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Article de méthode

Visualisation du transport intracellulaire de marchandises dans des astrocytes en culture

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17 juin 2025

Dans cet article

Résumé

Source : Creighton, B. A., et al. Visualisation et analyse du transport intracellulaire d’organites et d’autres cargaisons dans les astrocytes. J. Vis. Exp. (2019)

Cette vidéo montre la visualisation du transport de fret intracellulaire dans des astrocytes en culture à l’aide d’une sonde acidotrope fluorescente qui marque sélectivement les vésicules endolysosomales acides. L’imagerie en accéléré et l’acquisition de la pile Z avec un microscope confocal permettent de suivre la cargaison marquée par fluorescence dans tout le volume de la cellule tridimensionnelle. L’analyse différencie le fret stationnaire du fret se déplaçant vers la périphérie cellulaire ou le noyau, fournissant des informations sur la dynamique du transport intracellulaire.

Protocole

1. Transfection de plasmides marqués par fluorescence

  1. La veille de la transfection ou du marquage, ensemencez les astrocytes à la densité souhaitée pour l’imagerie 24 à 48 h après la transfection. La densité recommandée pour les plaques de 24 puits ou les puits à fond de verre de 14 mm est de 2 x 104 cellules/puits.
    REMARQUE : Ce protocole est optimisé pour la transfection d’astrocytes plaqués sur des lamelles de verre de 12 mm sur des plaques de 24 puits ou des puits à fond de verre de 14 mm à l’aide d’une méthode basée sur la lipofection. Les réactifs doivent être mis à l’échelle en fonction de la taille de la boîte de culture dans laquelle les astrocytes se développent.
  2. Diluer le réactif de lipofection (Table des matériaux) dans un milieu sérique réduit (Table des matériaux). Pour optimiser le rapport entre le réactif de lipofection et l’ADN, testez une gamme de dilutions adéquates. Par exemple, si vous utilisez le réactif utilisé dans ce protocole (Table des matériaux), diluez 2, 3, 4 et 5 μL du réactif de lipofection dans 50 μL de milieu sérique réduit.
  3. Diluer 5 μg d’ADN de haute pureté dans 250 μL de milieu sérique réduit. Ajouter 5 μL de réactif d’amplification de lipofection (Table des matériaux). Combinez le tube contenant le réactif de lipofection avec un volume égal de mélange d’amplificateur d’ADN et de lipofection. Mélanger par pipetage et incuber à température ambiante (RT) pendant 15 min.
  4. Retirez le milieu de culture d’astrocytes et ajoutez le mélange de transfection (étape 1.3) aux cellules goutte à goutte. Après une incubation de 6 h à 37 °C et 5 % de CO2, remplacer le complexe de transfection par un volume approprié de milieu de culture d’astrocytes (2 mL pour les plats à fond de verre de 14 mm). Incuber pendant 24 à 72 h supplémentaires avant de procéder à l’acquisition de l’image. Surveiller de près la durée de l’étape d’incubation pour obtenir le meilleur équilibre entre l’expression des protéines et la viabilité cellulaire.

2. Marquage des endosomes/lysosomes tardifs à l’aide de sondes fluorescentes

REMARQUE : Certaines cargaisons peuvent être marquées à l’aide de colorants fluorescents ayant une forte affinité pour les protéines spécifiques à la cargaison. L’exemple suivant permet de marquer des endosomes/lysosomes tardifs à l’aide d’une sonde acidotrope fluorescente.

  1. Diluer la sonde de marquage lysosomale (table des matériaux) dans 200 μL de milieu de culture d’astrocytes jusqu’à une concentration de travail de 1 μM et appliquer sur les astrocytes à partir de l’étape 1.1 à une densité de 2 x 104 cellules/puits. Incuber pendant 30 min à 37 °C.
  2. Lavez les cellules une fois avec un milieu de culture d’astrocytes chaud et remplacez-les par un milieu d’imagerie (tableau des matériaux). Passez immédiatement à l’imagerie en direct.

3. Acquisition d’images à l’aide d’un système d’imagerie time-lapse

REMARQUE : L’imagerie en direct time-lapse doit être effectuée à l’aide d’un microscope à fluorescence équipé d’une caméra à grande vitesse, d’une mise au point définie, d’une chambre d’incubation et d’un objectif à huile 40x avec une grande ouverture numérique (par exemple, Plan-Apochromat 1.4NA). Une variété de logiciels d’acquisition est disponible pour l’imagerie en accéléré. Le choix du système de microscopie et du logiciel d’acquisition doit être basé sur leur disponibilité et leur adéquation aux objectifs de l’étude particulière. Certaines directives générales sont fournies ci-dessous.

  1. Placez la chambre ou la boîte de culture dans l’adaptateur approprié sur la platine du microscope. À l’aide de la lumière d’épifluorescence, sélectionnez la ou les cellules qui expriment les protéines fluorescentes ou la sonde à enregistrer. Ajustez l’éclairage de l’échantillon fluorescent pour visualiser la ou les cellules sélectionnées à l’aide de l’appareil photo numérique. Évitez d’utiliser un éclairage élevé qui pourrait provoquer un photoblanchiment et une phototoxicité. Ajustez la mise au point et le zoom.
  2. Acquérez une seule série de time-lapse Z-stack à une fréquence de 1 image toutes les 2 s pour des intervalles de temps compris entre 300 s et 500 s à l’aide des fonctions zoom et mise au point définie.
    REMARQUE : La dynamique de trafic (vitesse, fréquence de mouvement, etc.) varie en fonction de la protéine d’intérêt, de sorte que le cours temporel de l’acquisition peut nécessiter un ajustement. Par exemple, les mitochondries sont moins mobiles que les lysosomes et présentent des pauses fréquentes. Dans ce cas, il est plus approprié d’ajuster les paramètres d’acquisition à 1 image toutes les 5 s pendant 800 s.
  3. Enregistrez des images time-lapse et exportez-les sous forme de fichiers de pile AVI ou TIFF.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Dulbecco’s Modified Eagle MediumGen Clone25-500
Fetal Bovin SerumGemini100-106Heat-Inactivated
FIJI (Fiji is Just Image J)NIHVersion 1.52i
Pince à épiler à pointe fineF.S.T11254-20Style #5
Source lumineuse à fluorescenceExcelitas012-63000X-Cite 120Q
Plats à fond en verreMattek corporationP35G-1.5-14-CPlat 35 mm | N° 1.5 Recouvrement | Diamètre du verre de 14 mm |
Pince Graefe nonF.S.T11054-10Pince à iris Graefe à pointes incurvées
Colorant fluorescent vert qui colore les compartiments acides (endosomes tardifs et lysosomes)Life TechnologiesL7526LysoTracker Vert DND 26. Pré-dissous dans du DMSOS dans une solution mère de 1 mM. Diluer jusqu’à la concentration de travail finale dans le milieu de culture ou le tampon de votre choix.
Solution saline équilibrée de Hank (10x)Gibco14065-056Sans magnésium ni calcium
Supports d’imagerie LifeTechnologiesA14291DJLive Cell Imaging Solution
Microscope confocal inverséZeiss LSM 780
KymoToolBox https://github.com/fabricecordelieres/IJ_KymoToolBox
Lipofection Enhancer ReagentLife Technologies11514015Plus Réactif
Lipofection ReactifLife Technologies15338100Lipofectamine LTX Incubateur
à agitation orbitaleNew Brunswick Scientific8261-30-1008Innova 4230 , incubateur à agitation orbitale avec contrôle de la température et de la vitesse
Solution de pénicilline/strépomycine (100x)Gen Clone25-512
Saline tamponnée au phosphate (10x)Gen Clone25-507x
Poly-D-Lysine HydrobromideSigmaP7405Dissoudre dans un tampon Tris, pH 8,5, à 1mg/mL. Congeler pour un stockage à long terme. Éviter les cycles de congélation et de décongélation
Milieu sérique réduitGibco31985-062OPTI-MEM
Flacons de culture tissulaireOlympus Plastics25-20975 cm^2. Accès au col incliné à 100 %, capuchon filtrant ventilé hydrophobe de 0,22 um
Incubateur de culture tissulaireThermo Scientific51030285HERAcell VIOS 160i, incubateur de culture tissulaire avec contrôle de
la température, de l’humidité et du CO2Tris-BaseSigmaT15038.402 g dissous dans un litre dans l’eau avec 4.829 g Tris HCl pour faire 0,1 M tampon Tris, pH 8.5
Tris-HClSigmaT32534.829 g dissous dans un litre dans l’eau avec 8.402 g Tris Base pour faire 0,1 M tampon Tris, pH 8.5
revêtue

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