כאן, אנו מציגים את הפרוטוקול לתרבות רקמות תלת-ממדית של ציר הגוף האחורי של דג הזברה, המאפשר מחקר חי של פילוח בעלי חוליות. מודל הסבר זה מספק שליטה על התארכות הציר, שינוי מקורות מורפוגן והדמיה חיה ברמת הרקמה בתת-תאיות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים את הפרוטוקול לתרבות רקמות תלת-ממדית של ציר הגוף האחורי של דג הזברה, המאפשר מחקר חי של פילוח בעלי חוליות. מודל הסבר זה מספק שליטה על התארכות הציר, שינוי מקורות מורפוגן והדמיה חיה ברמת הרקמה בתת-תאיות.
עוברי חוליות מעצבים את ציר הגוף העיקרי שלהם כסומיטים שחוזרים על עצמם, מבשרי החוליות, השרירים והעור. Somites בהדרגה קטע מן mesoderm presomitic (PSM) כמו קצה הזנב של העובר מתארך אחורית. סומיטים יוצרים עם מחזוריות רגילה וגודל קנה מידה. זברהפיש הוא אורגניזם מודל פופולרי כפי שהוא ניתן להנדס גנטית ויש לו עוברים שקופים המאפשרים הדמיה חיה. עם זאת, במהלך somitogenesis, עוברי דגים כרוכים סביב חלמון גדול, עיגול. גיאומטריה זו מגבילה הדמיה חיה של רקמת PSM בעוברים של דגי זברה, במיוחד ברזולוציות גבוהות יותר הדורשות מרחק עבודה אובייקטיבי קרוב. כאן, אנו מציגים שיטת תרבית רקמה תלת-ממדית שטוחה להדמיה חיה של תוכחות זברה- זנב. תרשימי זנב מחקים עוברים שלמים על ידי הצגת האטה פרופורציונלית של התארכות הציר וקיצור אורכי הסומיטה rostrocaudal. אנו מסוגלים עוד יותר לעכב את מהירות התארכות הציר באמצעות תרבות explant. זה, בפעם הראשונה, מאפשר לנו להתיר את הקלט הכימי של מעברי צבע איתות מן הקלט המכניסטי של התארכות צירית. במחקרים עתידיים, שיטה זו יכולה להיות משולבת עם התקנה מיקרופלואידית כדי לאפשר הפרעות תרופות מבוקרות זמן או הקרנה של פילוח בעלי חוליות ללא כל חששות חדירה לתרופות.
פילוח מטמרי של אורגניזמים נמצא בשימוש נרחב בטבע. מבנים חוזרים ונשנים חיוניים לפונקציונליות של איברים לרוחב כגון חוליות, שרירים, עצבים, כלי דם, גפיים או עלים בתוכנית גוף1. כתוצאה מאילוצים פיזיולוגיים וגיאומטריים כאלה של הסימטריה הצירית, רוב הפילה של בילטריה - כגון אנלדים, פרוקי רגליים ואקורדטים - מציגים פילוח של הרקמות העובריות שלהם (למשל, אקטודרם, מזודרם) באופן אנטרו-אחורי.
עוברי חוליות מחלקים ברצף את מזודרם הפרקסיאלי שלהם לאורך ציר הגוף הראשי לסומיטים עם מרווחים, ספירות והתפלגויות גודל ספציפיים למינים. למרות החוסן הזה בקרב עוברים בודדים בתוך מין מסוים, פילוח סומיטי הוא רב-תכליתי בין מינים של בעלי חוליות. פילוח קורה במשטר עצום של מרווחי זמן (מ 25 דקות ב zebrafish כדי 5 שעות בבני אדם), גדלים (מ ~ 20 מיקרומטר בסומיטות זנב של זברה כדי ~ 200 מיקרומטר בסומיטים גזע של עכברים) וסופר (מ 32 ב zebrafish כדי ~ 300 ב נחשי תירס)2. באופן מעניין יותר, עוברי דגים יכולים להתפתח במגוון רחב של טמפרטורות (מ ~ 20 °C (עד 34 °C (70 °F) עבור דגי זברה) תוך שמירה על somites שלהם ללא פגע עם התפלגות גודל נאותה על ידי פיצוי הן מרווחי פילוח ומהירויות התארכות צירית. מעבר לתכונות מעניינות כאלה, זברה-פיש נשאר כאורגניזם מודל שימושי לחקר פילוח בחולייתנים בשל ההתפתחות החיצונית, הסינכרונית והשקופה של בשפע של עוברים אחים כמו גם הכלים הגנטיים הנגישים שלהם. מנקודת מבט מיקרוסקופית, עוברים טלוסטים מתפתחים על חלמון כדורי מגושם, מותחים ומעגלים את רקמת הגז סביבו (איור 1A). במאמר זה, אנו מציגים תרבות שטוחה 3-D רקמה explant עבור זנבות זברה. מערכת הסבר זו עוקפת את האילוצים הכדוריים של מסת החלמון, ומאפשרת גישה להדמיה חיה ברזולוציה גבוהה של עוברי דגים לדוגמת דומיטי.

איור 1: מערכת Explant קאמרית שקופית לעוברים של דגי זברה. (A) לעוברים של דגי זברה יש יתרונות להדמיה חיה, כגון שקיפות של רקמה עוברית מתכלה (כחולה), אך הרקמה נוצרת סביב מסת חלמון כדורית (צהובה) מגושמת המונעת הדמיה כמעט אובייקטיבית ברזולוציה גבוהה בעוברים שלמים. ניתן לנתח את פתיתי הזנב החל מסכין מיקרוכירורגית (חומה) שנחתכה מהרקמה של סומיטס (אדום) וממשיכה בגבול עם החלמון האחורי. (B)פירורי זנב מנותח ניתן להניח על כיסוי (כחול בהיר) dorsoventrally; שמירה על רקמה עצבית (אפור בהיר) מלמעלה ונונוצ'ורד (אפור כהה) בתחתית. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה כרוך בשימוש בעוברים חיים של בעלי חוליות מתחת ליום אחד לאחר ההפריה. כל הניסויים בבעלי חיים בוצעו תחת ההנחיות האתיות של המרכז הרפואי של בית החולים לילדים בסינסינטי; פרוטוקולים של בעלי חיים נבדקו ואושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (פרוטוקול מס' 2017-0048).
1. אוסף עוברים
2. הכנת כלי
3. הכנה לדוגמה
4. רכישת תמונה חיה
5. חיסון של מפרצי זנב
הערה: רקמות הגדלות לאחר תרחישי ניתוח שונים (התארכות, אי-התארכות, ניצן זנב מנותח, חצי PSM וכו ') כמו זנב שטוח רכוב explants5 ניתן לשחזר מתאי שקופיות לכימותים immunostaining נוספים של חלבונים מעניינים. כאן, אנו מציגים את הפרוטוקול המשמש עבור אות חוץ תאי di-phosphorylated מוסדר קינאז (ppERK) כתמים של explants כמו FGF איתות קריאה הדרגתית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מאפשר culturing גיאומטרי שטוח של זנב זברה חי explants. תרבית הרקמות מציגה שלושה יתרונות עיקריים על פני עוברים שלמים: 1) שליטה במהירות התארכות הציר, 2) שליטה על מקורות איתות (מורפוגן) שונים על ידי ניתוח פשוט, ו -3) כמעט אובייקטיבי, הגדלה גבוהה והדמיה חיה גבוהה של NA.
תאי שקופית שאינם מטופלים כימית מאפשרים לזנב להאריך את הציר הראשי שלו (איור 2A)על ידי אקטודרם העור העוטף את הרקמה שמתחתיו. כאשר תרביתנו את האקספלנטים בתאי השקופיות המופעלים כימית (עם קולגן מ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאמר זה מציג פרוטוקול מפורט של טכניקת explant תרבות רקמה שפיתחנו והשתמשנו לאחרונה5 עבור עוברי זברה. הטכניקה שלנו מתבססת על שיטות ההסבר הקודמות בחומוס8 ובזברפיש9,10,11 אורגניזמים מודל. גישושים זנב מוכן עם פרוטוקול זה יכול לשרוד כל עוד >12 שעות בתא שקופיות פשוט, ממשיך להאריך את ציר הגוף העיקרי שלה ופילוח somites, עד סוף somitogenesis.
יש לתת טיפול כדי לשמ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף ולא להצהיר על ניגודי עניינים.
אנו מודים למתקן הליבה של AECOM Zebrafish ולשירותים הווטרינריים לילדים בסינסינטי על תחזוקת הדגים, ליבת ההדמיה לילדים בסינסינטי על הסיוע הטכני, דידר ספירוב על הסיוע בהפקת וידאו וחנה סיוול על עריכת כתב היד. מחקר שדווח בפרסום זה נתמך על ידי המכון הלאומי למדעי הרפואה הכללית של המכונים הלאומיים לבריאות תחת פרס מספר R35GM140805 כדי E.M.Ö. התוכן הוא באחריות המחברים בלבד ואינו מייצג בהכרח את השקפותיהם הרשמיות של המכונים הלאומיים לבריאות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מזרק Sub-Q בנפח 1 מ"ל עם מחט PrecisionGlide | Becton, Dickinson and Co. | REF 309597 | להסרת עוברים ומניפולציות |
| 200 אתנול הוכחה, | מעבדות דקון | 2701 | לצביעה חיסונית |
| (100 ופעמים;) | סיגמא-אולדריץ' | A5955 | למדיית חיתוך רקמות |
| סידן כלוריד נטול מים, אבקת | סיגמא-אולדריץ' | 499609 | למדיית דיסקציית רקמות |
| דימתיל-סולפוקסיד | סיגמא-אולדריץ' | D5879 | לצביעה חיסונית |
| אזמל חד פעמי, #10 נירוסטה | אינטגרה-מילטקס | MIL4-411 | להכנת בארות שקופיות סרט |
| אתיל 3-אמינובנזואט מלח מתאן סולפונאט (טריקאין) | סיגמא-אולדריץ' | 886-86-2 | (אופציונלי) לרקמות הרדמה בנות יותר מ-20 סומיטים |
| שלב סרום בקר עוברי (FBS) | ThermoFisher | A3160601 | נוסף לאמצעי תרבית רקמות |
| עז נגד עכבר IgG2b, Alexa Fluor 594 | Invitrogen | Cat#A-21145; RRID: נוגדן | משני AB_2535781 לצביעה חיסונית |
| L-15 בינוני עם L-גלוטמין ללא פנול אדום | GIBCO | 21083-027 | למדיה לדיסקציה של רקמות |
| מתנול | סיגמא-אולדריץ' | 179337 | לצביעה חיסונית |
| סכין קרנית מיקרו-כירורגית 2.85 מ"מ קצה זוויתי להב שפוע כפול | התמחויות כירורגיות | 72-2863 | לדיסקציה של רקמות |
| עכבר חד שבטי אנטי-ppERK | סיגמא-אולדריץ' | חתול#M8159; RRID:AB_477245 | לצביעה חיסונית ppERK |
| NucRed Live 647 ReadyProbes Reagent | Invitrogen | R37106 | (אופציונלי) לצביעה חיה של גרעיני תאים |
| אבקת פרפורמלדהיד, 95% | סיגמא-אולדריץ' | 158127 | לקיבוע דגימות לצביעה חיסונית |
| תמיסת ציפוי קולגן זנב עכברוש | Sigma-Aldrich | 122-20 | (אופציונלי) להפעלה כימית של תאי שקופיות |
| Stage Top Incubator | Tokai Hit | tokai-hit-stxg | (אופציונלי) לבקרת טמפרטורה במהלך הדמיה חיה |
| סרט שקוף 3/4 | Scotch | S-9782 | להכנת בארות שקופיות |
| סרט Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 | לצביעה חיסונית |
| Tween 20 | Sigma-Aldrich | P1379 | לצביעה חיסונית |
| דג זברה: Tg( actb2:2xMCP-NLS-EGFP) | קמפבל et al., 2015 | ZFIN: ZDB-TGCONSTRCT-150624-4 | דגים טרנסגניים עם דג זברה EGFP מקומי גרעיני |
| : Tg(Ola.Actb:Hsa.HRAS-EGFP) | Cooper et al., 2005 | ZFIN: ZDB-TGCONSTRCT-070117-75 | דגים טרנסגניים עם קרום תא מקומי EGFP |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.