Hier presenteren we een methode voor het uitlijnen en cryosectieren van meerdere zebravislarvenmonsters (Danio rerio) en het verzamelen ervan op een enkel glaasje voor ruimtelijke transcriptomische analyse.
Methodenartikel
Hier presenteren we een methode voor het uitlijnen en cryosectieren van meerdere zebravislarvenmonsters (Danio rerio) en het verzamelen ervan op een enkel glaasje voor ruimtelijke transcriptomische analyse.
Ruimtelijke transcriptomische technieken zijn een geavanceerd hulpmiddel in biomedisch onderzoek om ruimtelijk geregistreerde genexpressiepatronen te visualiseren. Beeldvorming en analyse van meerdere monsters met ruimtelijke beeldvormingsplatforms kan kostbaar zijn. Het uitvoeren van deze tests onder meerdere experimentele omstandigheden, zoals te zien is in ontwikkelingsstudies, verhoogt de kosten verder. Om de kosten te drukken, probeerde deze studie de technieken en strategieën van ruimtelijke transcriptomische specimenrangschikking voor ontwikkelingsstudies te optimaliseren. Hier maakte de studie gebruik van zebravissen, een gerenommeerd ontwikkelingsmodel van gewervelde dieren dat transparant is tijdens de ontwikkeling, ~70% genetische homologie met mensen hebben en een sterk geannoteerd genoom dat ideaal is voor transcriptomische analyse. Vanwege hun kleine formaat maakt het ontwikkelen van zebravissen het ook mogelijk om seriële secties compact over verschillende biologische replicaten te plaatsen. Hierin rapporteren we geoptimaliseerde fixatie, cryosectie en betrouwbare uitlijning van meerdere vismonsters binnen het beeldvormingsgebied van een multiplex in situ hybridisatie ruimtelijk beeldvormingsplatform. Met deze methode kunnen zebravissen vanaf 15 dagen na de bevruchting (dpf) uit ten minste 4 verschillende mallen en maximaal 174 secties met succes worden gecryosectied, verzameld binnen het beeldvormingsgebied van 22 mm 10,5 mm (voor een in situ ruimtelijke transcriptomische dia) en tegelijkertijd worden verwerkt. Op basis van de kwaliteit van de sectie, de uitlijning van de steekproef en de steekproefomvang per dia, optimaliseert deze methode in zebravissen de output en de kosten per steekproef van ruimtelijke transcriptomische technieken.
Beoordeling van ruimtelijk verschillende expressiepatronen in weefsel blijft van cruciaal belang voor ons begrip van genomische invloeden in ontwikkeling, kanker en ziekte 1,2,3. Ruimtelijke transcriptomics combineert gemultiplexte expressietechnieken met de ruimtelijke registratie van expressie in weefsels. "Spatial transcriptomics" werd voor het eerst bedacht door Ståhl en collega's4, waarbij opgezette kankermonsters werden onderzocht met behulp van in situ sequencing van de volgende generatie. Sinds die tijd wordt "spatial transcriptomics" gebruikt als een verzamelnaam voor high throughput expressiestudies in combinatie met ruimtelijke registratie. Hoewel dit krachtige tools zijn, zijn het ook dure ondernemingen die vaak grote institutionele investeringen en laboratoriumkosten vergen voordat gegevens kunnen worden gegenereerd5. Er is veel vraag naar strategieën om de kosten te minimaliseren en tegelijkertijd gegevens van hoge kwaliteit te behouden.
Zebravissen, Danio rerio, zijn een belangrijk modelsysteem geworden voor het bestuderen van ontwikkelingsbiologie en bieden een middel om analyses van het hele orgaan (en organisme) van gewervelde dieren in een beperkte ruimte te vermenigvuldigen. Zebravissen zijn klein (4-6 mm als larven en 2-3 cm als volwassenen) en kunnen honderden doorzichtige eieren tegelijk leggen6. Zebravisembryo's worden uitwendig bevrucht en ontwikkelen zich snel, waardoor onderzoekers transgenen in een vroeg stadium van ontwikkeling kunnen introduceren om gemakkelijk gain- en loss-of-function-allelen te genereren7. Het plaatsen van meerdere samples op een enkele dia is een aantrekkelijke strategie om de kosten te verlagen. Hun hoge vruchtbaarheid en kleine formaat maken zebravissen een ideale kandidaat voor het multiplexen van ruimtelijke transcriptomische testen die beperkte ruimte hebben voor specimens8.
Het cryosectieren van zebravislarven is een uitdagende techniek. Veel ruimtelijke transcriptomische platforms zijn niet geoptimaliseerd voor paraffinesecties van zebravissen en vereisen cryosecties bij het werken met zebravissen als modelorganisme om de weefselstructuur te behouden en RNA-transcripten te behouden. Bovendien maakt het kleine formaat van zebravissen het moeilijk om cryosecties van hoge kwaliteit te verkrijgen en meerdere monsters effectief te analyseren. Deze taak wordt moeilijker bij het werken met zebravislarven die kleiner en kwetsbaarder zijn dan hun volwassen tegenhangers. Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, beschrijven we een methode die op betrouwbare wijze meerdere monsters uitlijnt en het beeldvormingsgebied van ruimtelijke beeldvormingsplatforms efficiënt gebruikt om veel hoogwaardige secties op een enkele dia te verkrijgen die vervolgens kunnen worden afgebeeld en geanalyseerd door ruimtelijke beeldvormingsplatforms (Figuur 1). In dit geval wordt deze methode toegepast op een ruimtelijk transcriptomisch beeldvormingsplatform.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit protocol volgt de richtlijnen van de institutionele commissie voor dierenverzorging en -gebruik van Dartmouth College.
1. Cryostaat voorbereiden
2. Voorbereiding van de wegwerpbasisvorm
3. Droogijs voorbereiden: 100% ethanolbad
4. Euthanasie van monsters
5. Inbedding en uitlijning
6. Cryosectie
7. Fixeren van het monster
8. HE kleuring van de secties
9. Ruimtelijke transcriptomische beeldvorming en analyse van de secties
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
In deze methode (Figuur 1) wordt zebravis gebruikt als diermodel om te onderzoeken of er ruimtelijk opgeloste genexpressiepatronen zijn. Het efficiënt cryosectieren van larvale zebravissen voor ruimtelijke beeldvorming is een uitdaging. Secties moeten van hoge kwaliteit zijn om de weefselstructuur en detecteerbare genen te behouden (Figuur 4). Secties die meerdere monsters bevatten voor ruimtelijk efficiënte beeldvorming moeten ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit rapport biedt gedetailleerde oplossingen voor veel van de technische uitdagingen die gepaard gaan met zebravissen als modelorganisme in ruimtelijke transcriptomische analyse tijdens de ontwikkeling. Bij het aanpakken van deze uitdagingen optimaliseert onze compacte monsteropstelling de kosten op de opkomende ruimtelijke transcriptomische platforms1. Het cryosectieren van larvale zebravissen voor ruimtelijke beeldvorming is een uitdaging. Secties moeten voldoen...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen onthullingen of belangenconflicten met betrekking tot dit rapport.
Secties en beeldvorming werden uitgevoerd met instrumenten die werden geleverd door gedeelde bronnen in het Dartmouth Cancer Center, gefinancierd door NCI Cancer Center Support Grant 5P30CA023108, en het Center for Quantitative Biology aan het Dartmouth College (NIGMS COBRE).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
```html
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 1 L Beaker | Pyrex | 1003 | |
| 200 proof pure ethanol | Koptec | V1001 | |
| Acetic acid, glacial | VWR | 0714 | verzuurde alcohol |
| Aluminum foil | |||
| Cover slips | Epredia | 24X50-1.5-001G | |
| Disposable base mold | Fisher HealthCare | 22-363-556 | |
| Distilled water | |||
| DPX mountant | Sigma-Aldrich | 06522 | mountant voor histologie |
| Dry ice pellets | |||
| Dumont #5SF Forceps | Fine Science Tools | 11252-00 | |
| Eosin-Y Alcoholic | Epredia | 71204 | Eosin Y 1% |
| Gill 1 Hematoxylin | Epredia | 72411 | Hematoxyline |
| Kimwipe | Kimberly-Clark Professional | 34120 | absorberend, pluisvrij doekje |
| Lab labelling tape | VWR | 89097-934 | |
| Microtome blade MX35 Ultra | Epredia | 3053835 | |
| Microtome Cryostat | Thermo Scientific | Microme HM 525 | |
| O.C.T. Compound | Fisher HealthCare | 23-730-571 | bevriezingsmiddel |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 158127 | PFA |
| Permanent Marker | VWR | 52877-886 | |
| Protractor | |||
| SafeClear Xylene Substitute | Fisherbrand | 68551-16-6 | Xyleen vervanger |
| Single Edge Blades | American Line | 66-0407 | |
| Steriomicroscope | Zeiss | 4350639000 | Stemi 305 w/ dubbele spot LED (4355259020) en Stand K lab (4354259010) |
| Superfrost Plus Micro Slides | VWR | 48311-703 | |
| Transfer pipet | |||
| Xenium V1 slide | 10X/Xenium | 3000941 | ruimtelijke transcriptomische beeldvormingsslide |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen