פרוטוקול זה מתאר את הכנת דרוזופילה הגלמים עבור הדמיה בצילום מואץ בשידור חי של הפצע תיקון ודלקת ויוו. באמצעות שיטה זו, זה צריך להיות ניתן לייצר מספר סרטים ברזולוציה גבוהה של סגירת הפצע הגולמי והגיוס תאים דלקתיים בקלות תמונה הגלמים עבור פרקי זמן ארוך (לפחות 5 שעות) שלאחר ופצעו ללא photobleaching משמעותית.
ערכת כללי להכנה גולם דרוזופילה
איור 1 מדגימה שיטת אופטימלית עבור הכנת דרוזופילה הגלמים ויוו הדמיה. דרוזופילה לבן 'prepupae' נאספים ב- '0 h' לאחר היווצרות puparium (APF), ככל החרקים זוחלים חדל תנועתיות ולאמץ את הצורה הגולמי סטריאוטיפי עם everted נשימה תוספות (spiracles) גלוי בקצהו הקדמי ביותר שלהם ( איור 1A). ה 0 לבן APF prepupae מותר לפתח עבור 18 h ב- 25 ° C, שבו זמן הפך puparium בראון (איור 1B) והם מכן גזור באמצעות מלקחיים בסדר ו/או microscissors (איור 1C, כדי להסיר את המקרה הגולמי מגן) כדי לחשוף גולם שקוף אופטית בתוך (איור 1D). בעקבות ניתוח, הכנפיים הגולמי יהיה גלוי על הצדדים לרוחב של בית החזה הגולמי (במיתאר כחול, איור 1C-D). בשלב זה, שאר חלקי הגוף הגולמי גם הם בקלות ניכרת, לרבות עיניים, הרגליים, הבטן (המסומנות ב- 1D איור). הרגליים גם הם מתאימים ללימודי דלקת בפצע, יכולים להיות פצועים באמצעות שיטת לייזר זהה המתואר לעיל. מספר 18 h APF הגלמים יכול להיות מותקן בו זמנית בתוך המנה הדמיה (איור 1E, באמצעות heptane ב דבק נייר סינון ספוגי מים כדי למזער את התייבשות) עם חלק שטוח ביותר של האגף (עם מיתאר כחול) בקשר עם coverslip ( איור 1F); זהו יתרון מיוחד אם המיקרוסקופ הדמיה מצויד שלב ממונע כדי לאפשר מספר הגלמים שיירשמו בתקופה הדמיה בודד אחד. צריכים להיות מושלך מכל הגלמים אשר נפגעו במהלך ניתוח או הרכבה (למשל הגולם ממוקם שלישי ברצף, חץ איור 1E). חלקי גוף אחרים (למשל עיניים, רגליים, ורוד עם מיתאר) ניתן גם לפנות את coverslip והם זמינים עבור ופצעו ובעקבות הדמיה (איור 1F). לניסויים לומד פצעים יחיד, לייזר המושרה נזקים הם בדרך כלל בצורה הטובה ביותר שנגרם מרכזי באגף (כוכבית, איור 1F), למרות מיקומים אחרים עשוי לשמש אם פציעות מרובות שילמדו.
ופצעו סטרילי מפעילה תגובה דלקתית חזקה באגף הגולמי דרוזופילה
לעקוב הפצע ותיקון של המלווה תגובה דלקתית ויוו, כנפי 18שע APF דרוזופילה הגלמים הפצועים היו עם תמונה באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית בצילום מואץ (איור 2 א-H). בשלב זה הגולמי, epithelia אגף הם לוחות שטוחים פשוטה של תאים (הנקראת כאן באמצעות E-קדהרין מתויג GFP כדי לסמן גבולות תא בודד, אגף שוליים שמתואר באיור 2A). אפילו באגפים unwounded (נמוך ההגדלה, דמויות 2A ו- 2A'), מספרים גדולים של נדידת תאים חיסוניים מולדת (hemocytes, הנקרא באמצעות קמעונאי-Gal4 מונע cytoplasmic GFP, ירוק, ו- RFP גרעינית, מגנטה) ניתן למצוא במרחק (hemolymph דם חרקים) כובש את החלל חוץ-תאית להתערב (איור 2 א ו 2A'). לייזר המושרה לפגיעה האפיתל כנף הגולמי (שולי הפצע המתוארים לבן, איור 2B-D) מעוררת העברה מהירה של hemocytes לאתר הפצע (איור 2B-D ו תא החיסון גרעינים ב איור 2B '-D'). תיוג של hemocytes עם שני גרעיני (למשל RFP גרעיני 'אדום-עוקץ') בשילוב עם סמן cytoplasmic או cytoskeletal (למשל cytoplasmic GFP או Moesin מתויג GFP) זה שטר יתרון מיוחד שכן היא מאפשרת מעקב בו זמנית של גרעינים hemocyte (לניתוח אוטומטי של hemocyte ההתנהגות למשל העברת מהירות, כיוון), הפריט החזותי של מורפולוגיה hemocyte. זו האחרונה היא חשובה שכן היא מאפשרת לנו לקבוע אם hemocytes הן phagocytosing פסולת נמק (איור 2C, הזחה) קצוות הפצע (או חיידקים במקרה של זיהום)12,23 , גם מאפשר לנו לעקוב אחר התנהגותם protrusive כפי שהם להאריך filopodia בסדר או lamellipodia בקצה המוביל שלהם כפי הם נודדים לקראת או הרחק את הפצע.
פשוט מעקב של מסלולים גרעיני hemocyte באמצעות ניתוח תמונות המתאימות תוכנה32 (טבלה של חומרים) מדגים את הדינמיקה-עתיים מורכבים לתגובה דלקתית, דומה לזה שדווחו בעבר עבור פצועים עוברי9,36 (רצועות צבעוניות, איור 2C' ו D'). במרחק רק 30 דקות של ופצעו, hemocytes ממוקם קרוב אל אתר פגיעה להתחיל ההעברה מכוונת כלפי הפצע (איור 2C"). עם זאת, עם הגדלת זמן לאחר פציעה, hemocytes ממוקם בהדרגה עוד יותר מן האתר פגיעה גם להתחיל ההעברה מכוונת כלפי הפצע (איור דו-ממדי'). בדרך זו, 'גל' של תגובתיות תא החיסון שמתפשט מסובבת כלפי חוץ מהקצה הפצע הוא ציין, שאנו מדמיינים כדי לשקף פעפוע של chemoattractant הפצע מן האתר פציעה. הדינמיקות האלה תא החיסון-עתיים סיפק נקודת התחלה שימושית עבור שלנו במחקר עדכני שהפעיל מתוחכמים דוגמנות ("היסק בייסיאנית") אנליזה מתמטית להסיק מאפיינים הרומן של האות attractant הפצע (שיטות מפורט פורסם ב23.) על ידי כיול המודלים שלנו חישובית (זה מקושר המילוי ההדרגתי attractant הפצע hemocyte bias) כדי להתאים שנצפה ויוו מסלולים המערכת החיסונית, אחד יכול לחלץ מפורט מאפייני attractant פצע המסלול שלנו hemocyte נתונים (כגון קצב פעפוע אות המקור, את משך הייצור אות)23.
יתר על כן, על ידי נהיגה הביטוי של fluorophore photoconvertible קאךה בתוך שושלת היוחסין תא החיסון באמצעות קמעונאי-Gal4 (ירוק, איור 2E) גם היינו יכולים לתייג באופן סלקטיבי subpopulation של אלה hemocytes כנף הנדידה (כגון אלה גייסו לאתר הפצע; E, לפני UV-induced photoconversion ו- F, פוסט-photoconversion). אז שנמשיך את אופן הפעולה של hemocytes האלה לאורך זמן (מגנטה, איור 2G-H) כפי שהם לפתור מן האתר הפצע (חיצים, איור 2G ו- H) ולהשוות איך ההתנהגות שלהם שונה האלה הלא-photoconverted התאים לא מגיעים לאתר פציעה. השתמשנו זה ויוו תיוג טכניקה כדי להדגים כי hemocytes מגויס ראשוני לפצוע באופן זמני רגישות לפצע השנייה שנוצר 90 דקות מאוחר יותר23, למרות טכניקה זו תיוג דיפרנציאלי יכול גם יש הרבה שימושים תובנה אחרים בעתיד (ראה דיון).
באמצעות גישה זו, נוכל גם בעת ובעונה אחת לעקוב אחר הדינמיקה-עתיים של הפצע תיקון או אתה-epithelialisation' (איור 2B-D). כאן ubiquitously לידי ביטוי מתויג GFP E-קדהרין מתייג את צמתי adherens הסלולר ברחבי האפיתל כנף ומאפשר את הצורות של תאים אפיתל בודדים להיות אחריו לאורך זמן. קצה הפצע מזוהה בקלות בצומת שבין תאי אפיתל GFP שכותרתו שלם ופסולת ללא תווית (לבן קו מקווקו, איור 2B-D). עבור רוב הפצעים, הפצע מתחיל מחדש epithelialize בתוך h 1 של פציעה, פנימה מקדמות את קצה הפצע (איור דו-ממדי); הפצעים של גודל זה ירפא בדרך כלל בתוך 2-3 h של פציעה23. סגירת הפצע עוברי והן הגלמים הוא מונע על ידי כבל כויץ actomyosin יחד עם הקצה המוביל אקטין-עשיר filopodia23,37; הדינמיקות האלה cytoskeletal ניתן לאבחן באופן ישיר במהלך תיקון הפצע באמצעות עיתונאים המתאים ויוו , כמו דלעת הספגטי מתויג GFP (צולבות הקישור חוטים שרירן רגולטוריות שרשרת אור) או מתויג GFP מחייב אקטין Moesin23. עבור פצעים גדולים במיוחד, עם זאת, כבל actomyosin ואת הקצה המוביל filopodia אינן נמשכות - הפצעים הללו הופכים "כרונית", אף פעם לא לגמרי מחדש epithelialize23 גם אחרי הרבה תקופות ארוכות יותר (מעל 24 שעות) אין ויוו הדמיה. מעניין, התגובה דלקתית המשויך הפצעים הללו-הילינג הוא שונה במידה ניכרת מן משויכים עם פצעים אקוטי נורמלי23 רומז כי התנהגות חריגה תא החיסון יכול להיות סמן prognostic שימושי במרפאה . בעתיד, בהמשך ויוו ניתוח של פצעים כרוניים באמצעות הדמיה ארוכת טווח (מעל 24 שעות) במודל הגולמי עשוי לספק תובנה מכניסטית חשוב המתיש הזה.

איור 1: דרוזופילה גולם הכנה ופצעו, הדמיה לחיות. (א) דרוזופילה prepupae לבן שייאסף הו APF, עם הקצה הקדמי שצוין על-ידי everted נושם תוספות (spiracles). (B) לאחר שהקים prepupae APF לבן h 0 עבור 18 h ב- 25 ° C, puparium מופיע חום. ניתוח המקרה הגולמי לתדר האזור הקדמי ביותר (חץ), שמציין את spiracles everted כמו הגולם נאות נעדר זה באזור, ואת מלקחיים בסדר ו/או microscissors להשתמש כדי להסיר המקרה הגולמי מגן (C). הכנפיים הגולמי יהיה גלוי על הצדדים לרוחב של בית החזה הגולמי (קווי מתאר כחול). התיק הגולמי (D) הוסרו לחלוטין מ- 18 h APF גולם, כאן הגולם התגלגל 90 ° כדי להראות את הצד הלטראלי, עם האגף לדימות במיתאר כחול. (E-F) חמש 18שע APF הגלמים רכוב על זכוכית coverslip בתוך הדמיה מאכל באמצעות דבק heptane ב, עם ספוג מים נייר סינון כדי למזער את התייבשות (E). גולם ממוקם שלישי ברצף (חץ) צריכים להיות מושלך כפי נזק שקרה במהלך ההכנה. הגלמים הם רכובים עם החלק שטוח ביותר של האגף (עם מיתאר כחול) בקשר עם coverslip (F) ו לייזר המושרה פצעים נוצרים מרכזי באגף (כוכבית, F), למרות מיקומים אחרים עשוי לשמש אם פציעות מרובות שילמדו. התמונה ב- (D) הותאם באישור. et al., 2016 האורגים23. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

איור 2: דינמי ויוו ניתוח של התגובה דלקתיים ברקמות. הגלמים גזור מן המקרים הגולמי מגן, רכוב על זכוכית coverslip (א) נפצעו, לאחר מכן עם תמונה באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית בצילום מואץ (בה). נמוכה הגדלה תצוגה של האגף הגולמי unwounded (A, אגף שוליים המתוארים בלבן) המכיל מספר גדול של hemocytes נודדות (א'). לייזר המושרה לפגיעה האפיתל כנף הגולמי (B-D, תא לגבולות התא הנקרא באמצעות מתויג GFP דרוזופילה E-קדהרין; פצע שוליים המתוארים בלבן) מפעילה תגובה דלקתית מהירה עם ההעברה של מספר hemocytes ( קמעונאי-Gal4 המונעת על ידי ביטוי של RFP גרעינית, מגנטה, cytoplasmic GFP, ירוק) לכיוון האתר הפצע (B-D; מסגרות נציג מסרט זמן לשגות בו כל מסגרת היא תחזית של 25 פרוסות 3 μm). מעקב ידני של מסלולים hemocyte (רצועות צבעוניות, ג ' ו- D') מציינים את הדינמיקה-עתיים מורכבים לתגובה דלקתית, דומה שדיווח על עוברי פצועים. Hemocytes phagocytose גם עם נמק הסלולר פסולת באתר הפצע (חץ, C גם כניסה). הביטוי של fluorophore photoconvertible קאךה בשושלת תא החיסון (ירוק, E, באמצעות קמעונאי-Gal4) מאפשר גייס הפצע hemocytes (חץ, E) באופן שונה עם התווית (מגנטה, F), אחריו במשך הזמן כפי הם פותרים מאתר פגיעה (חיצים, G ו- H). אחרים הגולמי הבאים נוצלו: (י-ם) w1118; ubi-דה-cad-GFP, קמעונאי-Gal4 > UAS-GFP(II); UAS-nRFP(III) ו- (E-H) w1118; srp-Gal4(II); UAS-Kaede(III). תמונות הותאם באישור. et al., 2016 האורגים23. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.