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Microscopia a fluorescenza a riflessione interna totale per la visualizzazione di eventi esocitici

June 17th, 2025

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Abstract

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Fonte: Winkle, C. C., et al. Utilizzo di metodologie combinate per definire il ruolo del rilascio della membrana plasmatica durante la ramificazione degli assoni e la morfogenesi neuronale. J. Vis. Exp. (2016)

Questo video mostra la microscopia a fluorescenza a riflessione interna totale (TIRF) per la visualizzazione di eventi esocitici nei neuroni corticali. Un marcatore di proteina fluorescente verde (GFP) sensibile al pH emette fluorescenza dopo la fusione delle vescicole, con eccitazione TIRF selettiva che cattura l'esocitosi prossimale della membrana nell'imaging time-lapse.

Protocol

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1. Imaging di eventi esocitici tramite microscopia a fluorescenza a riflessione interna totale (TIRF)

Nota: questo protocollo richiede apparecchiature di microscopia specializzate, tra cui una camera ambientale per mantenere la temperatura, l'umidità e l'anidride carbonica (CO2 2), un microscopio a fluorescenza a riflessione interna totale invertita (TIRF) dotato di illuminazione epifluorescente, un obiettivo TIRF ad alto ingrandimento/alta apertura numerica (NA), un XYZ automatizzato stadio e un rivelatore con dispositivo sensibile ad accoppiamento di carica (CCD). Questo protocollo utilizza un microscopio invertito completamente automatizzato dotato di un obiettivo TIRF 100x 1,49 NA, un laser a stato solido da 491 nm e un CCD a moltiplicazione di elettroni (EM-CCD). Tutte le apparecchiature sono controllate da software di imaging e controllo laser. Prima dell'inizio del protocollo di imaging, accendere la camera ambientale, il tavolino, la lampada, il computer e la fotocamera.

  1. Selezionare l'obiettivo all'interno del software di imaging. Una volta posizionato l'obiettivo, fissare il riscaldatore dell'obiettivo attorno al collare.
  2. Verificare che l'obiettivo sia completamente abbassato prima di fissare l'incubatrice del palco nello slot del palco. Versare l'acqua distillata in modo uniforme negli ingressi dell'incubatore per evitare fuoriuscite.
  3. Accendi il sistema di incubazione. Aprire la valvola del serbatoio di CO2 e verificare che la pressione sia appropriata per il sistema secondo le istruzioni del produttore. Lasciare che la camera raggiunga il 5% di CO2 e 37 °C. Prima di aggiungere la piastra di imaging, posizionare una capsula vuota nell'incubatore per evitare la condensa dell'acqua sull'obiettivo.
  4. Accendere la sorgente laser.
  5. Aprire l'incubatrice del tavolino e aggiungere olio da immersione alla lente. Posizionare il campione nell'incubatrice e stabilizzarlo con bracci di stabilità o un peso piatto. Sollevare l'obiettivo fino a quando l'olio non entra in contatto con il fondo del campione. Passa all'illuminazione a luce trasmessa e trova il piano focale neuronale attraverso gli oculari.
  6. Avviare il software del laser e collegarlo al software di controllo del laser. Impostare l'illuminazione su campo largo e selezionare l'obiettivo (si consiglia 100x 1,49 NA TIRF). Impostare l'indice di rifrazione del campione (celle ~1,38). Regolare l'intensità del laser deselezionando "TTL" (Transistor-Transistor Logic) per il laser a 491 nm. Regola il cursore su 100, quindi riportalo a un valore compreso tra il 20% e il 40%. Ricontrolla "TTL".
  7. Focalizzare nuovamente il campione in illuminazione a luce trasmessa. Vai al software di imaging, seleziona l'illuminazione laser a 491 nm e apri l'otturatore. Regolare con precisione il punto focale del laser sul soffitto e centrarlo al centro del diaframma a campo chiuso con il condensatore rimosso. Posizionare il condensatore capovolto sul banco ottico in modo da non graffiare la lente.
  8. Sostituire il condensatore, accedere al software TIRF e impostare la profondità di penetrazione (PD) su 110 nm. Quindi, passare dall'illuminazione a campo largo alla modalità di illuminazione TIRF per l'imaging.
  9. Trova le cellule che esprimono la proteina di membrana 2 associata alla vescicola (VAMP2) attraverso gli oculari utilizzando l'epifluorescenza a campo largo con la sorgente di luce epifluorescente.
    1. Regola i parametri di imaging (tempo di esposizione, guadagno e potenza laser) per massimizzare il rapporto segnale-rumore e la gamma dinamica utilizzando il tempo di esposizione minimo e l'intensità del laser per ridurre il fotosbiancamento e la fototossicità (ad esempio, esposizione tra 50 - 100 msec, con un guadagno di 15 - 30 al 30% della massima potenza laser).
    2. Imposta la messa a fuoco automatica continua per cella. Acquisire un set di immagini timelapse con acquisizione che avviene ogni 0,5 secondi per 5 minuti. Per la condizione di stimolazione con netrina-1, aggiungere 500 ng/ml di netrina-1 alla piastra di cellule in una cappa a flusso laminare e rimettere la piastra nell'incubatore per 1 ora prima dell'imaging.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
35mm con fondo in vetro piastre per l'imaging di cellule viveMatek Corporationp356-1.5-14-CDeve essere rivestito con poli-D-lisina da 1mg/mL e risciacquato prima di galvanizzare le celle
Microscopio invertito Olympus IX81-ZDC2Olympus
Lambda LS lampada allo xenoSutter Instruments Company
Incubatore ambientaleTokai Hit
100x 1.49 NA Obiettivo TIRFOlympus
Andor iXon EM-CCDAndor
Cell Software di controllo TIRFOlympus Software utilizzato per il controllo laser per imaging TIRF
Fiji (Immagine J)NIHImageJ versione 1.49t
Coniglio policlonale anti-umano VAMP2Segnalazione cellulare11829
Poli-D-lisinaSigmap-7886Disciolto in acqua sterile a 1mg/mL

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Tags

Total Internal Reflection FluorescenceTIRF MicroscopyExocytic EventspH Sensitive GFP MarkerVesicle FusionPlasma Membrane DeliveryCortical NeuronsTime Lapse ImagingEvanescent Wave ExcitationMembrane Specific Excitation

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