$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De beschreven protocol kan goed worden toegepast voor elektroporatie en in vivo visualisatie van axonale processen van sensorische neuronen van het olfactorische systeem verdoofde X. laevis, met confocale laser-scanning of multifoton microscopie (figuur 1).
Elektroporatie laat-fluorofor gekoppeld dextranen aan te gaan en zich snel te verspreiden in de cellen van het reukorgaan. Het is nuttig om fluorescentieverlichting toepassing succesvolle etikettering verifiëren na activering van spanningspulsen. Afhankelijk van de elektroporatie parameters, bijv., Pipet weerstand, groepen cellen (figuur 2A, B) of enkelvoudige cellen (Figuur 2C) van de reukzin gelabeld. Axonen van gelabelde sensorische neuronen kunnen worden gevisualiseerd in de olfactorische zenuw (figuur 2D) en axonale processen kunnen ook na succesvolle elektroporatie worden waargenomen in de bulbus olfactorius, gewoonlijk 24 uur(Figuur 3). Elektroporatie van groepen van sensorische neuronen maakt visualiseren grove bedradingspatronen in de olfactorische bulb (Figuur 3A). Single cell elektroporatie kan worden toegepast op afzonderlijke axonale projectie patronen, axonale vertakkingen en connectiviteit glomerulaire structuren in de olfactorische bulb (Figuur 3C-E) te onderzoeken.
Transparante albino kikkervisjes van X. laevis vergunning in vivo confocale of multiphoton beeldvorming van gelabelde sensorische neuronen in de intacte hersenen van verdoofd kikkervisje. De ontwikkeling van axonale groei patronen kunnen worden gevolgd gedurende meerdere dagen / weken door herhaalde in vivo visualisatie van dezelfde gelabelde sensorische neuron (Figuur 4). Afhankelijk van de looptijd van de sensorische neuron op het tijdstip van elektroporatie de axon patroon in de olfactorische bulb kan aanzienlijk variëren. Volwassen neuronen reeds uitgebreide axonale takken die tuft voorzien bezittened gebieden aangesloten op glomeruli. De axonale groeipatroon van volwassen neuronen is redelijk stabiel, maar de rek van axon takken en verfijningen van glomerulaire plukjes waarneembaar zijn (Figuur 4A-E). Sensorische neuronen in vivo worden waargenomen gedurende langere tijd, bv., Meer dan drie weken (figuur 4F-I). Anderzijds, axonen van onvolwassen neuronen nog bezig initiële groei, hoeft tufted arborizations bezitten en nog niet verbonden met hun uiteindelijke glomerulaire doelen. Het experimentele protocol maakt het bijhouden van de ontwikkeling van deze neuronen tijdens de rijping, bijv., Axon rek, vertakkingen en de vestiging van getuft arborizations (Figuur 4J-L). Voor meer voorbeelden zie ook Hassenklöver en Manzini 12.
Figuur 1. Schematische weergave van het experimentele protocol. (A) Sensorische neuronen in het centraal reukepitheel (MOE) of vomeronasale orgaan (VNO) van de reukzin van verdoofde X. laevis larven worden gemerkt door elektroporatie met een glazen pipet gevuld met fluorescerende dextran oplossing. De axonen van gelabelde neuronen zijn door middel van de olfactorische zenuw (ON) en uiteindelijk de bulbus olfactorius (OB) te bereiken. (B) De kikkervisje verdoofd en de gelabelde neuronen herhaaldelijk onderzocht met een confocale microscoop of multifoton specifieke tijdsintervallen. (C) De incrementele ontwikkeling van axonale groei patroon van gemerkte cellen in tijdspannes dagen tot weken gevolgd.

Figuur 2. Electroporation van sensorische neuronen in het reukorgaan. (A) Electroporatie met lage weerstand pipetten leidt tot etikettering van meerdere cellen in het reukorgaan. In dit representatief voorbeeld multiple olfactorische receptor neuronen (ORNs, gevuld pijlpunten) en twee zuilvormige-vormige ondersteunende cellen (SC's, sterretjes) werden gekleurd. Gestippelde lijnen bakenen de grenzen van de reukepitheel (OE). (B) Verfijning elektroporatie parameters, bijv. Het verhogen van de pipet weerstand beperkt het aantal gemerkte cellen. In dit voorbeeld, een sensorisch neuron (gevulde pijlpunten) en een aangrenzende ondersteunende cel (asterisk) werden gekleurd na elektroporatie. Let op de enkele axon verlaten van de reukepitheel (open pijlpunten). (C) Succesvolle single cell elektroporatie leidt tot de exclusieve kenmerken van een individuele sensorische neuron (gevulde pijlpunt) en haar verbonden axon (open pijlpunten) in de olfactorische epitheel. (D) De single label axon (open pijlpunten) kan worden gevolgd via de olfactorische zenuw (ON) in de olfactorische bulb.

Figuur 3. visualiseren olfactorische axon projecties in de uitgesneden bulbus olfactorius. (A) De grove topologie van axonale projecties van sensorische neuronen in de olfactorische bulb kan worden gevisualiseerd door minder weerstand elektroporatie pipetten. Eén reukbol halfrond en de bijbehorende reukzenuw (ON) zijn afgebeeld. Vier dextranen gekoppeld met verschillende fluoroforen geëlektroporeerd op vier afstanden zijn van de reukzin: laterale (groen), tussenproduct (geel), mediale MOE (rood) en VNO (oranje). Dit maakt het visualiseren van het accessoire bulbus olfactorius (AOB) en de drie projectie gebied van de belangrijkste bulbus olfactorius (MOB). (B) Verschillende axonale groei patronen van enkele olfactorische sensorische neuronen bovenop de structuur van de bulbus olfactorius. Afgeschilderd worden gecombineerd driedimensionale reconstructies van meerdere single cell kleuringen afgeleid van verschillende larvale exemplaren. (CE) Voorbeelden van enkele olfactorische axonen projecteren in de olfactorische bulb en de vorming van getuft arborizations / synapsen in sferische glomeruli (gevuld pijlpunten). Merk op dat in X. laevis olfactorische axonen splitsen regelmatig (open pijlpunten) voordat u verbinding met één, twee of meerdere glomeruli (gevuld pijlpunten, zie ook Hassenklöver en Manzini 12).

Figuur 4. In vivo time-lapse imaging van enkele olfactorische neuron axonen. (AE)Na succesvolle single cell elektroporatie de gelabelde axon herhaaldelijk kan worden gevisualiseerd in de olfactorische bulb (OB). Dit voorbeeld toont een individu axon die werd onderzocht voor een week. De algehele morfologie niet te sterk wijzigt en twee grote vertakking punten kunnen worden geïdentificeerd (open pijlpunten). Merk op dat in het tijdsverloop, een glomerulaire tuft ondergaat voortdurende vermindering (gevulde pijlpunt), terwijl de andere twee glomerulaire plukjes blijven stabiel (sterretjes). (FI) Dit representatief voorbeeld toont de levensvatbaarheid van langdurige observaties als deze specifieke axon werd onderzocht meer dan drie weken. Geen duidelijke wijziging van zijn groeipatroon kan worden gedetecteerd. (JL) Een voorbeeld van een onrijpe sensorische axon in het groeiproces afgebeeld. Het is nog niet verbonden glomeruli en karakteristieke glomerulaire bosjes ontbreken. Na 5 dagen de axonale vertakkingen zijn langwerpig, de axon bifurcated meerdere keren en fijne arborizations zijnvastgesteld.