April 7th, 2016
여기에 기재된 방법은 초점 및 평면 드리프트를 보정하는 광학 절편 및 재조정 간단한 전략을 수행 할 해부 현미경 형광을 사용하여 제브라 피쉬 배아 장기 발전 경과 분석을 허용한다.
이 절차의 전반적인 목표는 어떤 방향으로든 표류한 후 재정렬을 위한 간단한 전략과 함께 형광 해부 현미경을 사용하여 다양한 발달 과정에 대한 타임 랩스 분석을 가능하게 하는 것입니다. 이 방법은 몇 시간에 걸쳐 살아있는 배아의 조직과 장기 발달을 직접 관찰할 수 있기 때문에 발달 생물학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 방법의 주요 장점은 레이저 스캐닝 또는 조명 현미경과 같이 발달 중인 조직 및 장기의 시간 경과 기록에 일반적으로 사용되는 보다 복잡한 기술에 대한 대안으로 저렴하고 사용하기 쉽다는 것입니다.
이 방법은 스위퍼 어류 배아 및 유충의 발달 중에 발생하는 공간 및 시간 변화에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만 초기 발달 과정 및 기타 모델 유기체를 조사하는 데에도 적용할 수 있습니다. 또한 뿌리 치유 및 재생과 같은 성인 유기체의 역동적인 과정을 관찰하는 데 적합합니다. 준비 과정에서, 형질전환 GFP 발현 라인에서 생식력이 높은 성어를 식별합니다.
식물 마이크로 주입 전날 오후에 5 개의 번식 용기에 5 쌍의 수컷-암컷 생식 물고기를 설정합니다. 용기에서 수컷과 암컷을 탈착식 체로 밤새 분리하여 보관하십시오. 다음 날 아침, 불이 켜진 직후 수컷과 암컷을 체 위에 함께 올려 놓으면 알을 먹는 것을 방지할 수 있습니다.
이제 물고기가 산란하는 동안 관찰하십시오. 한 쌍이 약 50개의 알을 낳으면 분리하십시오. 그런 다음 파스퇴르 피펫을 사용하여 난자를 배아 물로 채워진 Petrie 접시에 옮겨 첫 번째 주사를 합니다.
짝을 이룬 각 쌍에 대해 이 과정을 반복합니다. 추가 난자가 필요한 경우 동일한 짝짓기 쌍을 여러 번 함께 가져와 분리할 수 있습니다. 마이크로 주입의 경우, 접시와 주사 바늘의 고급 준비는 상당히 표준적인 방식으로 수행됩니다.
자세한 내용은 텍스트 프로토콜에서 확인할 수 있습니다. 준비된 주사 바늘을 장전하는 것으로 시작하십시오. 마이크로 로더 팁을 사용하여 바늘에 2마이크로리터의 MO 작업 용액을 다시 채운 다음 바늘을 마이크로 매니퓰레이터에 부착합니다.
그런 다음 바늘 끝을 열 수 있습니다. 해부 현미경으로 보는 동안 핀셋을 사용하여 끝을 꼬집어 열거나 팁을 단단한 표면에 밀어 넣습니다. 그런 다음 MO 용액을 격자선의 미네랄 오일 한 방울에 주입하여 주입량을 보정합니다.
주입을 조정하여 약 200피코리터의 용액에 해당하는 75미크론 방울을 만듭니다. 다음으로, 주입할 배아를 준비합니다. 마이크로 주입 접시의 홈을 따라 약 21개의 세포 단계 배아를 배열하고 식물 기둥은 홈에서 45도 각도인 마이크로 주입 바늘의 접근 방식을 향하게 합니다.
이제 배아를 주입합니다. 바늘로 융모막과 노른자를 뚫은 다음 로드된 Morpholino 용액을 노른자에 주입합니다. 이것은 하나 또는 두 개의 세포 단계에 있는 배아에 대해 작동합니다.
모든 배아를 주입한 후 넓은 구멍의 파스퇴르를 사용하여 배아를 채취합니다. 주입된 배아를 배아 물로 채워진 페트리 접시에 옮기고 섭씨 28.5도에서 배양합니다. 오후 늦게 죽은 배아를 빨아들이고 배아의 물을 교체합니다.
다음 날 아침, 배아가 배아형성을 거친 후, 배아의 물을 미량의 PTU가 함유된 배아수로 대체하여 배아의 혼화작용을 억제합니다. PTU는 배아 형성 전에 적절한 발달을 방해할 수 있으니 주의하세요. 나중에, 원하는 발달 단계에서 날카로운 핀셋으로 배아를 분리하십시오.
현미경을 사용하여 한 쌍의 핀셋으로 융모막을 잡고 두 번째 핀셋으로 융모막의 다른 쪽을 잡습니다. 그런 다음 배아를 방해하지 않도록 핀셋을 조심스럽게 당겨 분리합니다. 그런 다음 트리카인으로 배아를 마취하고 배아와 아가로스를 덮개 유리 바닥의 마이크로 접시에 놓인 15미크론 재배치 그리드에 삽입하는 과정을 진행합니다.
그런 다음 용융된 아가로스 분취액 1ml를 1.5ml 반응 튜브에 로드합니다. 튜브를 섭씨 36도로 설정된 열 블록에 넣고 식을 때까지 기다립니다. 그런 다음 넓은 구멍의 피펫을 사용하여 배아를 마이크로 접시로 옮깁니다.
여분의 배아 수분을 빨아들이고 배아에 아가로스를 덧씌웁니다. 아가로스가 아직 액체인 동안 두 개의 작은 피펫 팁을 사용하여 배아의 방향을 잡습니다. 관심 있는 구조(이 경우 pronephros)를 유리 바닥에 최대한 가깝고 그리드에 가깝게 배치합니다.
그리드는 관심 있는 구조를 오버레이해서는 안 됩니다. 서로 다른 마이크로 접시에 최대 4개의 배아를 삽입하고 가장 좋은 배아를 이미지화할 계획을 세우는 것이 유리합니다. 적절한 임베딩은 약간의 연습이 필요합니다.
아가로스가 여전히 액체인 동안, 배아는 원하는 위치에 있어야 합니다. 유리 바닥에 가깝고 재배치 그리드에 적절한 거리에 있는 pronephros인 경우. 아가로스를 정기적으로 확인하십시오.
배아를 잡을 수 있을 만큼 단단해지면 2-3분 더 그대로 둔다. 그런 다음 미량의 PTU와 트리카인이 함유된 배아 수분으로 삽입된 배아를 오버레이합니다. 여분의 배아 수분을 디캔팅하거나 빨아들이고 증발을 방지하기 위해 뚜껑을 잠급니다.
결과에는 기포가 없어야 합니다. 이제 유리 바닥이 대물 렌즈를 향하도록 배아를 이미지화할 수 있습니다. 예를 들어, 몇 시간에 걸쳐 주기적으로 Z 스택 이미지를 촬영하여 랩스 이미지를 만들기 위한 준비를 사용하여 초점 드리프트를 보정해야 합니다.
가능하면 자동 초점 전략을 적용합니다. 소프트웨어 컨트롤에서 자동 초점 옵션을 전환합니다. 참조 채널의 경우 투과광 명시야 채널을 선택하여 광 독성을 최소화합니다.
또한 자동 초점이 제대로 작동하려면 충분히 큰 표본 종속 검색 범위를 선택하는 것이 중요합니다. 이미지를 수집하기 전에 각인된 그리드의 특정 지점을 소프트웨어의 십자선에 있는 관심 구조 가까이에 배치한 다음 스크린샷을 사용하여 이 위치를 저장합니다. 그런 다음 각 이미징 시간 간격이 끝나기 직전에 스크린샷을 참조하고 자동 초점을 사용하지 않는 경우 스테이지와 초점의 위치를 다시 조정합니다.
제시된 방법은 형질전환 제브라 물고기 계통의 WT1A 변형 배아에서 신장 발달을 분석하는 데 사용되었습니다. 초기 신형성 동안, 이 계통은 신장 전구 세포가 발생하는 중간 중배엽에서 녹색 형광을 선택했고, 나중에 형성 세뇨관과 네프론 원시체에서 발달하는 동안 녹색 형광을 선택했습니다. 타임 랩스 영상은 모르폴리노가 주입한 대조군의 배아에서 정상적인 신장 형성을 보여주었다.
수정 후 20시간이 지났을 때, 발달 중인 전신세뇨관이 보였다. 그들의 앞쪽 끝에서, 형성되는 네프론 원시(nephron primordia)를 나타내는 세포의 구형 축적이 감지될 수 있었다. 그 후 몇 시간 동안, 세뇨관과 네프론 프리모르디아(nephron primordia)가 자라났고, 프리모디아(primodia)가 정중선에서 융합하기 시작했다.
대조적으로, 돌연변이에서 신형성(nephrogenesis)은 심각하게 파괴되었다. GFP 양성 세뇨관 구조는 수정 후 20시간에 볼 수 있었지만 확산되고 저개발되었습니다. 타임 랩스 이미징은 네프론 원시세포가 형성되지 않았으며, 발달 중인 프로네프론 외부에 위치한 놀라운 수의 형광 세포가 복부로 이동하여 프로네프릭 필드를 떠나는 것을 보여주었습니다.
이 프로토콜을 시도하는 동안 온도 제어 또는 증발 방지 테이블과 같은 추가 장비가 없기 때문에 드리프트 및 재조정에 대한 정기적인 점검이 필요하다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라 세포 및 조직의 특정 구성 요소를 식별하거나 유전자 발현을 평가하기 위해 면역조직화학, 인세트로증식(incetrohypertization) 또는 real-time PCR과 같은 다른 방법을 수행하도록 이미지 배아를 처리할 수 있습니다.
이 방법은 형광 해부 현미경을 사용하여 제브라피쉬 배아의 장기 발달 시간별 분석을 가능하게 합니다. 이를 통해 수 시간에 걸쳐 조직과 장기 발달을 직접 관찰할 수 있어 발달 생물학에 대한 통찰을 제공합니다.
This method provides an accessible approach for time-lapse imaging of organogenesis in zebrafish embryos, enabling direct observation of developmental processes without requiring complex or expensive microscopy infrastructure. By supporting longitudinal imaging of tissue dynamics in a vertebrate model, it facilitates early-stage target validation and mechanistic de-risking in discovery pipelines. The technique offers a cost-effective alternative for generating quantitative, reproducible data on morphogenetic events relevant to disease modeling and phenotypic screening.
The method fits within the discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification, particularly for renal pathways where dynamic tissue imaging informs mechanism of action and phenotypic outcome.