January 19th, 2018
이 프로토콜의 목표는 ex vivo 초파리 애벌레 뇌 문화를 장기 형광 시간 경과 영상 분자 circadian 리듬을 모니터링 하기 위해 최적화 설정입니다. 이 방법의 약리학 분석 응용 프로그램 또한 토론 된다.
이 절차의 전반적인 목표는 수일 저속 형광 현미경 검사를 위해 초파리 유충 뇌를 배양하는 것입니다. 이 방법은 특정 신경 세포 집단에서 발생하는 유전자 발현 변화와 같은 초파리 신경 유전학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 몇 시간에서 며칠 동안 살아있는 뇌에서 단일 세포 해상도로 형광 프로브를 이미징할 수 있다는 것입니다.
이 절차를 위해 시약을 준비할 때는 배양 후드 아래에서 작업하십시오. SAM 배지와 트롬빈의 분취액은 모두 해동되어야 합니다. 트롬빈은 따로 보관하십시오.
SAM 분액 2.5ml를 얼음 위에 올려 놓고 따로 보관합니다. 그런 다음 분주된 SAM에 페니실린 스트렙토마이신을 넣고 실온에 보관합니다. 장기적인 이미징 실험을 위해 이미징 챔버를 준비하고 유리 바닥 접시의 웰 주변의 플라스틱 영역에 오토클레이브 진공 그리스를 바르십시오.
그런 다음 후드 아래에서 자외선으로 기름칠한 접시를 살균합니다. 이제 SAM의 분취액을 피브리노겐에 혼합하고 혼합물을 섭씨 37도로 옮기면 2시간 동안 중합되지 않습니다. 해부를 위해 70% 에탄올이 함유된 2개의 3웰 유리 해부 접시에서 집게를 청소합니다.
그런 다음 4개의 웰에 400마이크로리터의 DSS를 로드하고 1개의 웰에 400마이크로리터의 SAM을 로드합니다. 해부 접시는 식힌 접시에 보관하십시오. 번식하는 파리가 담긴 유리병에서 돌아다니지 않는 세 번째 인스타 유충이 들어 있는 배지를 퍼내고 집게로 최대 7개까지 차가운 DSS 우물로 옮깁니다.
그런 다음 유충을 DSS가 적재된 4개의 우물 중 3개에 통과시켜 청소합니다.해부될 때까지 마지막 우물에 그대로 두십시오. DSS의 네 번째 우물을 사용하여 한 쌍의 깨끗하고 미세한 집게로 유충의 뇌를 해부합니다.
잘 정립된 인사이드 아웃 방법을 사용합니다. 숙련도가 있으면 각 유충을 약 30초 안에 처리할 수 있습니다. 각 해부 후 DSS로 미리 헹궈진 20마이크로리터 피펫 팁을 사용하여 약 3마이크로리터의 DSS에 담긴 뇌를 SAM이 채워진 우물로 옮깁니다.
임베딩 절차를 위해 최대 7개의 뇌를 준비합니다. 뇌를 작동 용액으로 옮긴 후 뇌와 배지를 멸균 페트리 접시의 뚜껑에 분배합니다. 그런 다음 항생제가 든 SAM 3.5마이크로리터를 더 넣고, 피브리노겐이 든 따뜻한 SAM 3.5마이크로리터를 추가합니다.
시술 내내 피브리노겐이 포함된 SAM 배지를 37도로 유지하는 것이 중요합니다. 다음으로, 동일한 피펫 팁으로 부드럽게 피펫팅하여 뇌 주위에 용액을 혼합하고 용액 2마이크로리터를 흡인하여 유리 바닥 접시의 커버슬립에 증착합니다. 그런 다음 0.8 마이크로 리터의 트롬빈을 방울에 넣고 매우 빠르게 혼합하여 중합을 초기화하면 흰색으로 나타납니다.
그런 다음 집게를 사용하여 뇌를 부드럽게 선택하고 중합 피브린 매트릭스에 놓습니다. 뇌가 물방울로 옮겨진 후 트롬빈은 많은 절차를 복잡하게 만들기 때문에 권장하지 않는다고 생각합니다. 필요에 따라 뇌의 방향을 잡고, 뇌를 커버슬립에 최대한 가깝게 아주 부드럽게 밀어 넣는다.
그런 다음 중합된 피브린 층을 선택하고 매트릭스를 분리하지 않는 작고 부드러운 움직임을 사용하여 뇌 위에 접습니다. 뇌를 안정시키기 위해 혈전의 다른 부분에서 뇌 위로 중합된 피브린 층을 계속 접습니다. 그런 다음 항생제가 든 SAM 20마이크로리터를 내장된 뇌에 주입하여 트롬빈 활동을 중단시킵니다.
이 절차를 사용하여 유리 바닥 접시에 5-6개의 뇌를 삽입하는 작업을 진행합니다. 장기 이미징을 위해 내장된 뇌를 항생제가 든 600마이크로리터의 SAM에 담그십시오. 그런 다음 매체 위에 PTFE 멤브레인 조각을 놓고 멤브레인의 가장자리를 접시의 기름칠한 부분에 붙입니다.
간단한 분석을 위해 접시에 항생제로 2ml의 SAM을 채우고 뇌를 담그고 PTFE 멤브레인을 사용하지 않습니다. 설명된 절차를 사용하여 시계 뉴런 드라이버에 의해 구동되는 분자 시계 리포터를 발현하는 뇌를 명암 속에 혼입한 후 이식 배양으로 준비했습니다. 장기 배양은 어두워지기 직전인 밝은 단계에서 설정되었습니다.
관심 뉴런을 포함하는 SUM-stack은 배경 빼기 후 측정된 뉴런에 해당하는 영역의 평균 형광 강도에서 생성되었습니다. 리포터 표현의 리듬성을 결정하기 위해 최대 엔트로피 스펙트럼 분석과 수동 검사가 모두 사용되었습니다. 다음으로, 동일한 유전자형의 유충을 주관적 새벽 1시간 후 또는 주관적 황혼 1시간 후에 해부했습니다.
기준선을 얻기 위해 한 시간 이내에 뇌를 두 번 이미지화했습니다. 그런 다음 PDF 또는 차량을 배양 배지에 추가하고 뇌를 6시간 동안 매시간 이미지화했습니다. 어두워진 직후 채취한 뇌에서 LNvs의 PER-TDT 발현 프로파일은 PDF 추가 시 형광 강도가 하루 따라 증가하는 시간을 보여주었습니다.
이것은 DN1에서도 발생했으며 DN2에서도 덜 발생했습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 피브린의 3D 매트릭스를 사용하여 초파리 유충에서 생체 외 뇌 배양을 만드는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 일단 숙달되면 해부에서 삽입까지 전체 절차가 약 30분 정도 걸립니다.
해부를 시작하기 전에 이미징 설정을 준비하여 삽입 직후 뇌를 이미지화할 수 있습니다. 이 절차에 따라 추가 질문에 답하기 위해 형광 타임 랩스 이미징을 위해 성인 초파리 뇌를 배양할 수도 있습니다.
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본 연구는 장기간 형광 시간 경과 이미징을 사용하여 드로소필라 유충 뇌의 생체외 배양을 확립하는 방법론을 제시하고, 이를 통해 일주기 분자 리듬을 모니터링하는 것을 목표로 합니다. 특정 뉴런 집단의 유전자 발현 변화와 같은 드로소필라 신경유전학의 주요 질문에 대해 다루고, 이 방법을 약리학적 분석에 적용하는 방법을 논의합니다.
This method enables longitudinal, single-cell resolution imaging of molecular oscillators in live neuronal tissue, supporting target validation in neurogenetic discovery. By capturing real-time dynamics of circadian reporters in defined cell types, it provides quantitative, reproducible readouts for mechanistic de-risking of neuronal targets. The approach bridges genetic manipulation with pharmacological response, enhancing predictive confidence in early-stage target interrogation.
The method fits within early discovery workflows, enabling hypothesis-driven interrogation of neuronal targets before lead identification.