生きている線虫のターゲット照射を許可する一連の固定化メソッドが確立されている保水性を持つチップの最近開発された超薄型ポリジメチルシロキサン マイクロ流体を使用して、個人。新規チップ上への固定化してイメージング観測に適しています。詳細な治療とチップのアプリケーション例を説明しています。
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生きている線虫のターゲット照射を許可する一連の固定化メソッドが確立されている保水性を持つチップの最近開発された超薄型ポリジメチルシロキサン マイクロ流体を使用して、個人。新規チップ上への固定化してイメージング観測に適しています。詳細な治療とチップのアプリケーション例を説明しています。
イオンビーム育種および生物学的には放射線、広く、これらの方法のマイクロビーム照射は生物に放射線感受性のサイトを識別する強力な手段を表します。本稿では、線虫の生きている個人のターゲットを絞ったマイクロビーム照射のため開発されたチップ上への固定化方法のシリーズについて説明します。特に、我々 は以前麻酔の詳細を説明するためにc. の elegansを必要とせず個人を固定するために開発ポリジメチルシロキサン (PDMS) マイクロ流体チップの治療。ワーム シートと呼ばれる、このチップは弾力性のあるマイクロ チャネル拡大することを許可して弾力性により、動物に優しく包まれます。また、PDMS の自己吸着能力により動物で密封できるチャンネル、動物はプッシュされないチャネルにエンクロージャの薄いカバー フィルム付きワーム シートの表面を覆うことによって。カバー フィルムを回して、簡単に動物を収集できます。さらに、ワームのシートは保水性を示し、 c. の elegans個人ライブ条件下で長時間観察を受けることができます。さらに、シートはのみを検出するイオン粒子がように動物を囲むシートを通過する炭素イオンなどの重イオン応用線量を正確に測定でき、厚さ 300 μ m です。動物を囲むために使用カバー フィルムの選択は成功した長期的な固定化のため非常に重要な適したカバー フィルムの選択を行い、いくつかの映画の中で推奨されるものを示した。チップのアプリケーション例として紹介したマイクロビーム照射と同様に、ワーム シートのマイクロ流路を囲む動物の筋活動のイメージング観測。これらの例は、ワーム シートが生物学的実験の可能性を大きく拡大していることを示します。
がんの診断と治療、生物学的アプリケーションとイオンビーム育種、放射線、x 線、ガンマ線、重イオンビームなどが使用されています。多くの研究と技術開発は、現在放射線1,2,3の効果に着目します。マイクロビーム照射体内放射線感受性のサイトを識別する強力な手段である生物4。高崎高度な放射線研究所の国立機構量子放射線科学と技術 (QST-高崎) は重イオンビームを用いた顕微鏡下で細胞に照射する技術を開発されました。マイクロビーム5、線虫4,6線虫、カイコ7、メダカなどのいくつかのモデル動物のターゲットを絞ったマイクロビーム照射を可能にする方法を確立しています。学(メダカ)8。線虫のc. の elegansのターゲットを絞ったマイクロビーム照射では、歩行などのプロセスにこれらのシステムの役割を識別するために役立つ、頭部の神経リングなど、特定の地域の効果的なノックダウンをことができます。
マイクロビーム照射4を許可する線虫麻酔を必要とせず個人のチップで固定する方法をしました。さらに、以前の研究4で使用されているマイクロ流体チップを改善するために最近開発したワーム (材料の表を参照) のためのシートと呼ばれる水和剤、イオン不可解、ポリジメチルシロキサン (PDMS) マイクロ流体チップ線虫 c. エレガンス個人9を固定します。これらは極薄の柔らかいシートの構成 (厚さ 300 μ m = 幅 = 15 mm 長さ = 15 mm) (20 または 25) ストレート マイクロ チャンネルで複数 (深さ = 70 μ m 幅 = 60 μ m または 50 μ m 長さ = 8 mm) 表面 (図 1の D)。マイクロ チャネルが開いているし、同時にそれらで囲む複数の動物を許可する (図 1E)。シートは弾力性のあるマイクロ チャネル (~ 10%、図 1F) によって拡大することを許可して弾力性により、動物に優しく包まれます。また、PDMS の自己吸着能力により動物で密封できるチャンネル、動物はプッシュされないチャネルにエンクロージャの薄いカバー フィルム付きワーム シートの表面を覆うことによって。カバー フィルムを回して、簡単に動物を収集できます。
囲まれてされているとき、または収集される場合、チャネルは、ワームを傷つけることはありません。さらに、シートは、本質的に疎水性である PDMS から作られていますが、保水性は素材に親水性を付与によって達成することができます。保水性と厚さは、ワームのシートの良好な特性です。保水容量長期安静後の動物の脱水を防ぐことができますができ実施される長期観察。
さらに、9を前述のよう、シートは、のみ 300 μ m 厚い、動物を囲むシートを通過する (水に約 1 mm の範囲) と炭素イオンなどの重イオンを許可します。これにより検出されるイオン粒子と応用の線量を正確に測定します。さらに、ワームのシートは再利用することができますして経済的なためします。従来の注入法で囲まれた動物が死んだ時とチャネルから取得できません。彼らの卵は、チャネルを詰らもことができます。これはチップを使用できなくなります。チップは、したがって、基本的には使い捨てと費用便益比が悪い。
本稿で述べる一連の生きている線虫のチップの固定化のためのメソッド ワーム シートを使用して、個人。動物のオンチップ固定後 3 h の歩行分析を通じて適切なカバー フィルムを評価しました。さらに、撮像観測とマイクロビーム照射のためのオンチップ固定化の例を示した。
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1 系統およびメンテナンス
2. チップの固定化のため緩衝液の選択
3. チップ上への固定化に適したカバー フィルムの選択
4. チップ上への固定化
注: ワーム シートが汚れないように使い捨て、滅菌手袋を着用ください。
5. ワームのシートからの動物のコレクション
6. イメージング観測用ワームのシートのアプリケーション
注: のワームのシートは、顕微鏡観察に広く使用できます。チップは水を保持することができます、内蔵固定9の 3 時間後にc. の elegans個人の運動は影響しません。さらに、チップ自体には蛍光、蛍光アッセイでの使用に適してはありません。蛍光イメージングの試金のためのサンプル アプリケーションがあります。
7. マイクロビーム照射用ワームのシートのアプリケーション
注意: コリメート マイクロビーム照射システム5がいくつか重イオン粒子高崎イオン加速器の高度な放射線アプリケーション (ティアラ) 施設のために設置されたさまざまなアジマス フィールド サイクロトロンから加速を使用できます。QST 高崎 (図 4A)。ビーム終了 (図 4B) の下で照射用自動ステージがあります。このシステムを使用してのc. の elegansの重イオンマイクロビーム照射するための手順は次のとおりです。
8. 繰り返し使用するワーム シートの処理
注: ワーム シートをすることができます繰り返し使用に少なくとも 10 回9動物に影響を与える洗浄、次のように使用後正しく滅菌した場合。
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アクティブな極薄、水和剤の PDMS、マイクロ流体チップ (ワーム シート) を使用して正常にc. の elegans個体を固定可能性があります。プロトコル セクション 3 で説明したよう、ワーム シートのシールの別カバー フィルムの適合性を調べた。カバー フィルムのシール効果を評価、カバーガラスを使用してチップを固定後動物 3 h の運動を決定 (厚: 130-170 μ m)、PET フィルム (厚さ: 125 μ m) と PS フィルム (厚さ: ~ 130 μ m)、それぞれ。図 5に示すように、3 h、PS フィルムとワームのシートで囲まれた動物を自由に移動できる対照動物の運動 (体屈曲) の大きな違いはありませんでした。対照的に、運動はカバー ガラスで囲まれた動物に大幅減少しました。いくつかの動物は動物の液滴をカバーガラスに反発を示唆、閉じるシールを防止し、乾いている登場を減らされた運動性の結果として部分的に乾燥。PET フィルムを使用して囲まれた動物の運動性も有意に減少しました。...
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水和剤 PDMS マイクロ流体チップを用いたライブ条件下でc. の elegansのチップの固定化が複数の動物の効率的なターゲットを絞ったマイクロビーム照射できます。処理と乾燥を防止する機能の使いやすさは、マイクロビーム照射のみならずいくつか行動アッセイのアプリケーションに適してこのシステムを作る。これらのワームのシートはすでに実用化されて、簡単に得ることができます。嗅覚のチップなどの従来のマイクロ チップは、動物と動物を収集するために困難に閉じたマイクロ チャンネルで卵の目詰まりなどの問題に関連付けられている、従ってそのようなチップにより、使い捨てになりがちコストを増加しています。対照的に、現在のワーム シート マイクロ チャネルが開いて動物を収集しやすきます。これらのワーム シートしたがってくり返し使えるより経済的します。
PDMS マイクロ流路チップの最近の技術革新は、構造の複雑さと多面的機能16,18,
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著者が明らかに何もありません。
著者は博士淳東谷麗の小林泰彦一郎横田と夫妻裕也服部線虫 c. エレガンスの貴重な議論のための治療に関する親切なアドバイスをありがちましょう。著者らは、線虫と大腸菌の菌株を提供する線虫の遺伝子センターをありがとうございます。照射実験とそのような支援、QST 高崎でティアラのサイクロトロンの乗組員に感謝しますこの原稿の下書きを編集して、博士スーザン ファーネスに感謝しますこの調査によってサポートされた部分で科研費 (許可番号 JP15K11921 および JP18K18839) 日本学術振興会から修士号を取得する
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| C. elegans 野生型 | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) , Minnesota, USA | N2 | 野生型 C. elegans この研究で一般的に使用されている |
| C. elegans unc-119(e2498) III mutant strain | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) , Minnesota, USA | CB4845 | C. elegans株は、異常な体型を持つ突然変異体の例としてのみ採用されています |
| C. elegans トランスジェニック株 HBR4 | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) , Minnesota, USA | HBR4 | このトランスジェニック C. elegans 株の遺伝子型は HBR4:goeIs3[pmyo-3::GCamP3.35:: unc-54–3フィートutr、UNC-119(+)]V。この株は、画像観察にのみ使用されました。 |
| 大腸菌株 | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) , Minnesota, USA | OP50 | E. coli strain used as food for C. elegans |
| Worm Sheet IR (50/60) | Biocosm, Inc., Hyogo, Japan | BCM17-0001 | Microfluidic chip with 25 straight 50/60-µこの論文のすべての実験と観察で使用されたm幅のチャネル |
| ワームシート60 | Biocosm, Inc., 兵庫県, 日本 | BCM18-0001 | マイクロ流体チップ 20ストレート 60 & マイクロ;m幅チャネル。これは、20°Cで孵化してから3〜5日後の成虫に座ることができます。 |
| ワームシート50 | Biocosm, Inc., 兵庫県, 日本 | BCM18-0002 | マイクロ流体チップ 20 ストレート 50 & マイクロ;m幅チャネル。これは、20°Cで孵化した後~3日後にyougの成虫に観察可能です。 |
| マイクロカバーガラス | 松波硝子工業株式会社 | C030401 | カバーガラス(厚さ:130-170&マイクロ;m)は、プロトコル3 |
| チレンフィルム | Biocosm、株式会社、兵庫、日本の | BCM18-0001 / BCM18-0002 | ワームシートのバンドルアイテム。PSフィリム(厚さ:~130 & マイクロ;m)プロトコル3のロコモーションアッセイで使用されます。 |
| ポリエステルフィルムルミラー | 東レ株式会社 | ルミラー T60 (t 125 µm) | PETフィリム(厚さ:125 & マイクロ;m) Protocol 3 |
| IWAKI 60 mm/non-treated dish | AGC Techno Glass Co., Ltd., Shizuoka, Japan) | 1010-060 | のC.elegansの注入に使用された未処理ディッシュ |
| 。 | 1010-035 | Protocol 3 | |
| Milli-Q | Merck, France | Ultrapure water | |
| Kimwipe S-200 | 日本製紙クレシア株式会社, 東京, 日本 | 62020 | 120 mm x 215 mm; 200 枚/箱 |
| WormStuff Worm Pick | Genesee Scientific Corporation, CA, USA) | 59-AWP | Platina ピッカー C. elegans |
| 研究用実体顕微鏡システム | OLYMPUS CORPORATION, Tokyo, Japan | SZX16 | 本稿の電動フォーカススタンドで使用したすべての実験と観察に使用したマイクロスコープ |
| OLYMPUS CORPORATION, Tokyo, Japan | SZX2-ILLB | プロトコル3-8の明視野観察に使用しました。 | |
| 対物レンズ(×1) | オリンパス株式会社、東京、日本 | SDFPLAPO1×PF | NA:0.15;WD:60ミリメートル。これは、プロトコル3-8の明視野観察に使用されました。 |
| 対物レンズ(×2) | オリンパス株式会社、東京、日本 | SDFPLAPO2XPFC | NA:0.3;WD:20ミリメートル。これ レンズはイメージング観察に使用されました。 |
| 水銀光源 | オリンパス株式会社、東京、日本 | U-LH100HG | 広い発光スペクトルにより、すべての一般的な蛍光色素を使用してさまざまな蛍光イメージング実験を行うことができます。 |
| SZX16 蛍光フィルターユニット (YFP用高性能) | オリンパス株式会社 | SZX2-FYFPHQ | Ex: 490-500 nm;em:510-560。これは、HBR4株のイメージング観察に用いました。 |
| デジタルカメラ ハイスピード EXILIM | CASIO COMPUTER CO., LTD., TOKYO, JAPAN | EX-F1 Figure 1B, 1E, 1F, Figure 2A-C, and Video 1 は、このデジタルカメラを使用して取得しました。 | |
| Office 2013 | Microsoft Co. Ltd, Redmond, WA, USA | 統計分析に用いるEXCELソフト |
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