網膜組織を撮像すると、従来の生化学的方法から収集することはできません単一セル情報が提供できます。このプロトコルでは、共焦点レーザー顕微鏡のゼブラフィッシュの網膜スライスの準備について説明します。蛍光遺伝子センサーをエンコードまたはインジケーター染料網膜細胞の多数の生物学的過程の可視化を許可します。
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網膜組織を撮像すると、従来の生化学的方法から収集することはできません単一セル情報が提供できます。このプロトコルでは、共焦点レーザー顕微鏡のゼブラフィッシュの網膜スライスの準備について説明します。蛍光遺伝子センサーをエンコードまたはインジケーター染料網膜細胞の多数の生物学的過程の可視化を許可します。
網膜は、開始し、ビジョンの最初のステップを統合する複雑な組織です。網膜細胞の機能不全はまばゆいばかりの多くの病気の認刻極印、細胞は正常にどのように異なる網膜について基礎的な理解にかかっている未来の療法。網膜細胞環境で特定の細胞のタイプの貢献が減少されるため、生化学的な方法でそのような情報を得ることが困難に証明しています。ライブ眼底イメージングは、細胞レベルで、遺伝子にエンコードされた蛍光バイオ センサーの増加のおかげで、多数の生物学的プロセスのビューを提供できます。ただし、この手法については、オタマジャクシやゼブラフィッシュ幼虫、孤立した網膜の最も外側の網膜層または生きている動物の網膜の低解像度画像に制限されていますこれまで。共焦点顕微鏡を介してライブ イメージングのための大人のゼブラフィッシュからライブ前のヴィヴォ網膜スライスを生成する手法をご紹介します。この準備には、網膜のすべてのレイヤーと灌流を用いた共焦点イメージング実験を実行するため目に見えるほとんどの携帯型横スライスが得られます。トランスジェニックゼブラフィッシュ表現する蛍光タンパク質や特定の網膜細胞の種類や細胞内小器官のバイオ センサーを使用して、そのまま網膜から単一セル情報を抽出します。さらに、網膜のスライスは、蛍光指示薬染料、メソッドの汎用性を追加することでロードできます。このプロトコルは、Ca2 +ゼブラフィッシュ錐体視細胞内のイメージングのため開発されましたが、Ca2 +やミュラー細胞、バイポーラと水平細胞、ミクログリア、アマクリン細胞や網膜の代謝産物を測定する適切なマーカーを合わせることができます。神経節細胞。網膜色素上皮細胞は、このメソッドはそのセル型の勉強に適してないので、スライスから削除されます。実際には、複数の実験の 1 つの動物からシリアル スライスを生成することが可能です。この適応手法は、網膜細胞生物学、Ca2 +、およびエネルギー恒常性について多くの質問に答えるための強力なツールを提供します。
ゼブラフィッシュ (動脈分布) は、広く医療や基礎科学研究1, その小さなサイズ、急速な発展と脊椎動物の器官系のために使用となっています。遺伝子導入のための確立された方法と組み合わせてゼブラフィッシュ幼虫の自然の透明性は、生きている動物の細胞プロセスの詳細な可視化を可能にしました。遺伝的コード化蛍光バイオ センサーの数は、特定のゼブラフィッシュ細胞 Ca2 + 2過酸化水素3、アポトーシス活性化4 ATP5検知する対象となっています。
ゼブラフィッシュ幼虫のin vivoイメージング脳回路6のマッピングを含む、神経科学の分野でブレークスルーをもたらしたし、中枢神経系治療薬の開発の障害7。ゼブラフィッシュは、網膜機能層構造と高等脊椎動物の神経型、彼らは堅牢な視覚的な動作8,9を表示するためにビジョンの研究に適しています。人間の病気に類似している網膜変性のいくつかの種類を正常にモデル化されているし、ゼブラフィッシュ10,11, 個々 の視細胞変性網膜2、内のライブ イメージングなどで勉強 12。
ゼブラフィッシュ稚魚イメージング体内の貴重なツールですが、いくつかの薬理学的治療は、全体の動物を超えることはできませんし、魚が成長し、色素沈着を開発より困難となります。さらに、特定の細胞プロセス変更開発と年齢、後の時間ポイント理解機能と病気の進行に重要な大人の動物。イムノブロット、quantitiative PCR、O2消費、メタボローム解析などの生化学的な方法は、全体として網膜の生物学についての重要な手がかりを提供できますが、貢献によって影響を受ける個々 のセルの種類を見分けることは困難です。病気。これらの問題をバイパスする前のヴィヴォ孤立した網膜組織イメージングとイメージング フラット マウントされた網膜が外側の網膜13のビューを提供より深い内部の網膜の機能が隠されています。横網膜スライス、すべてのレイヤーおよびセルの種類を明確に表示を有効にするが、正常機能と疾患に関与する動的なプロセスの 1 つのスナップショットを提供するだけもので免疫組織化学的解析を固定します。
ここでは、イメージングのための大人のゼブラフィッシュから横網膜スライス前のヴィヴォを生成する手法を提案する.それは電気生理学的・形態学的研究14,15、時間経過前のヴィヴォ共焦点を使用してイメージングの重要な変更との水陸両用機およびゼブラフィッシュ網膜スライスを準備するための方法と同様顕微鏡検査。バイオ センサーやスライスで染料の蛍光反応は灌流を用いた薬理学的エージェントを提供しながら、共焦点顕微鏡を用いたリアルタイムで監視されます。メソッドは、光受容体イメージングのため開発された、適切な蛍光マーカーとミュラー細胞、双極細胞、水平細胞、アマクリン細胞、または網膜神経節細胞を可視化するために使用する実行可能な場合があります。さらに、スライスは、レポート セル実行可能性、小胞輸送、ミトコンドリア機能または酸化還元状態に細胞膜透過性の蛍光染料をロードできます。この多目的な準備は、Ca2 +動態、シグナル伝達、代謝の状態など、網膜全体の細胞プロセスの広い範囲の可視化をことができます。
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すべての動物実験は、ワシントン機関動物ケアおよび使用委員会の大学によって承認されました。
1. 動物および装置の準備
注: 網膜色素上皮 (RPE) は、組織の周囲が色素沈着することができます網膜機能を隠すし、損傷組織と共焦点イメージングex vivoの網膜の外側の暗いシートです。暗闇の中、ゼブラフィッシュの網膜色素上皮は網膜から離れて撤回されました。暗闇は、スライスとイメージングの前に網膜から RPE の将来の除去を容易にするために魚を適応させます。
2. 網膜スライス (図 1参照) を準備します。
3. イメージング網膜スライス
4. イメージング ソリューションを変更または継続的に流れていた灌流実験中に網膜スライス
注: 網膜イメージング ソリューションが変更される灌流実験中にスライスまたは継続的に流れていた、以下の変更、静的画像処理や注入実験のセットアップに似て。
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安定したポジショニングとスライスの横方向は、注入または灌流薬理学的エージェントの成功イメージング鍵です。慎重に確認し、網膜のすべてのレイヤーが表示されます (図 2 a、スライス ii) ことを確認するために必要な共焦点レーザー顕微鏡の前にスライスの位置を変更します。スライスを回転する場合 (図 2 a、スライス iii) を若干前方外側セグメントの束が表示されます、フォーカスに必要な網膜層をもたらすに鉗子で微調整を行うことができます。スライスは不十分な濾紙に付着した (図 2 a、私をスライス) または RPE を保持 (図 2 aiv をスライス) タイムラプス イメージング用は使用しないでください。
細胞の生理...
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新鮮なゼブラフィッシュ網膜スライスのex vivoイメージング光受容体生物学20,21,22を勉強するための多彩なツールがあると証明した、ユニークなことは完全に成熟した、単一細胞の解析を可能に差別化された網膜。練習では、網膜の同じ部分からシリアル スライスを使用して、1 つの魚からの組織と複数の実験を行うことが可能です。課題と電気生理学研究14両生類網膜スライスの準備などに関する提案に加え、イメージング実験に関する重要な考慮事項があります。
光受容体の RPE が削除された後に特に最低でも、繊細な網膜を処理する上で重要な細胞生存率が一般に細胞の形態と相関します。スライスした後まっすぐにスライスを持ち上げるのではなくスライスの商工会議所 (図 1 f) 梯子にそれらを転送する...
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著者は、彼らは競合する金銭的な利益があることを宣言します。
思いやりのある指導を安定したトランスジェニックゼブラフィッシュの行の世代のこのプロトコル、および Eva Ma、アシュリー ジョージとゲイル ・ スタントンを開発しながら、ラルフ ・ ネルソンとダニエル Possin に感謝します。仕事は、m. g. w. c. と m. g.、NIH ネイ 5T32EY007031 に NSF GRFP 2013158531 と j. h. s. b. に EY026020 によって支持されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ゼブラフィッシュ | ワシントン大学 サウスレイクユニオン アクアティクス 施設 | の在庫は安定的なトランスジェニックラインとして社内で維持されています | |
| ワセリン | ッシャーサイエンティフィ | 19-090-843 | ワセリンシリンジ |
| 3mL スリップチップシリンジ | ッシャーサイエンティフィ | 14-823-436 | ワセリンシリン |
| 20g 3.8 cm スリップチップ針 | フィッシャーサイエンティフィック | 14-826-5B | ワセリンシリンジ |
| プレーン用 7 cm X 2.5 cm 顕微鏡スライド | フィッシャーサイエンティフィック | 12-550-A3 | アイカップ解剖用、スライスチャンバー |
| Seche Vite クリアマニキュア | アマゾン | B00150LT40 | チャンバー用 |
| 18 mm X 18 mm #1 ガラスカバースリップ | フィッシャーサイエンティフィック | 12-542A | イメージングラダー用 |
| 無味の歯科用ワックス | アマゾン | イメージングラダー用 | B01K8WNL5A |
| 両刃 | 組織ス | Stoelting | 51427 |
| マイクロメーター付き組織スライス用 | Stoelting | 51415 | |
| 濾紙-白い格子付き混合セルロース、直径13mm、0.45 & マイクロ;m孔径 | EMD ミリポア | HAWG01300 網膜取り付け用フィルターペーパー | |
| 10cmシャーレ | フィッシャーサイエンティフィ | FB0875712 | 魚の安楽死、解剖、イメージングラダーアセンブリ用 |
| 15cmのプレーンチップウッドアプリケータースティック | フィッシャーサイエンティフィック | 23-400-112 | ワイヤーアイループツール |
| 用 30g(直径0.25mm) タングステンワイヤー | フィッシャーサイエンティフィック | AA10408G6 | ワイヤーアイループツール |
| D-グルコース | Sigma Aldrich | G8270 | サプリメントストック溶液の成分 |
| L-乳酸ナトリウム | Sigma Aldrich | L7022 | サプリメントストック溶液の成分 |
| ピルビン酸ナトリウム | Sigma Aldrich | P2256 | サプリメントストック溶液の |
| 成分 L-グルタミン | Sigma Aldrich | G3126 | サプリメントストック溶液の成分 |
| L-グルタチオン、還元 | 型シグマ Aldrich | G4251 | サプリメント原液の |
| 成分 L-アスコルビン酸 | Sigma Aldrich | A5960 | サプリメント原液の |
| 成分 NaCl | Sigma Aldrich | S7653 | リンガー液の |
| 成分 KCl | Sigma Aldrich | P9333 | リンゲル液 |
| の成分CaCl2 ·2H2O | Sigma Aldrich | C3881 | Ringer's solution |
| NaH2PO4 | Sigma Aldrich | S8282 | Ringer's solution MgCl |
| 2 · 6H2O | Sigma Aldrich | M0250 | Ringer's solution |
| HEPES | Sigma の成分Aldrich | H3375 | リンゲル溶液の |
| 成分 トリスベース | Fisher Scientific | BP152 | Na+-free リンゲル溶液 |
| 6 N HCl | フィッシャーサイエンティフィック | 02-003-063 | Na+-free リンガー溶液 |
| KH2PO4 | Sigma Aldrich | P5655 | の成分Na+-freeの成分 リンガーズ溶液 |
| 50mL円錐形遠心チューブ | デンビルサイエンティフィック | C1062-P | リンガー液用容器 |
| バンナスハサミ - 8cm、角度付き5mmブレード | ワールドプレシジョンズ | 501790 | アイカップ解剖用マイクロハサミ |
| スイスピンセット - #5、11cm、ストレート、0.06×0.07mmチップ | ワールドプレシジョンズ | 504510 | アイカップの解剖とスライス操作のための細かい鉗子 |
| 片刃 | アイカップの解剖とトリミングのための | フィッシャーサイエンティフィ | 12-640 |
| EMD ミリポアフィルター鉗子 | フィッシャーサイエンティフィ | XX6200006P | 濡れた濾紙を扱うための平らな鉗子 |
| C12 558/568 ボディピー | フィッシャーサイエンティフィック | D3835 | 生細胞核を染色します。インキュベート5 µg/mL 室温で 15 分間 |
| ウ化プロピジウム (PI) | Fisher Scientific | P3566 | は死細胞核を染色します; 5 μ;g/mL 室温で 20 分間 |
| Hoechst 33342 | Fisher Scientific | 62249 | stains live cell nucles; インキュベート 5 & micro;g/mL 室温で 20 分間 |
| テトラメチルローダミン、メチルエステル (TMRM) | Fisher Scientific | T668 | stains functional, negative-charged mitochondria; incubate 1 nM for 30 min at 室温 |
| 組織灌流チャンバー | Cell MicroControls | BT-1-18/BT-1-18BV [-SY] | 注射または灌流用イメージングチャンバー |
| 2-(N-(7-Nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)Amino)-2-Deoxyglucose (NBDG) | フィッシャーサイエンティフィ | N13195 | 蛍光グルコースアナログは、安楽死の30分前にゼブラフィッシュに経口投与されました |
| リンパスレーザー走査型共焦点顕微鏡 | リン | FV1000 | 単一細胞分解能でスライスの蛍光を視覚化するための共焦点顕微鏡 |
| シアン化カルボニル3-クロロフェニルヒドラゾン(CCCP) | シグマアルドリッチ | C2759 | ミトコンドリアの呼吸を切除する実験試薬。スライスを最終濃度1μまで扱います。M |
| ミニチュアアスピレーターポジショナー | Cell MicroControls | FL-1 | 灌流 |
| マニホールド、ガスバブラーマニホールド、フローバルブ、60ccシリンジホルダー | ワーナーインスツルメンツ | 各種 | 灌流用 |
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