Este protocolo describe la preparación de Drosophila pupa viva imagen Time-lapse de herida inflamación y reparación en vivo. Usando este método, debe ser posible generar múltiples películas de alta resolución de cierre de herida pupal y reclutamiento de células inflamatorias con facilidad y las pupas durante largo períodos de tiempo (menos de 5 h) post hiriendo sin fotoblanqueo significativa de la imagen.
Un esquema general para la preparación de Drosophila pupa
La figura 1 ilustra el método óptimo para la preparación de pupas de Drosophila para imágenes en vivo . Drosophila blanco 'prepupas' se recogen en '0 h' después de la formación del pupario (APF), como las larvas reptantes Cesar motilidad y adoptan la forma de pupa estereotipada con evertido apéndices respiratorios (espiráculos) visibles en su extremo más anterior ( Figura 1A). El blanco 0 h prepupas APF se permitieron desarrollar durante 18 h a 25 ° C, cuando la mosca se ha convertido en marrón (figura 1B) y son entonces disecaron usando Pinzas finas o microscissors (figura 1, para quitar la envoltura pupal protectora) para revelar la ópticamente translúcido pupa dentro (figura 1). Después de la disección, las alas pupas será visibles en los laterales del tórax pupal (contorneado en color azul, figura 1-D). En esta etapa, otras partes del cuerpo pupa también están fácilmente discernibles, incluyendo los ojos, piernas y abdomen (marcada en la figura 1). Las piernas también son adecuadas para estudios de herida inflamación y pueden ser heridas utilizando el mismo método de láser descrito anteriormente. Múltiples 18 h pupas APF pueden montarse simultáneamente dentro del proyección de imagen plato (Figura 1E, usando pegamento de heptano y un papel de filtro empapado en agua para reducir al mínimo la deshidratación) con la parte más plana del reborde de ala (contorno azul) en contacto con el cubreobjetos ( Figura 1F); Esto es particularmente ventajoso si el microscopio de proyección de imagen está equipado con una platina motorizada para permitir varias pupas a grabar durante un único período de proyección de imagen. Deben desecharse cualquier pupas que han sido dañadas durante la disección o el montaje (por ejemplo, la pupa ubicado tercero en la secuencia, flecha en Figura 1E). Otras partes del cuerpo (por ejemplo, ojos y piernas, contorno rosa) también pueden comunicarse con el cubreobjetos y están disponibles para herir y posterior proyección de imagen (figura 1F). Para experimentos que estudian solo heridas, daños inducida por láser son generalmente mejor infligidos centralmente en el ala (asterisco, Figura 1F), aunque pueden utilizarse otras localizaciones múltiples heridas deban estudiarse.
Heridas estéril activa una respuesta inflamatoria robusta en el ala de Drosophila pupa
Para reparación de la herida y el acompañamiento respuesta inflamatoria in vivo, las alas heridas de pupas APF Drosophila 18 h se reflejada usando microscopia confocal de Time-lapse (figura 2A-H). En esta etapa pupal, el epitelio del ala es simples hojas planas de las células (marcadas aquí con GFP-tagged E-cadherin para marcar límites de la celda individual, margen del ala se indica en la figura 2A). Incluso en las alas unwounded (baja magnificación, figuras 2A y 2A'), gran número de células inmunes innatas migratorias (hemocitos, etiquetados con srp-Gal4 impulsado por GFP citoplásmico, verde y nuclear RFP, magenta) se encuentra en la hemolinfa ( sangre de insectos) ocupando el espacio extracelular interviene (figura 2A y 2A'). Lesión inducida por láser en el epitelio del ala pupa (margen de la herida en blanco, figura 2B-D) estimula una rápida migración de hemocitos en el sitio de la herida (figura 2B-D y núcleos de células inmunitarias en la figura 2B '-D'). Etiquetado los hemocitos con ambos un marcador nuclear (por ejemplo, la RFP nuclear 'rojo-stinger') en combinación con un marcador citoplásmico o citoesqueleto (e.g. GFP citoplásmica o GFP-tagged moesina) es particularmente ventajoso ya que permite la seguimiento simultáneo de núcleos hemocyte (para el análisis automatizado de hemocyte comportamiento por ejemplo migración velocidad y direccionalidad) y la visualización de la morfología hemocyte. Este último es importante ya que nos permite determinar si hemocitos son phagocytosing la ruina necrótica (figura 2, encarte) en el borde de la herida (o microbios en el caso de infección)12,23 y también nos permite seguir su comportamiento sobresaliente como se extiende filopodios finos o lamellipodia a su vanguardia como migran hacia o lejos de la herida.
Simple de seguimiento de trayectorias nuclear hemocyte utilizando el correspondiente software de análisis de imagen32 (Tabla de materiales) demuestra la compleja dinámica espacio-temporal de la respuesta inflamatoria, similar a ése divulgado previamente para herido de9,de embriones36 (pistas de varios colores, figura 2' y D'). Dentro de sólo 30 minutos de herir, hemocitos ubicados más cercano al sitio de lesión iniciar migración dirigida hacia la herida (figura 2'). Sin embargo, con el aumento de la lesión tiempo, hemocitos situados progresivamente más lejos el sitio de la lesión también comienzan migración dirigida hacia la herida (Figura 2D'). De esta manera, se observa una 'ola' de la respuesta inmune celular que se extiende hacia afuera desde el borde de la herida, que imaginamos para reflejar la difusión de la herida chemoattractant lejos del sitio de lesión. Esta dinámica espacio-temporal de la célula inmune proporciona un útil punto de partida para nuestro estudio recientes que emplean sofisticados análisis matemático modelado ('inferencia bayesiana') para deducir nuevas propiedades de la señal de atrayente de herida (métodos detallados Publicado en el23). Por calibrar nuestros modelos computacionales (que relaciona el gradiente atrayente de herida sesgo hemocyte) para ajustar las trayectorias observadas en vivo inmune, uno podría extraer características detalladas del atrayente herida de nuestra trayectoria hemocyte datos (por ejemplo, la tasa de difusión de la señal, la fuente y la duración de la producción de la señal)23.
Por otra parte, por expresión de fluoróforo photoconvertible Kaede dentro del linaje de células inmunitarias con srp-Gal4 (verde, Figura 2E) también hemos podido selectivamente etiqueta una subpoblación de estos hemocitos ala migratorias (como de conducción los reclutaron en el sitio de la herida; E, antes de photoconversion UV-inducida y F, post-photoconversion). Entonces podemos seguir el comportamiento de estos hemocitos con el tiempo (magenta, figura 2-H) como resolver lejos del sitio de la herida (flechas, figura 2 y H) y comparar cómo su comportamiento es diferente de los no-photoconverted células alcanzan el sitio de la lesión. Hemos utilizado este en vivo etiquetado técnica para demostrar que hemocitos reclutadas a un inicial de la herida son desensibilizar temporalmente a una segunda herida generada 90 minutos más tarde23, aunque esta técnica de etiquetado diferencial podría también tienen otras muchas aplicaciones interesantes en el futuro (ver discusión).
Usando este acercamiento, también al mismo tiempo podemos seguir la dinámica espacio-temporal de reparación de la herida o epithelialisation está ' (figura 2B-D). Aquí ubicuo GFP-tagged E-cadherin etiquetas a las uniones adherentes celular en el epitelio del ala y permite las formas de las células epiteliales individuales a seguir con el tiempo. El borde de la herida se identifica fácilmente como la unión entre células epiteliales intactas GFP marcado y escombros sin etiqueta (línea blanca punteada, figura 2B-D). Para la mayoría de las heridas, la herida comienza a volver a epithelialize dentro de 1 h de la lesión y la herida borde avances hacia el interior (Figura 2D); heridas de este tamaño se curan normalmente dentro de 2-3 h de lesión23. Cierre de herida en embriones y pupas es conducido por un cable contráctil actomyosin junto con vanguardia filopodia rica en actina23,37; esta dinámica del citoesqueleto puede visualizarse directamente durante la reparación de la herida usando apropiado en vivo reporteros, como calabaza de espagueti tagged GFP (cadena ligera reguladora del Myosin) o GFP-tagged actinia-que ata moesina23. Para algunas heridas particularmente grandes, sin embargo, el cable de actomyosin y filopodia de vanguardia no persisten - estas heridas se convierten en 'crónicas' y nunca totalmente volver a epithelialize23 incluso después de períodos mucho más prolongados (sobre 24 h) en vivo proyección de imagen. Curiosamente, la respuesta inflamatoria asociada con las heridas no cicatrizan es marcadamente diferente del asociado con heridas agudas normal23 sugiriendo que el comportamiento anormal de células inmune podría ser un marcador pronóstico útil en la clínica . En el futuro, más en vivo análisis de heridas crónicas usando proyección de imagen a largo plazo (más de 24 h) en el modelo de pupa pueden proporcionar importante visión mecanicista de esta condición debilitante.

Figura 1: Drosophila pupa preparación hiriendo y proyección de imagen en vivo. (A) Drosophila prepupas blanco recogidos en 0 h APF, con extremo anterior indicado por evertido respiración apéndices (espiráculos). (B) después de subir prepupas APF blanco 0 h 18 h a 25 ° C, el pupario aparece marrón. Disección de la envoltura pupal debe comenzar en la región más anterior (flecha), indicada por los espiráculos evertidos como la pupa adecuada está ausente de esta región y pinzas finas o microscissors usado para quitar la funda protectora de la pupa (C). Las alas pupas será visibles en los laterales del tórax pupal (líneas azules). (D) envoltura pupal completamente extraídos 18 h pupa APF, aquí la pupa ha sido laminado en 90 ° para mostrar la parte lateral, con el ala a ser reflejada en azul. (E-F) Cinco pupas APF 18h montan sobre cubreobjetos de cristal dentro de plato usando pegamento de heptano, con papel de filtro empapado en agua para reducir al mínimo la deshidratación (E) la proyección de imagen. Pupa situado tercero en la secuencia (flecha) debe ser descartado como daño durante la preparación. Pupas se montan con la porción más plana del reborde de la ala (contorno azul) en contacto con el cubreobjetos (F) y heridas inducidas por láser son generadas centralmente en el ala (asterisco, F), aunque otros lugares pueden utilizarse si son heridas múltiples para ser estudiado. La imagen en (D) adaptada con permiso de tejedores et al., 201623. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Dinámica en vivo análisis de la respuesta inflamatoria al daño de tejido. Pupas de disección de casos de protección de pupas y montado sobre cubreobjetos de cristal (A) están heridos y posteriormente reflejada usando microscopia confocal de Time-lapse (B-H). Bajo la vista de la ampliación del ala pupa unwounded (A, margen del ala en blanco) que contiene gran número de hemocitos migratorias (A'). Lesión inducida por láser en el epitelio del ala pupa (B-D, límites de la celda etiquetadas usando GFP-etiquetado Drosophila cadherina; margen en blanco de la herida) activa una respuesta inflamatoria con la migración de múltiples hemocitos ( SRP-Gal4 impulsado por expresión de RFP nuclear, magenta o citoplasmática de la GFP, verde) hacia el sitio de la herida (B-D; representante de fotogramas de una película Time-lapse en el que cada fotograma es una proyección de 25 rebanadas 3 μm cada uno). Manual seguimiento de trayectorias hemocyte (pistas multicoloras, C' y D') indican la compleja dinámica espacio-temporal de la respuesta inflamatoria, similar al reportado para embriones heridos. Hemocitos también fagocitar detritos celulares necróticos en el sitio de la herida (punta de flecha, C y también de la inserción). Expresión de fluoróforo photoconvertible Kaede en el linaje de células inmunitarias (verde, E, con srp-Gal4) permite reclutó a herida hemocitos (flecha E) diferencialmente con la etiqueta (magenta, F) y seguido con el tiempo como que resolución desde el sitio de la lesión (flechas, G y H). Se utilizaron los siguientes genotipos pupas: (A, D) w1118; ubi-DE-cad-GFP, srp-Gal4 > UAS-GFP(II); UAS-nRFP(III) y (E H) w1118; srp-Gal4(II); UAS-Kaede(III). Adaptados con permiso de tejedores et al., 201623imágenes. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.