הציגו כאן הן שיטות מפורטות לחיתוך וליפיד droplet כתמים של oenocytes ב הזחלים Drosophila ילה באמצעות BODIPY 493/503, שומנים בצבעי פלורסנט ספציפי לשומנים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
הציגו כאן הן שיטות מפורטות לחיתוך וליפיד droplet כתמים של oenocytes ב הזחלים Drosophila ילה באמצעות BODIPY 493/503, שומנים בצבעי פלורסנט ספציפי לשומנים.
שומנים חיוניים להתפתחות בעלי חיים והומאוסטזיס פיזיולוגי. דיסרגולציה של מטבוליזם השומנים מביא לפגמים התפתחותיים שונים ומחלות, כגון השמנת יתר ושומן בכבד. בדרך כלל, שומנים מאוחסנים טיפות שומנים בדם, אשר הם שומנים משולבים אחסון השומנים בתאים. טיפות ליפיד משתנות בגודל ובמספר ברקמות שונות ובתנאים שונים. זה דווח כי טיפות השומנים מבוקרת היטב באמצעות רגולציה של biogenesis שלה השפלה. ב Drosophila ילה melanogaster, oenocyte היא רקמה חשובה עבור חילוף החומרים לשומנים והוא זוהה לאחרונה בתור הכבד האנושי אנלוגי לגבי הגיוס השומנים בתגובה ללחץ. עם זאת, המנגנונים המשמשים את הוויסות של מטבוליזם droplet השומנים ב oenocytes להישאר חמקמק. כדי לפתור בעיה זו, הוא בעל חשיבות עליונה כדי לפתח שיטה אמינה ורגישה כדי להמחיש ישירות שינויי שומנים דינמיים oenocytes במהלך הפיתוח ובתנאים מלחיצים. ניצול של ליפופילית BODIPY 493/503, השומנים droplet ספציפי לצבוע פלורסנט, תיאר כאן הוא פרוטוקול מפורט עבור הניתוח והoenocytes השומנים הבאים מכתים בתוך הזחלים של דרוזופילה בתגובה לרעב. זה מאפשר ניתוח איכותני של שומנים בדינמיקה השומנים בתנאים שונים על ידי קונפוקלית יקרוסקופיה. יתר על כן, זו שיטה מהירה ומאוד הניתנת לכימות יכול לשמש גם במסכים גנטיים עבור משיניים גורמים גנטיים הרומן מעורבים מטבוליזם droplet השומנים ב oenocytes ורקמות אחרות.
שומנים חיוניים להישרדות התא. בנוסף התפקיד המסורתי שלהם כמו רכיבים בלתי נפרד של מערכות קרום התאית, שומנים גם לשחק פונקציות מכריע אספקת אנרגיה ו איתות התמרה ברחבי מחזורי חיים של חיות בודדות1. כך, חילוף החומרים של השומנים חייב להתאים תקנות קפדנית כדי לשמור על הומוסטאזיס פיסיולוגיים בתאים. ידוע כי דיסרגולציה של מטבוליזם השומנים תוצאות מחלות שונות, כגון סוכרת ושומן בכבד. למרות החשיבות הרבה של חילוף החומרים לשומנים בבריאות בעלי חיים, המנגנונים הבסיסיים רגולציה מטבוליזם להישאר במידה רבה לא ידוע.
דרוזופילה שימש באופן נרחב במשך שנים מאז פרופ ' תומס ה. מורגן התחיל להשתמש בהם במחקרים הכרוכים בגנטיקה ושאלות אחרות ביולוגיות בסיסיות2. בעשורים האחרונים, ראיות מתפתחות הראו כי drosophila ילה היא אורגניזם מודל מצוין במחקר של מחלות מטבוליזם רבים הקשורים להשמנת יתר, כגון השמנה1,3. במיוחד, מניות Drosophila ילה שמרו באופן מאוד גנים מטבוליים עם בני אדם ובעלי הרקמות הרלוונטיות דומה/איברים סוגי תאים עבור חילוף החומרים השומנים.
לדוגמה, הגוף השמן של דרוסופילה, האחראי על האחסון הטריליגליליד, מתפקד בדומה לרקמת השומן האנושית. לאחרונה, אשכול של תאים המקצועית כמו hepatocyte (כלומר, oenocytes), אשר דווחו להיות אנלוגי פונקציונלי לכבד האדם, הוכחו להיות מעורבים בחומצות שומן ומטבוליזם פחמימנים של פירות זבובים4,5. בדומה למקרה של יונקים כבדים, oenocytes להגיב לרעב על ידי הפעלת היווצרות droplet השומנים בשני הזחל ומבוגרים drosophila ילה, וכתוצאה מכך הצטברות droplet השומנים ב oenocytes4,6,7,8. מבחינה אנטומית, oenocytes הם מחוברים היטב את המשטח הפנימי הבסיס של האפידרמיס לרוחב באשכולות של כ שישה תאים לכל פלח הבטן, מה שהופך אותו מאוד מסוגל לבודד אשכולות oenocyte מן האפידרמיס. כך, oenocytes חייב להיות מחובר האפידרמיס במהלך ניתוח וכתמים.
שומנים מאוחסנים בצורה של טיפות שומנים בדם, אשר אורגלים עם ממברנות שכבה אחת בתאים9. טיפות השומנים להתקיים כמעט כל סוגי התאים על פני זנים שונים10. השומנים הדינמיקה droplet, כולל גודלו ומספר, שינוי בתגובה לגורמי הסביבה. הדבר נחשב כהשתקפות של מצב חילוף החומרים בתגובה למתח, כגון הזדקנות ורעב7,8. לכן, זה חשוב מאוד לפתח שיטה אפשרית ואמינה כדי לקבוע את השומנים droplet הדינמיקה oenocytes במהלך הפיתוח ובתנאים מלחיצים. בפרט, הזחלים הoenocytes השלישי, מכילים מעטים או לא לגילוי טיפות שומנים תחת התנאים האכילים, אבל הם מכילים רבים טיפות השומנים גדול לאחר מחסור בתזונה4. כדי לאמת את האפקטיביות של שיטה זו, הוא הציע לבצע כתמים droplet השומנים ב oenocytes תחת תנאים מורעבים.
כיום, מספר צבעים ליפופילית זמינים לצביעת טיפות שומנים בדם, כגון צבעי פלורסנט בסודאן שחור ושמן אדום וצבעי פלורסנט הנילוס אדום BODIPY 493/50311. סודן שחור, שמן אדום O משמשים בדרך כלל עבור cholesteryl אסטרים רקמות triacylglycerols ניתן לזהות בקלות על ידי מיקרוסקופ אור. עם זאת, כתמים ברקע גבוה יחסית ברזולוציה נמוכה יחסית הם שני גורמים מגבילים עבור היישומים שלה בניתוח איכותני של שומנים בדינמיקה droplet. כדי להתגבר על מגבלות של צבעי פלורסנט, הנילוס אדום ו BODIPY 493/503 מנוצלים כתחליף אידיאלי עבור כתמים droplet השומנים. זה דווח כי הנילוס אדום יכול גם לזהות כמה כולסטרול שאינו מתאים, מה שהופך bodipy 493/503 צבע ספציפי יותר עבור טיפות השומנים הסלולר, במידה מסוימת12,13,14.
מעל לכל, כדי למלא את הצורך בניתוח מהיר ורגיש של טיפות שומנים בדם ב oenocytes, פרוטוקול זה מציג שיטה אפשרית ומאוד הניתן לשימוש של fixative מבוססי שומנים באופן ספציפי droplet-ספציפיים באמצעות BODIPY 493/503 כמו צבע הכתם. בדו ח זה, oenocytes הם גזור, ו bodipy 493/503 משמש לצביעת droplet השומנים בoenocytes, שבו טיפות שומנים מזוהים על ידי מיקרוסקופ קונפוקלית וקד. הקלות והנוחות ביותר של הליך זה הופכים אותו לאידיאלי עבור שינוי ושימוש נוסף ביישומים אחרים, כגון הזרימה cy, try.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הנחת ביצים
2. הרעב טיפול הזחלים
הערה: כפי שהוזכר לעיל, ב הזחלים השלישי, יש מעט או לא ניתן לגילוי טיפות שומנים בoenocytes תחת תנאי האכלה נורמלית, אבל טיפות שומנים גדולים רבים יכול להיגרם oenocytes תחת תנאי לחץ, כגון רעב. כדי לוודא עוד שיטה זו, יש צורך לטפל הזחלים האלה כדי לגרום לשומנים droplet biogenesis ב oenocytes. כאן, קורס זמן הרעבה של 12 h, 24 שעות, ו 36 h נבחר כפרדיגמה. בפרט, תקופה קצרה של רעב (למשל, 3 שעות) הוא מספיק כדי לזרז טיפות השומנים לגילוי ב oenocytes. משך הרעב עשוי להשתנות בהתאם למטרות ולהגדרות נסיוניות ספציפיות.
3. חיתוך הOenocytes
4. שומנים בצביעת Droplet
5. הרכבה והדמיה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ביצוע מוצלח של הליך זה צריך לגרום טיפות שומנים ברורים מכתים שחושף את מספר וגודל של טיפות השומנים ב oenocytes. איור 1a, A ', a ' ' מראה כי יש כמה טיפות השומנים לזיהוי (נקודות ירוקות) בoenocytes של הזחלים האכלה נורמלית במהלך שלבים התפתחותיים שונים. איור 1b, B ', b ' מראה מוגברת טיפות השומנים (נקודות ירוקות) סכום oenocytes בתגובה 12 h (ב), 24 h (ב), ו 36 h (ב ') תקופות של רעב. יש לציין כי לאחר 96 h,...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בין המפורטים לעיל, קיימים מספר שלבים קריטיים בפרוטוקול זה, כאשר הביצה מניחה את תקופת הזמן להיות אחת מאלה. כרקמה מoenocyte ליפיד, מדובר ברגישות גבוהה למצב תזונה6,8. פרקי זמן ממושכים להנחת ביצים עלולים לגרום לזחלים מוארכים ולתחרות מזון מוגברת, המובילה לתוצאות לא מדויקות. תקופת הביצה 1 h הנחת השימוש בפרוטוקול זה מאפשרת לזחלים להתפתח ללא תחרות תזונה. מספר גדול הרבה יותר של זחלים שיכולים לנבוע זמן רב יותר ביצים תקופות הנחת עשוי גם להשפיע על כמויות droplet ליפיד ודפוסי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין קונפליקטים של עניין לגלות.
עבודה זו היתה נתמכת על ידי מענקים מן הלאומי המדע הטבעי הקרן של סין (31671422, 31529004, ו 31601112), הפרויקט 111 (D18010), פרויקט מקומי חדשני וצוותי מחקר של גואנג-דונג הנהר הכשרונות התוכנית (2017bt01s155), ואת ה הקרן המדע הפוסט-דוקטורט (2018M640767).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צינור צנטריפוגה 50 מ"ל | 430829 | קורנינג 50 מ"ל | |
| 6 ס"מ צלחת פטרי | תרמו פישר | 150326 | 6 ס"מ |
| אגר | למזון זבובים | ||
| רדיד אלומיניום | N/A | N/A | הגן על סמפל מפני אור |
| BODIPY 493/503 | Invitrogen | D3922 | צבע מכתים טיפות שומן |
| מיקרוסקופ קונפוקלי | Leica | Leica TSC SP5 | הדמיה קונפוקלית |
| סירופ | למזון זבוב | ||
| קמח | למזון זבוב | ||
| Coverslip | Citoglas | 10212424C | 20 ופעמים; 20 מ"מ, 0.13-0.17 |
| עבה סיכת חיתוך | N/A | N/A | |
| צלחת חיתוך | N/A | N/A | |
| נייר סינון | N/A | N/A | : 11 ס"מ |
| מאגר קיבוע | N/A | N/A | 4% Paraformaldehyde (PFA) ב-1x PBS |
| Forcep | Dumont | 11252-30 | #5 |
| חממה | Jiangnan | SPX-380 | לתרבית זבובים |
| צינור מיקרוצנטריפוגה | Axygen | MCT-150-C | 1.5 מ"ל |
| שקופית מיקרוסקופיה | Citoglas | 10127105P-G | |
| אמצעי הרכבה | VECTASHIELDAntifade הרכבה בינונית | H-1000 | Antifade הרכבה בינונית |
| לק | PanEra | AAPR419 | לאטום את הכיסוי |
| מברשת צבע | N/A | N/A | |
| PBS | N/A N | /A | 1x PBS (137 מ"מ NaCl, 2.7 מ"מ KCl, 10 מ"מ Na2HPO4, 1.8 mM KH2PO4, pH 7.4) |
| מסובב | מכשירי מעבדה Kylin-Bell | WH-986 | |
| מספריים | Smartdata רפואיים | SR81 | Vannas מספריים קפיציים |
| קמח | למזון זבובים | ||
| מרית | N/A | N / A | |
| מזון קמח תירס סטנדרטי | N/A | N / A | קידוד למתכון מזון קמח תירס סטנדרטי של בלומינגטון |
| סטריאו מיקרוסקופ | Leica | Leica S6E | לנתיחת רקמות |
| ניגוב נייר | N/A | N/A | |
| שמרים | למזון זבובים | ||
| yw נשמר כמלאי מעבדה | N/A | Drosophila |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.