Opisujemy metodę wstecznego śledzenia embrionalnych neuronów ruchowych Drosophila za pomocą lipofilowych barwników fluorescencyjnych.
Artykuł metodologiczny
Opisujemy metodę wstecznego śledzenia embrionalnych neuronów ruchowych Drosophila za pomocą lipofilowych barwników fluorescencyjnych.
Opisujemy technikę wstecznego znakowania neuronów ruchowych u Drosophila. Używamy rozpuszczonego w oleju barwnika lipofilowego i dostarczamy małą kropelkę do embrionalnego preparatu filetowego za pomocą mikroiniektora. Każdy neuron ruchowy, którego błona styka się z kropelką, może być następnie szybko oznakowany. Poszczególne neurony ruchowe są w sposób ciągły znakowane, co umożliwia wyraźną wizualizację drobnych szczegółów strukturalnych. Biorąc pod uwagę, że barwniki lipofilowe występują w różnych kolorach, technika ta zapewnia również sposób na oznaczenie sąsiednich neuronów w wielu kolorach. Ta technika śledzenia jest zatem przydatna do badania morfogenezy neuronów i połączeń synaptycznych w systemie neuronów ruchowych Drosophila.
embrionalny system neuronów ruchowych Drosophila oferuje potężny model eksperymentalny do analizy mechanizmów leżących u podstaw rozwoju ośrodkowego układu nerwowego (CNS)1,2,3. System neuronów ruchowych jest podatny na techniki biochemiczne, genetyczne, obrazowe i elektrofizjologiczne. Korzystając z tych technik, manipulacje genetyczne i analizy funkcjonalne mogą być przeprowadzane na poziomie pojedynczych neuronów ruchowych2,4,5,6.
Podczas wczesnego rozwoju układu nerwowego, neuroblasty dzielą się i generują dużą liczbę gleju i neuronów. Czasoprzestrzenny związek między delaminacją a profilem ekspresji genów neuroblastów został wcześniej szczegółowo zbadany7,8,9. W przypadku układu neuronów ruchowych tworzenie embrionalnego połączenia nerwowo-mięśniowego (NMJ) zostało szeroko zbadane przy użyciu neuronów ruchowych aCC (przednia komórka narożna), RP2 (surowa krewetka 2) i RP52,10. Na przykład, gdy neuron ruchowy RP5 tworzy powstające połączenie synaptyczne, filopodia presynaptyczne i postsynaptyczne są wymieszane11,12,13. Taka bezpośrednia komunikacja komórkowa jest niezbędna do zainicjowania tworzenia się NMJ. W przeciwieństwie do tego, co wiemy o gałęziach nerwów obwodowych, nasza wiedza o tym, jak dendryty motoryczne inicjują połączenia synaptyczne w OUN, jest nadal prymitywna.
W tym raporcie prezentujemy technikę, która pozwala na wsteczne znakowanie neuronów ruchowych w zarodkach za pomocą dostarczania barwników lipofilowych za pośrednictwem mikropipet. Technika ta pozwala nam prześledzić 38 neuronów ruchowych unerwiających każdy z 30 mięśni ściany ciała w segmencie półkulowym po 15 godzinach od złożenia jaj (AEL)14. Korzystając z tej techniki, nasza grupa dokładnie zbadała liczne allele zysku/utraty funkcji15,16,17. Niedawno odkryliśmy mechanizmy molekularne, które napędzają inicjację połączenia dendrytów motorycznych i wykazaliśmy, że interakcja Dscam1-Dock-Pak definiuje miejsce wyrostu dendrytów w neuronach ruchowych aCC 17. Ogólnie rzecz biorąc, technika ta można dostosować do analizy fenotypowej dowolnych embrionalnych neuronów ruchowych w szczepach dzikich lub zmutowanych, zwiększając naszą zdolność do dostarczania nowych informacji na temat funkcjonalnego projektu układu nerwowego Drosophila.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Sprzęt i zaopatrzenie
2. Przygotowanie do pobrania zarodków
3. Stopień zarodka
4. Rozwarstwienie i barwienie
5. Napełnianie mikropipety iniekcyjnej
6. Wstrzykiwanie barwnika do neuronów
7. Obrazowanie za pomocą mikroskopu konfokalnego
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Reprezentatywny obraz neuronów ruchowych aCC i RP3 przedstawiono na Rysunku 3C, aby zademonstrować wielokolorowe znakowanie neuronów ruchowych w 15 h AEL. Ich morfologia dendrytów jest w dużej mierze niezmienna pomiędzy zarodkami. Wzór barwienia uzyskany z przeciwciałem anty-HRP pokazano w kolorze szarym. Mała kropla DiO lub DiD została naniesiona odpowiednio na NMJ mięśnia 1 lub 6/7. Rysunek 4 demonstruje możliwość ilościowego pomiaru fenotypu ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Zastosowanie znakowania barwnikiem do badania morfologii neuronów ma kilka zalet w porównaniu z technikami genetycznego znakowania komórek. Technika znakowania barwnikiem może zminimalizować ilość czasu potrzebnego na znakowanie i obrazowanie morfologii neuronów ruchowych. Proces znakowania barwnikiem jest dość szybki, ponieważ trwa mniej niż 2 godziny i pozwala nam określić zarys projekcji neuronalnych. Alternatywnie można uwidocznić neuron ruchowy aCC, wybierając linię GAL4, która wyraża drożdżowy czynnik transkrypcyjn...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Dziękujemy członkom Laboratorium Kamiyama za komentarze do manuskryptu. Praca ta była wspierana przez NS107558 NIH R01 (do M.I., K.B. i D.K.).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Soczewka obiektywowa 10x | Nikon | Plan | |
| 40x Soczewka zanurzeniowa w wodzie | Nikon | NIR Apo | |
| Rurka kapilarna | Frederick Haer& Co | 27-31-1 | |
| Mikroskop konfokalny | Andor | N/A | Dragonfly Jednostka konfokalna z wirującym dyskiem |
| Szkło osłonowe | Corning | 22x22 mm Kwadrat #1 | |
| DiD | ThermoFisher | V22886 | |
| DiI | ThermoFisher | V22888 | |
| DiO | ThermoFisher | V22887 | |
| Mikroskop preparacyjny | Nikon | N/A | SMZ-U |
| Taśma dwustronna | Scotch | 665 | |
| Dow Corning Smar wysokopróżniowy | Fisher Sci. | 14-635-5D | |
| Dumont #5 Kleszcze | Fine Science Tools | 11252-20 | |
| Klatka do zbierania jaj | FlyStuff | 59-100 | |
| FemtoJet 5247 | Eppendorf | wycofany z produkcji | FemtoJet 4i (nr kat. 5252000021) |
| ImageJ | NIH | Oprogramowanie do przetwarzania obrazu | |
| Mikromanipulator | Sutter | MP-225 | |
| Ukosowarka do mikropipet | Sutter | BV-10-B | |
| Ściągacz igieł | Narishige | PC-100 | |
| Nutri-Fly Pakiety premiksów z agarem winogronowym w proszku | FlyStuff | 47-102 | |
| Filtr z siatki nylonowej | Milipore | ||
| Paraformaldehyd 16% roztwór, klasa EM | Mikroskopia elektronowa Nauki | 15710 | Dowolne gatunki EM |
| PBS | Roche | 11666789001 | Sprzedawane na sigmaaldrich, pudełko 10x roztwór |
| Photo-Flo 200 | Kodak | 146 4510 | Środek zwilżający |
| Pionowy mikroskop fluorescencyjny | Nikon | N/A | Eclipse Ci ze źródłem światła LED |
| Winylowa taśma izolacyjna | Scotch | 6143 | |
| VWR Sitka do komórek | VWR | 10199-659 | |
| Drożdże | FlyStuff | 62-103 | Aktywne suche drożdże (RED STAR) |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie