Complex gedrag, variërend van sociale interacties1, zintuiglijke waarneming en verwerking2, leren3 tot beweging4, worden aangestuurd door de hersenen. Neurologische aandoeningen komen ook steeds vaker voor en zullen naar verwachting met de tijd toenemen 5,6. Het is van cruciaal belang om te bestuderen hoe de hersenen werken bij zowel gezondheid als ziekte. Het centrale dogma van de moleculaire biologie suggereert dat een van de belangrijkste functies van biologischeeenheden eiwitten 7 zijn, en zowel hoeveel als waar ze tot expressie komen, zijn van cruciaal belang om te begrijpen hoe de hersenen werken.
Drosophila melanogaster, algemeen bekend als de fruitvlieg, is een zeer waardevol model voor het bestuderen van de hersenfunctie onder veroudering en pathofysiologische omstandigheden8. De beschikbaarheid van geavanceerde genetische hulpmiddelen in Drosophila stelt onderzoekers in staat om de functie van bijna elk eiwitte onderzoeken 9, met uitgebreide genetische bibliotheken voor bijna elk gen die gemakkelijk toegankelijk zijn10. In combinatie met zijn korte levensduur en hoge voortplantingssnelheid maken deze eigenschappen Drosophila tot een uitzonderlijk model voor hersenonderzoek11. Dit heeft geleid tot belangrijke prestaties, waaronder het ontwikkelen van een complete hersenkaart van de vlieg12, en heeft zelfs bijgedragen aan een Nobelprijs voor het ophelderen van de neuronale mechanismen van circadiane ritmes en moleculaire klokken 13,14,15. Als gevolg hiervan blijft Drosophila een krachtig en veelzijdig systeem, dat ons begrip van de hersenfunctie bevordert en ongekende inzichten biedt in neurologische processen.
Immunohistochemie en immunofluorescentie zijn fundamentele hulpmiddelen om eiwitexpressie in situ te bestuderen.In tegenstelling tot technieken zoals Western Blot, die alleen semikwantitatieve analyse mogelijk maakt en meestal wordt uitgevoerd in bulkweefsel16, of gecompliceerde en dure technieken zoals massaspectrometrie om eiwitniveau17 te meten, is immunohistochemie relatief eenvoudig en maakt het zowel de kwantificering van eiwitexpressie als het meten van de lokalisatie van een eiwit in een weefsel of cel mogelijk. Belangrijk is dat fluorescerende immunohistochemie ook kan worden gemultiplext om meerdere eiwitten te meten om specifieke celtypen en weefsels te identificeren of om meerdere vragen in hetzelfde weefsel te beantwoorden. Bovendien kan weefselfixatie vergelijkingen mogelijk maken tussen verschillende experimentele omstandigheden, genotypen, leeftijden en circadiane tijdstippen. Fluorescerende immunohistochemie kan echter een uitdaging zijn en veel factoren kunnen de beeldkwaliteit beïnvloeden. Dit geoptimaliseerde cryosectie- en immunokleuringsprotocol voor Drosophila-hersenen heeft tot doel de beeldvorming met hoge resolutie te verbeteren door weefselbehoud, antilichaampenetratie en visualisatie van neurale populaties en eiwitmarkers te verbeteren. Ontwikkeld om uitdagingen in traditionele methoden aan te pakken, zoals complexe dissectie, weefselbeschadiging en beperkte beeldvormingsresolutie in verband met reeksen van het hele brein18. Dit protocol combineert cryosectie met fluorescentiekleuring om structurele integriteit en scherpe beeldvorming over meerdere z-vlakken te garanderen. Vergeleken met preparaten op de hele stapel minimaliseert deze methode vervorming, vergemakkelijkt het een diepere diffusie van antilichamen en biedt het duidelijke neuroanatomische en eiwitlokalisatieanalyses18. Zijn veelzijdigheid maakt aanpassing aan andere weefsels en modelorganismen mogelijk en biedt een betrouwbaar en efficiënt hulpmiddel voor neurowetenschappelijk onderzoek19,20. Het kan worden aangepast om naar bijna elk eiwit te kijken en worden toegepast om elke aandoening, ziekte of model te bestuderen.