Nous présentons ici un protocole pour l’ablation d’une sous-population génétiquement marquée de neurones par un laser à deux photons de larves de poisson zèbre.
Article de méthode
Nous présentons ici un protocole pour l’ablation d’une sous-population génétiquement marquée de neurones par un laser à deux photons de larves de poisson zèbre.
Pour identifier le rôle d’une sous-population de neurones dans le comportement, il est essentiel de tester les conséquences du blocage de son activité dans les animaux vivants. Ablation par laser de neurones est une méthode efficace à cet effet lorsque les neurones sont sélectivement marquées avec des sondes fluorescentes. Dans la présente étude, les protocoles pour laser ablation une sous-population de neurones à l’aide d’un microscope biphotonique et l’essai de ses conséquences fonctionnelles et comportementales sont décrits. Dans cette étude, le comportement de capture des proies chez les larves de poisson zèbre est utilisé comme un modèle d’étude. Le circuit pretecto-hypothalamique est connu pour sous-tendre cette proie pilotée par visuellement capture le comportement. Poisson zèbre prétectum étaient ablation au laser, et l’activité neuronale dans le lobe inférieur de l’hypothalamus (ILH ; la cible de la projection pretectal) a été examinée. Comportement de capture des proies après ablation pretectal a également été testé.
Pour comprendre comment le comportement résulte de l’activité neuronale dans le cerveau, il est nécessaire d’identifier les circuits neurones qui sont impliqués dans la génération de ce comportement. Au stade larvaire, le poisson-zèbre fournit un modèle animal idéal pour étudier le fonctionnement du cerveau associées le comportement parce que leur cerveau petit, transparent permettre d’enquêter sur l’activité neuronale à une résolution cellulaire dans un vaste domaine de la cerveau tout en observant le comportement1. Imagerie de l’activité neuronale dans les neurones spécifiques est devenue possible grâce à l’invention des indicateurs génétiquement encodé calcium (Ca) (GECIs) comme GCaMP2. GCaMP zebrafish transgénique ont révélé utile permettant d’associer le circuit neuronal fonctionnel avec un comportement en procédant à l’imagerie Ca en se comportant des animaux3.
Alors que l’imagerie Ca peut démontrer les corrélations entre l’activité neuronale et comportement, pour montrer le lien de causalité, suppression de l’activité neuronale et les essais de ses conséquences sur le comportement sont des étapes importantes. Il existe différentes façons d’y parvenir : l’utilisation de la mutation génétique qui altère les circuits neuronaux spécifiques4, expression des neurotoxines de neurones spécifiques5,6, utilisation d’outils d’optogenetic comme halorhodopsin7, et laser ablation de neurones ciblés8,9. Ablation laser est particulièrement adaptée pour l’élimination de l’activité dans un relativement petit nombre de neurones spécifiques. Facilite l’élimination irréversible de l’activité neuronale en tuant les neurones évaluant les conséquences comportementales.
Un comportement intéressant que l'on peut observer au stade larvaire chez le poisson zèbre est la capture des proies (Figure 1A). Ce comportement guidé visuellement, ciblé fournit un système expérimental favorable pour l’étude de l’acuité visuelle10, visuomotor transformation11,12,13, perception visuelle et la reconnaissance des objets14,15,16,17,18et19de la prise de décision. Comment proies est reconnu par les prédateurs et comment la détection des proies mène à proie capture le comportement a été une question centrale dans la neuroéthologie20. Dans cet article, nous nous concentrons sur le rôle du circuit pretecto-hypothalamique formé par les saillies d’un noyau dans le prétectum (noyau pretectalis superficialis pars magnocellularis, ci-après, simplement remarqué que le prétectum) à la ILH. Ablation au laser de la prétectum a été montré pour réduire l’activité de capture des proies et d’abolir l’activité neuronale dans la ILH associé à la proie visual perception21. Ici, des protocoles pour l’exécution de laser ablation et tester son effet à l’aide de Ca2 + imagerie et enregistrement comportemental chez le poisson zèbre, les larves sont décrites.
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1. l’ablation d’une sous-population de neurones à l’aide d’un Microscope biphotonique Laser
Remarque : Si utilisateurs comptez sur l’exécution d’ablation suivante d’imagerie Ca, utilisez la ligne de UAShspzGCaMP6s21. Si les utilisateurs plan sur l’exécution d’enregistrement comportemental après ablation, utilisez la ligne de UAS:EGFP, comme l’ablation des cellules positives EGFP est plus facile à réaliser que des cellules exprimant le GCaMP6s.
2. calcium imagerie pour enregistrer l’activité neuronale induite sur les proies chez les larves de poisson zèbre prétectum-ablation
3. Evaluation des conséquences comportementales suite à Ablation Laser
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Neurones spécifiques ont été génétiquement marquées avec EGFP ou GCaMP6s, dont l’expression furent chassés dans les lignées Gal4. Un gSAIzGFFM119B de ligne de Gal4 a été utilisé pour étiqueter un noyau dans la zone pretectal (magnocellulaire superficiel pretectal noyau) et une sous-population de neurones du bulbe olfactif. Une autre ligne de Gal4, hspGFFDMC76A, a été utilisée pour marquer la ILH. Nous laser-ablation des neurones pretectal sur le plan bilatéral (panneau de gauche de
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Bien que le deux photons laser a une excellente résolution spatiale pour spécifiquement l’ablation des neurones individuels, grande prudence convient pour éviter tout dommage non désiré sur le tissu cérébral en raison de la chaleur. L’étape la plus importante dans l’expérience d’ablation est de déterminer la quantité optimale d’irradiation laser. Irradiation insuffisante ne parvient pas à tuer les neurones. Trop d’irradiation sera endommagé par la chaleur le tissu environnant, ce qui donnera lieu à des effets indésirable...
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Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts au rapport.
Ces études ont été financées par des subventions provenance du MEXT, JSPS KAKENHI Grant numéros JP25290009, JP25650120, JP17K07494 et JP17H05984.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| NuSieve GTG Agarose | Lonza | Cat.#50080 | agarose à basse température de |
| fusion 6 cm boîte de Pétri | FALCON | Produit# :351007 | |
| aiguille de dissection | AS ONE Corporation | Cat. N° 2-013-01 | https://keystone-lab.com/en/item/detail/404142 |
| LSM7MP | Microscope à balayage laser à deux photons | Carl Zeiss | |
| W Plan-Apochromat 63x/1.0 | Objectif Carl Zeiss | 63X | |
| Imager.Z1 | Carl Zeiss | un microscope à épifluorescence | |
| ZEN | Logiciel d’acquisition d’images Carl Zeiss | pour microscopes confocaux | |
| de chambre d’hybridation Secure-Seal, 8 chambres, 9 mm de diamètre x 0,8 mm de profondeur | Sondes moléculaires | Catalogue # S-24732 | Utilisé comme chambre d’enregistrement en imagerie Ca |
| Chambres d’imagerie | Grace Bio-Labs | CoverWell Chambres d’imagerie PCI-A-2.5 | Utilisé comme chambre d’enregistrement comportemental |
| couteau chirurgical | MANI | Couteau ophtalmique MST15 | |
| ORCA-Flash4.0 | Hamamatsu Photonics | modèle :C11440-22CU | une caméra CMOS scientifique |
| HCImage | Hamamatsu Photonics Logiciel d’acuisition | d’image | |
| Hard Disk Module Recording | Hamamatsu Photonics | Un module logiciel qui permet d’enregistrer les fichiers vidéo sur un disque dur en peu de temps | |
| objectif pour SZX7 | |||
| Point Grey Grasshopper3 4.1 MP Mono USB3 Visio | FLIR Systems, Inc. | N° de produit GS3-U3-41C6NIR-C | Caméra CMOS |
| XIMEA Caméra XIQ, | XIMEA | N° de produit. | Caméra CMOS |
| un anneau LED lumière | CCS | Modèle : LDR2-100SW2-LA | Blanc LED |
| Nylon mesh 32µ ; m | Tokyo Screen | N-No.380T | http://www.tokyo-screen.com/cms/sta20347/ |
| Maille nylon 13µ ; m | Écran Tokyo | N° 508T-K | http://www.tokyo-screen.com/cms/sta20347/ |
| Écran en métal 150 microns Écran | http://www.tokyo-screen.com/cms/sta20341/#ami | ||
| en métal avec ouverture 75 microns | Écran | http://www.tokyo-screen.com/cms/sta20341/#ami | |
| EBIOS | Asahi Alimentation & Soins de santé, Co. Ltd. | levure de bière sèche | |
| LabVIEW | National Instruments | un environnement de développement intégré pour la programmation | |
| Mai-Tai, HP | Spectra Physics ; | Laser à deux photons ; |
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