כאן, אנו מציגים שיטה ליישור והקפאה של דגימות זחלי דג זברה מרובות (Danio rerio) ואיסוףן בשקופית אחת לניתוח טרנסקריפטומי מרחבי.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים שיטה ליישור והקפאה של דגימות זחלי דג זברה מרובות (Danio rerio) ואיסוףן בשקופית אחת לניתוח טרנסקריפטומי מרחבי.
טכניקות טרנסקריפטומיות מרחביות הן כלי מתוחכם במחקר ביו-רפואי להמחשת דפוסי ביטוי גנים רשומים מרחבית. הדמיה וניתוח של דגימות מרובות עם פלטפורמות הדמיה מרחבית עלולות להיות יקרות. ביצוע בדיקות אלה בתנאי ניסוי מרובים, כפי שניתן לראות במחקרים התפתחותיים, מגדיל עוד יותר את העלויות. כדי להפחית עלויות, מחקר זה ביקש לייעל את הטכניקות והאסטרטגיות של סידור דגימות טרנסקריפטומיות מרחביות למחקרים התפתחותיים. כאן, המחקר השתמש בדגי זברה, שהם מודל בעל חוליות התפתחותי מבוסס היטב שהוא שקוף במהלך ההתפתחות, יש להם ~70% הומולוגיה גנטית לבני אדם, וגנום מבואר מאוד אידיאלי לניתוח טרנסקריפטומי. בגלל גודלם הקטן, פיתוח דגי הזברה מאפשר גם מיקום קומפקטי של חלקים סדרתיים על פני מספר שכפולים ביולוגיים. כאן, אנו מדווחים על קיבוע אופטימלי, הקפאה ויישור אמין של דגימות דגים מרובות באזור ההדמיה של פלטפורמת הדמיה מרחבית היברידית מולטיפלקס באתר. בשיטה זו, ניתן להקפיא בהצלחה דגי זברה צעירים עד 15 יום לאחר ההפריה (dpf) מלפחות 4 תבניות שונות ועד 174 חלקים, לאסוף אותם באזור ההדמיה של 22 מ"מ 10.5 מ"מ (עבור שקופית טרנסקריפטומית מרחבית באתר ), ולעבד אותם בו זמנית. בהתבסס על איכות החתך, יישור הדגימה וגודל המדגם לכל שקופית, שיטה זו בדגי הזברה מייעלת את התפוקה ואת העלות לדגימה של טכניקות תעתיק מרחביות.
הערכת דפוסי ביטוי מובחנים מרחבית ברקמה נותרה קריטית להבנתנו את ההשפעות הגנומיות בהתפתחות, סרטן ומחלות 1,2,3. טרנסקריפטומיקה מרחבית משלבת טכניקות ביטוי מרובות עם רישום מרחבי של ביטוי ברקמות. "טרנסקריפטומיקה מרחבית" נטבעה לראשונה על ידי Ståhl ועמיתיו4, שם נבדקו דגימות סרטן רכובות באמצעות ריצוף הדור הבא באתרו. מאז, "טרנסקריפטומיקה מרחבית" שימשה כתפיסה למחקרי ביטוי בתפוקה גבוהה בשילוב עם רישום מרחבי. אמנם מדובר בכלים רבי עוצמה, אך הם גם התחייבויות יקרות שלעתים קרובות דורשות השקעה מוסדית גדולה ועלויות מעבדה לפני שניתן יהיה לייצר נתונים5. אסטרטגיות למזעור עלויות תוך שמירה על נתונים באיכות גבוהה מבוקשות מאוד.
דג הזברה, Danio rerio, הפך למערכת מודל חשובה לחקר ביולוגיה התפתחותית ומציע אמצעי להכפלת ניתוחי איברים שלמים (ואורגניזמים) של בעלי חוליות במרחב מוגבל. דגי הזברה קטנים (4-6 מ"מ כזחלים ו-2-3 ס"מ כבוגרים) ויכולים להטיל מאות ביצים שקופות בכל פעם6. עוברי דג הזברה מופרים חיצונית ומתפתחים במהירות, מה שמאפשר לחוקרים להכניס טרנסגנים בשלבי התפתחות מוקדמים כדי לייצר בקלות אללים של רווח ואובדן תפקוד7. התאמת מספר דגימות בשקופית אחת היא אסטרטגיה מושכת להפחתת עלויות. פוריותם הגבוהה וגודלם הקטן הופכים את דג הזברה למועמד אידיאלי לריבוי מבחני טרנסקריפטומיה מרחביים שיש להם מקום מוגבל לדגימות8.
הקפאה של זחלי דג הזברה היא טכניקה מאתגרת. פלטפורמות טרנסקריפטומיות מרחביות רבות לא עברו אופטימיזציה עבור קטעי פרפין של דג הזברה ודורשות חתכים בהקפאה בעת עבודה עם דג הזברה כאורגניזם מודל לשימור מבנה הרקמה ושמירה על תעתיקי RNA. בנוסף, הגודל הקטן של דג הזברה מקשה על השגת חתכים איכותיים וניתוח דגימות מרובות ביעילות. משימה זו הופכת לקשה יותר כאשר עובדים עם זחלי דג זברה קטנים ושבריריים יותר מעמיתיהם הבוגרים. כדי להתגבר על אתגרים אלה, אנו מתארים שיטה המיישרת באופן אמין מספר דגימות ומנצלת ביעילות את אזור ההדמיה של פלטפורמות הדמיה מרחבית כדי להשיג מקטעים רבים באיכות גבוהה על שקופית אחת שניתן לאחר מכן לצלם ולנתח על ידי פלטפורמות הדמיה מרחבית (איור 1). במקרה זה, שיטה זו מיושמת על פלטפורמת הדמיה טרנסקריפטומית מרחבית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה עוקב אחר ההנחיות של הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של מכללת דארטמות'.
1. הכנת קריוסטט
2. הכנת תבנית הבסיס החד פעמית
3. הכנת קרח יבש: אמבט 100% אתנול
4. המתת חסד של דגימות
5. הטבעה ויישור
6. הקפאה
7. תיקון המדגם
8. הכתמת הקטעים
9. הדמיה טרנסקריפטומית מרחבית וניתוח חתכים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בשיטה זו (איור 1), דג הזברה משמש כמודל של חיות כדי לחקור דפוסי ביטוי גנים שנפתרו מרחבית. חיתוך הקפאה של דג זברה זחל ביעילות להדמיה מרחבית הוא מאתגר. המקטעים חייבים להיות באיכות גבוהה כדי לשמור על מבנה הרקמה והגנים הניתנים לזיהוי (איור 4). קטעים המכילים דגימות מרובות להדמיה יעילה מרחבית חייבים להיות מיושרים במדויק כדי לנתח אזורי עניין על פני כל הדגימות (איור 2 ואיור 5). לבסוף, יש לאסוף ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דוח זה מספק פתרונות מפורטים לרבים מהאתגרים הטכניים הקשורים לדגי הזברה כאורגניזם מודל בניתוח טרנסקריפטומי מרחבי במהלך ההתפתחות. בהתמודדות עם אתגרים אלה, סידור הדגימות הקומפקטי שלנו מייעל את העלויות בפלטפורמות התעתיק המרחביות המתפתחות1. הקפאה של דג זברה זחל להדמיה מרחבית היא מאתגרת. החלקים צריכים לשמור על מבנה רקמה ואיכות תעתיק מספיקים לביצוע ניסוי משביע רצון וניתוח מרחבי במורד הזרם8. פרוסות המכילות מספר דגימות להדמיה יעילה מרחבית חייבות להיו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין גילויים או ניגודי אינטרסים בנוגע לדו"ח זה.
החיתוך וההדמיה בוצעו באמצעות מכשירים שסופקו על ידי משאבים משותפים במרכז הסרטן של דארטמות', במימון מענק התמיכה של מרכז הסרטן NCI 5P30CA023108, והמרכז לביולוגיה כמותית במכללת דארטמות' (NIGMS COBRE).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1 ליטר | Pyrex | 1003 | |
| 200 הוכחה אתנול טהור | Koptec | V1001 | |
| חומצה אצטית, קרחוני | VWR | 0714 | אלכוהול מחומצן |
| רדיד | |||
| כיסוי החלקות | Epredia | 24X50-1.5-001G | |
| עובש בסיס חד פעמי | Fisher HealthCare | 22-363-556 | |
| מזוקקים | |||
| DPX תושבת | Sigma-Aldrich | 06522 | תושבת להיסטולוגיה |
| כדורי | |||
| Dumont #5SF מלקחיים | Fine Science | Tools 11252-00 | |
| Eosin-Y אלכוהולי | Epredia | 71204 | Eosin Y 1% |
| זימים 1 Hematoxylin | Epredia | 72411 | המטוקסילין |
| Kimwipe | Kimberly-Clark Professional | 34120 | מעבדה סופג, ללא מוך |
| VWR | 89097-934 | ||
| להב מיקרוטום MX35 Ultra | Epredia | 3053835 | |
| Microtome Cryostat | Thermo Scientific | Microme HM 525 | |
| O.C.T. תרכובת | Fisher HealthCare | 23-730-571 | בינוני מקפיא |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 158127 | PFA |
| סמן קבוע | VWR | 52877-886 | |
| מד זווית | |||
| SafeClear תחליף קסילן | Fisherbrand | 68551-16-6 | תחליף קסילן |
| להבי קצה יחיד | אמריקן ליין | 66-0407 | |
| סטריומיקרוסקופ | זייס | 4350639000 | Stemi 305 עם LED ספוט כפול (4355259020) ומעבדת מעמד K (4354259010) |
| Superfrost Plus Micro Slides | VWR | 48311-703 | |
| העברת צינור | |||
| Xenium V1 שקופית | 10X/Xenium | 3000941 | שקופית הדמיה טרנסקריפטומית מרחבית |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה