. Unsere Studien zeigen, dass aqp0a---Mutanten aufgrund der Instabilität der vorderen Naht eine vordere polare Deckkraft entwickeln, und aqp0a/b Doppelmutanten die nukleare Deckkraft 1 entwickeln. AQP0 hat sich als eine Rolle im Wassertransport 2,Haftung3,4, Zytoskelett-Verankerung 5 und Erzeugung des Brechungsindex Gradienten6, aber diese Studien wurden weitgehend inder vitro. Der Zebrafisch bietet eine einzigartige Gelegenheit, zu untersuchen, wie Funktionsverlust, oder gestörte Funktion von Aqp0a oder Aqp0b die Morphologie und Funktion in einer lebenden Linse beeinflussen würde. Um die Morphologie der Linsenzellen und die Integrität der Sutural während der Entwicklung zu beurteilen, haben wir die bestehenden In-vitro-immunhistochemischen Methoden 7 für den Einsatz in embryonalen und erwachsenen Linsen modifiziert und Transgenik erzeugt, um diesen Prozess in vivo zu überwachen. .
Die immunhistochemische Analyse der Plasma-Membranstruktur und der sutural integtären Struktur wurde in ganzen festen Embryonen und erwachsenen Linsen durchgeführt. Zebrafischlinsen sind extrem klein (der Linsendurchmesser beträgt ~ 100 μm bei Embryonen und bei Erwachsenen bis zu 1 mm) im Vergleich zu ihren Säugetier-Pendants und haben Punktzahl8, die in Kryoschnitten selten erfasst werden. Daher sind ganze Objektive für die Analyse der Integrität des uturalen. Denn in vivo-Analyse der vorderen Nahtbildung und Abbildung der präzisen Linsenzellen-Architektur haben wir Transgenik erzeugt, die mApple-spezifisch kennzeichnende Linsenmembranen ausdrückt.
Die Vorteile der Live-Bildgebung von Objektivmembrantransgenik sind: 1) Vermeidung von Fixierungsarten, 2) das Studium dynamischer morphologischer Veränderungen in Zeitraffer-Filmen und 3) die Möglichkeit länglicher Studien, in denen frühere Ereignisse mit späteren Phänotypen. Die Pigmentierung der Iris verhindert in der Regel eine klare Abbildung der Linsenperipherie. Die Zugabe von 1-Phenyl-2-Thiourea (PTU) vor der Primordia-5 (Prim-5) Stufe9 verhindert Melanogenese und Augenpigmentierung bis zu etwa 4 Tagen Postfertilisation (dpf). Nach 4 dpf wird die Linsenperipherie jedoch in vivoverdeckt, besonders in älteren Stadien. Darüber hinaus verdeckt die Dichte der Linse selbst die Abbildung des hinteren Pols. Um die Morphologie der Linsenperipherie oder der hinteren Naht nach 4 dpf zu studieren, müssen die Linsen daher exzessiv und fixiert werden.
Mit transgenen Zebrafischlinien wurden die embryonalen Linsenmembranstrukturen in vivo10analysiert. Das transgene Q01 drückt ein cyan fluoreszierendes Protein aus, das zu einer Membranzielsequenz, Gap43, verschmolzen ist, angetrieben vom EF1 α-Promoter und einem Hexamer des DF4 pax6-Enhancer-Elements, das in Linsenfaserzellen 11 allgegenwärtig ist. Q01 hat einen extra-Lentikelausdruck, einschließlich Amacrin-Zellen in der Netzhaut, was Hintergrundsignal hinzufügt, wenn das primäre Interesse die Linse ist. Wir haben eine neuartige transgene Linie entwickelt, die einen Membran-gebärten mApple speziell in der Linse ausdrückt, mit dem Ziel, jedes extra-linsenförmige Signal zu vermeiden.
Lens nucleus Lokalisierung
Wir entdeckten, dass sich der Linsenkern von einer anfänglichen vorderen Position in Larvenzebrafischen zu einem zentralen Ort in der anterior-nachträglichen Achse in erwachsenen Linsen bewegt. Diese Verschiebung der Position des hochbrechenden Indexlinsenkerns gilt als Voraussetzung für die normale Entwicklung der Zebrafischlinsen-Optik1. Unsere Methoden ermöglichen die Quantifizierung der nuklearen Zentralisierung der Linse in Bezug auf den Linsenradius. Mit dieser Methode haben wir gezeigt, dass Aqp0a für die Atomzentralisierung1benötigt wird, und diese einfache Methode kann auf andere Studien zur Entwicklung und Physiologie des Objektivs und seiner optischen Eigenschaften im Zebrafischmodell angewendet werden.