Artykuł metodologiczny

Obrazowanie subkomórkowej dynamiki wapnia w neuronach Caenorhabditis elegans

801 wyświetleń

17 czerwca 2025

W tym artykule

Streszczenie

Źródło: Doser, R., et al. Subkomórkowe obrazowanie neuronalnej obsługi wapnia in vivo. J. Vis. Exp. (2023)

Ten film pokazuje obrazowanie in vivo subkomórkowego strumienia wapnia w neuronach brzusznego rdzenia nerwowego transgenicznych szczepów Caenorhabditis elegans. Stosowane są dwa różne wskaźniki wapnia: wskaźnik cytoplazmatyczny w jednym szczepie i wskaźnik mitochondrialny w innym. Neurony obserwuje się pod mikroskopem fluorescencyjnym w celu monitorowania zmian intensywności fluorescencji w czasie rzeczywistym w cytoplazmie neuronów i mitochondriach, odzwierciedlając przepływ wapnia podczas spontanicznej aktywności neuronalnej

.

Protokół

1. Przygotowanie robaków do obrazowania

  1. Przygotowanie wacików agarowych
    1. Przygotuj 3 ml 10% agaru, rozpuszczając agar klasy molekularnej w M9 w szklanej probówce hodowlanej o wymiarach 13 mm x 100 mm i mikrofaluj przez kilka sekund.
      UWAGA. Stopiony agar może być przechowywany w bloku grzewczym do 1 godziny lub może być świeży za każdym razem, gdy potrzebne są płatki agarowe.
    2. Umieść szkiełko mikroskopowe między dwoma dodatkowymi szkiełkami, z których każde ma dwie warstwy taśmy laboratoryjnej (patrz rysunek 1A-i).
    3. Odetnij końcówkę końcówki do pipety o pojemności 1 000 μl (bez filtra) i użyj jej do naniechania małej kropli agaru na środkowe szkiełko nakrywkowe (Rysunek 1A-i).
    4. Spłaszcz agar, naciskając kolejny szkiełko na wierzchu agaru (Rysunek 1A-ii).
    5. Po schłodzeniu pokrój agar na mały krążek, korzystając z otworu szklanej probówki hodowlanej o wymiarach 13 mm x 100 mm (Rysunek 1A-iii), a następnie usuń otaczający agar.
  2. Przygotowanie roztworu do walcowania robaków
    1. Rozpuść proszek muscymolu w M9, aby uzyskać zapas o pojemności 30 mM. Rozdzielić na 50 μl porcji i przechowywać w temperaturze 4 °C.
    2. Rozmrażać nową porcję 30 mM muscymolu co 3-5 dni (i przechowywać w temperaturze 20 °C podczas użytkowania).
    3. Rozcieńczyć 30 mM bulion muscymolowy w stosunku 1:1 kulkami polistyrenu, aby uzyskać roztwór do walcowania.
  3. Pozycjonowanie robaka do obrazowania
    1. Umieść 1,6 μl roztworu do walcowania na środku podkładki agarowej.
      UWAGA: Ilość płynu powinna być dostosowana do obrazowania młodszych (mniej) lub starszych zwierząt (więcej).
    2. Używając preferowanego kilofa do robaków (tj. szpikulca lub platynowego drutu), przenieś robaka w pożądanym wieku bez fenotypu wielosromu do roztworu do walcowania na podkładce agarowej (Figura 1A-iv). nuta. Reprezentatywne dane pochodzą od 1-dniowych hermafrodytów (szczep GCaMP6f = FJH185; szczep mitoGCaMP; FJH597), który można zidentyfikować po obecności tylko jednego rzędu jaj.
    3. Poczekaj ~ 5 minut, aż muscimol zmniejszy ruch robaka, a następnie upuść szkiełko nakrywkowe o wymiarach 22 mm x 22 mm na podkładkę agarową, fizycznie ograniczając ruch robaka.
    4. W celu zobrazowania neurytów w brzusznym rdzeniu nerwowym, zwiń robaka do orientacji pokazanej na rysunkach 1B i 1C, lekko przesuwając szkiełko nakrywkowe.
      UWAGA. Aby uwidocznić brzuszny rdzeń nerwowy, ustaw robaka z głową do góry i przetaczaj robaka, aż jelito znajdzie się po prawej stronie bliższej części, a po lewej stronie dystalnej części robaka (z perspektywy widza). Odwróć tę orientację (ryc. 1C) do obrazowania neurytów w rdzeniu nerwowym grzbietowym.
  4. Montaż robaka na mikroskopie
    1. Umieść kroplę olejku immersyjnego na szkiełku nakrywkowym przed zamontowaniem go na stoliku mikroskopu.
    2. Znajdź robaka za pomocą obiektywu o małym powiększeniu (10x) w jasnym polu.
    3. Przełącz się na obiektyw 100x i wyreguluj ostrość.
    4. Zlokalizuj neuryt AVA za pomocą oświetlenia GCaMP lub mitoGCaMP za pomocą lasera obrazującego 488 nm.
      UWAGA: Użyj niewielkich regulacji, aby zapobiec zgnieceniu robaka lub ściągnięciu szkiełka nakrywkowego.

2. Akwizycja strumieni obrazu o wysokiej rozdzielczości

  1. Obrazowanie in vivo GCaMP
    1. Ustaw czas naświetlania na 20 ms.
    2. Dostosuj ustawienia lasera obrazowania i akwizycji, aż podstawowa fluorescencja GCaMP znajdzie się w środkowym zakresie zakresu dynamicznego aparatu. Zapoznaj się z dyskusją, aby uzyskać sugestie dotyczące optymalizacji parametrów obrazowania przy użyciu innych ustawień mikroskopowych.
      UWAGA: W przypadku konfiguracji optycznej użytej w tym badaniu ustaw laser obrazujący 488 nm na następujące ustawienia wyjściowe: moc lasera = 50% i tłumienie = 1. Zmodyfikuj dodatkowe ustawienia akwizycji w następujący sposób: wzmocnienie zwielokrotnienia elektronów EM = 200 i wzmocnienie przedwzmacniacza = 1.
    3. Po zlokalizowaniu neurytu AVA za pomocą fluorescencji GCaMP przy 100-krotnym powiększeniu, ustaw korektor dryfu Z (ZDC, patrz tabela materiałów) na zakres ±30 μm i rozpocznij ciągły autofokus. W razie potrzeby należy ręcznie skorygować płaszczyznę ogniskowej przed obrazowaniem.
    4. Uchwyć strumień obrazów w 100-krotnym powiększeniu. Czas trwania wynoszący nawet 10 minut można osiągnąć przy użyciu konfiguracji zastosowanej w tym badaniu.
  2. Obrazowanie in vivo mitoGCaMP
    1. Wykonaj kroki 2.1.1- 2.1.2, aby uzyskać podstawową fluorescencję mitoGCaMP w średnim zakresie dla zakresu dynamicznego kamery.
      UWAGA. W przypadku konfiguracji optycznej zastosowanej w tym badaniu należy ustawić laser obrazujący 488 nm na następujące ustawienia wyjściowe: moc lasera = 20% i tłumienie = 10. Zmodyfikuj ustawienia akwizycji na następujące: wzmocnienie EM = 100 i wzmocnienie wzmacniacza przedwzmacniacza = 2.
    2. Po zlokalizowaniu mitochondriów w neurycie AVA za pomocą fluorescencji mitoGCaMP, ustaw ZDC zgodnie z opisem powyżej w kroku 2.3.
    3. Uchwyć strumień obrazów w 100-krotnym powiększeniu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

figure-results-1

Rysunek 1: Montaż i zwijanie C. elegans do obrazowania brzusznego rdzenia nerwowego. (A) Ilustracja etapów przygotowania płatków agarowych i zbierania pojedynczego robaka do roztworu ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
100x/1.40 Obiektyw olejowyOlympus UPlanSApo
10x/0.40 ObiektywOlympus UPlanSApo
22 mm x 22 mm Szkło osłonoweVWR48366-227
Agaroza SFRVWRJ234-100G
CleanBenchTMC Z kontrolą drgań
Koło filtra lub suwakASI Do filtrów o średnicy 25 mm
FJH 185Centrum Genetyki CaenorhabditisFJH 185Szczep robaka
FJH 597Centrum Genetyki CaenorhabditisFJH 597Szczep robaka
GFP filtr emisyjny pasmowo-przepustowyChroma 525 ± 50 nm (średnica 25 mm)
Sumator laserowy ILEAndor Technologies 4 linie laserowe
Laser półprzewodnikowy ILE 488 nmAndor Technologies 50 mW
IX83 Mikroskop konfokalny z wirującym dyskiemOlympus Z obracającą się tarczą Yokogawa CSU-X1
KameraiXon Ultra EMCCDAndor Technologies
Olejek immersyjny o niskiej autofluorescencjiOlympusZ-81226
MetaMorphMolecular Devices Wersja 7.10.1
Skrzynka kontrolna mikroskopuOlympus IX3-CBH
MuscimolMP Biomedical / Sigma02195336-CF
Mikrosfery polikulkowePolinauki Inc.00876-150,094 μm
Komora stabilnościNorlake ScientificNSRI241WSW/8HUstawiony na 15 °C
Stage regulatorASI Ze sterowaniem pokrętłem filtra
Standardowy szkiełko mikroskopowePremiere9108W-E75 mm x 25 mm x 1 mm
Kontroler panelu dotykowegoOlympus I3-TPC
Korektor dryftu ZOlympus IX3-ZDC2
Stół laboratoryjny

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

obrazowanie wapniawap neuronalnybrzuszny sznur nerwowywska niki cytoplazmatycznewska niki mitochondrialnemikroskopia fluorescencyjnaprzygotowanie podk adki agarowejroztw r tocz cy z muscimolemwska niki GCaMP

Powiązane artykuły