$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Obrazowanie poklatkowe na żywo to potężna metoda badania dynamicznych procesów komórkowych. Informacje przestrzenne i czasowe dostarczane przez filmy poklatkowe mogą ujawnić ważne szczegóły, które pomogą odpowiedzieć na pytania dotyczące biologii komórki. Larwa Drosophila jest popularnym modelem in vivo do badań z wykorzystaniem obrazowania na żywo, ponieważ jej przezroczysta ściana ciała pozwala na nieinwazyjne obrazowanie struktur wewnętrznych1,2. Ponadto u Drosophila dostępne są liczne narzędzia genetyczne do fluorescencyjnego znakowania struktur anatomicznych i makrocząsteczek3. Jednak długoterminowe obrazowanie poklatkowe larw Drosophila jest trudne. W przeciwieństwie do nieruchomych wczesnych zarodków lub poczwarek, larwy Drosophila poruszają się nieustannie, co wymaga unieruchomienia w celu obrazowania na żywo. Skuteczne sposoby unieruchamiania żywych larw Drosophila obejmują montaż w oleju halowęglowym z chloroformem4, znieczulenie za pomocą roztworu izofluranu lub dichlorfosu5 i ściskanie między szkiełkiem nakrywkowym a szkiełkiem mikroskopowym6. Chociaż niektóre z tych metod były używane w mikroskopii, żadna z nich nie jest skuteczna w długoterminowym obrazowaniu na żywo. Opracowano inne metody obrazowania neuronów ściany ciała u pełzających larw przy użyciu konwencjonalnej mikroskopii konfokalnej lub mikroskopii świetlnej7,8,9. Jednak metody te nie są idealne do monitorowania dynamiki komórkowej ze względu na ruch larw.
Opracowano nowe metody, aby uzyskać długoterminowe obrazowanie poklatkowe larw Drosophila. Za pomocą "chipa larwowego" z polidimetylosiloksanu (PDMS), larwy Drosophila mogą być skutecznie unieruchomione poprzez odsysanie wytwarzane przez podciśnienie w specjalistycznej mikrokomorze bez znieczulenia. Jednak ta metoda nie oferuje wysokiej rozdzielczości czasowej dla badań biologii komórki i ma ścisłe ograniczenia dotyczące wielkości zwierząt10. Inna metoda wykorzystująca urządzenie anestezjologiczne pozwoliła na obrazowanie na żywo larw Drosophila w wielu punktach czasowych i została zastosowana do badania połączeń nerwowo-mięśniowych11,12,13,14,15,16. Jednak ta metoda również nie pozwala na ciągłe obrazowanie przez okres dłuższy niż 30 minut i wymaga wielokrotnego stosowania desfluranu, który może hamować aktywność neuronalną i wpływać na badany proces biologiczny17,18. Ostatnio nowa metoda, która łączy urządzenie mikroprzepływowe i krioanestezję, została wykorzystana do unieruchamiania larw o różnych rozmiarach na krótkie okresy czasu (minuty)19. Jednak metoda ta wymaga specjalistycznych urządzeń, takich jak system chłodzenia, a dłuższe okresy unieruchomienia wymagają wielokrotnego chłodzenia larw.
Tutaj prezentujemy uniwersalną metodę unieruchamiania larw Drosophila, która jest kompatybilna z nieprzerwanym obrazowaniem poklatkowym przez ponad 10 godzin. Ta metoda, którą nazywamy "stabilizacją larw przez częściowe przyczepienie" (LarvaSPA), polega na przyklejeniu naskórka larwy do szkiełka nakrywkowego w celu obrazowania w specjalnie zbudowanej komorze obrazowania. Protokół ten opisuje, jak wykonać komorę obrazowania i jak montować larwy na różnych etapach rozwoju. W metodzie LarvaSPA pożądane segmenty ciała są przyklejane do szkiełka nakrywkowego za pomocą kleju reagującego na promieniowanie UV. Prostopadłościan PDMS dodatkowo wywiera nacisk na larwy, uniemożliwiając ucieczkę. Powietrze i wilgoć w komorze obrazowania zapewniają przeżycie częściowo unieruchomionych larw podczas obrazowania. Zalety LarvaSPA w porównaniu z innymi technikami obejmują: (1) Jest to pierwsza metoda, która pozwala na ciągłe obrazowanie na żywo nienaruszonych larw Drosophila przez wiele godzin z wysoką rozdzielczością czasową i przestrzenną; (2) Metoda ma mniej ograniczeń co do wielkości larw; (3) Komora obrazowania i prostopadłościany PDMS mogą być produkowane przy minimalnych kosztach i nadają się do wielokrotnego użytku.
Oprócz opisania metody montowania larw, podajemy kilka przykładów jej zastosowania do badania rozwoju dendrytów i degeneracji dendrytów neuronów arboryzacji dendrytycznej (da) Drosophila.