Ten artykuł przedstawia przewodnik do pobierania próbek z sześciu ważnych i różnorodnych narządów u dorosłego Xenopus, do których można szybko i łatwo dotrzeć: komora serca, płat wątroby, trzustka, ciała tłuszczowe, sparowane nerki i skóra.
Artykuł metodologiczny
Ten artykuł przedstawia przewodnik do pobierania próbek z sześciu ważnych i różnorodnych narządów u dorosłego Xenopus, do których można szybko i łatwo dotrzeć: komora serca, płat wątroby, trzustka, ciała tłuszczowe, sparowane nerki i skóra.
Xenopus od ponad stu lat jest potężnym organizmem modelowym do zrozumienia rozwoju i chorób kręgowców. Podczas gdy techniki analizy eksperymentalnej i sekcji zarodka zostały dobrze udokumentowane, opisy dorosłych struktur i narządów Xenopus, wraz z technikami pracy z dorosłymi, nie zostały zaktualizowane w celu uwzględnienia wymagań takich nowoczesnych podejść, jak proteomika ilościowa i transkryptomika pojedynczych komórek. Perspektywa skoncentrowana na typie komórki i genach wymaga kontrastujących obserwacji w stadiach embrionalnych z tymi w tkankach dorosłych. Narządy larwy przechodzą znaczące zmiany w ich ogólnej strukturze, morfologii i lokalizacji anatomicznej na całej długości przejścia od larwy do dorosłego osobnika, w szczególności podczas masywnej przebudowy metamorfozy. Ustanowienie solidnych standardów identyfikacji i sekcji narządów ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia spójności zbiorów danych pochodzących z badań przeprowadzonych w różnych laboratoriach. Niniejszy protokół identyfikuje sześć narządów u dorosłego Xenopusa, demonstrując metody preparowania i pobierania próbek z komory serca, wątroby, ciała tłuszczowego, trzustki, sparowanej nerki i skóry dorosłego Xenopusa. W zależności od metod konserwacji, wypreparowane narządy mogą być wykorzystane do proteomiki ilościowej, transkryptomiki pojedynczej komórki/jąder, hybrydyzacji in situ, immunohistochemii, histologii itp. Protokół ten ma na celu standaryzację pobierania próbek tkanek i ułatwienie badań wielolaboratoryjnych układów narządów dorosłych.
Chociaż dostępna jest "cyfrowa sekcja" dorosłego Xenopusa<sup class="xref">1, powtarzalne pobieranie próbek narządów i tkanek dorosłego Xenopus pozostaje wyzwaniem bez szczegółowej instrukcji dostępnej dla innych dorosłych modeli (np. myszy2,3,4). Ten artykuł ma na celu dostarczenie jasnych wskazówek dotyczących dokładnego i powtarzalnego pobierania próbek narządów od dorosłych Xenopus, podobnych do tego, co jest obecnie dostępne dla ich larw5. Nacisk położono na łatwość ukończenia, aby zachować maksymalną świeżość i uczynić protokół dostępnym dla wszystkich użytkowników.
Chociaż istnieje dokładny przewodnik po sekcjach dla Rana sp.6, a także liczne przewodniki po sekcjach dla innych anuranów7, obecnie nie jest dostępny żaden przewodnik po sekcji i próbkowaniu Xenopus. Dla tych, którzy nie są zaznajomieni z praktykami pobierania próbek lub anatomią, niewielkie różnice między Xenopus a innymi anuranami sprawiają, że zasoby te nie są optymalne do powtarzalnego pobierania próbek tkanek.
Wiele cennych tkanek nie jest uwzględnionych i nawet jest odrzucanych w niniejszym przewodniku; ma to na celu zapewnienie świeżości tkanek. Sześć próbek jest na tyle ograniczonych, że tkanki te można pobrać w czasie krótszym niż godzina po rozpoczęciu bicia serca, niezależnie od doświadczenia i poziomu umiejętności użytkownika. Bardziej zaawansowane i szczegółowe przewodniki dotyczące pobierania wielu innych tkanek są w trakcie opracowywania jako osobne dokumenty towarzyszące.
Dla mniej doświadczonych użytkowników, zawsze zaleca się, aby ten protokół został najpierw wypróbowany na zwierzętach poddanych eutanazji z powodów innych niż eksperymenty, zanim pobierze się próbki od zwierząt, które są trudne do zastąpienia (np. transgenicznych, zwierząt w zaawansowanym wieku, itp.). Idealnie byłoby, gdyby wszystkie zwierzęta, od których pobrano próbki, były zdrowe, a jeśli są samicami, nie miały owulacji w ciągu ostatnich dwóch tygodni.
Wszystkie eksperymenty zostały przeprowadzone zgodnie z zasadami i przepisami Harvard Medical School IACUC (Institutional Animal Care and Use Committee) (IS 00001365_3). Reprezentatywne wyniki przedstawiono zarówno dla perfuzyjnego, jak i nieperfundowanego dojrzałego samca albinosa Xenopus laevis.
1. Przygotowanie eksperymentalne
UWAGA: Jeśli protokół perfuzji8 jest przestrzegany przed próbkowaniem, przejdź do kroku 2.2.
2. Pobieranie próbek
UWAGA: Jeśli zwierzę zostało poddane perfuzji, przejdź do kroku 2.2.
Wykorzystując Rysunek 1 do Rysunku 20 i postępując zgodnie ze wszystkimi krokami niniejszego protokołu, komora serca, lewy płat wątroby, trzustka, lewe ciała tłuszczowe, sparowane nerki oraz płat skóry zostały precyzyjnie wycięte w ciągu godziny od eutanazji. W tym czasie próbki są płukane i przycinane tak, aby wyglądały jak pokazano na Rysunku 21.
Rysunek 1: Przypięty Xenopus. Dorosła samica X. tropicalis przypięta za pomocą szpilek w każdej kończynie. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Ściana brzuszna. Brzuszna skóra samicy X. tropicalis została nacięta i rozchylona, odsłaniając linię białą oraz kości krucze. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
Rysunek 3: Serce otoczone osierdziem. Wierzchołek komory serca jest chwycony przez osierdzie. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.
Rycina 4: Komora serca i pień tętniczy. Komora serca przepłukanego osobnika X laevis podczas chwytania, ukazująca jej połączenie z pniem tętniczym. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
Rysunek 5: Schemat serca. Schemat istotnych struktur serca z linią przerywaną wskazującą miejsce pobrania próbki z komory. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.
Rysunek 6: Schemat hepatopankretyczny. Schemat trzech płatów wątroby, trzustki i narządów towarzyszących. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
Rysunek 7: Narządy hepatopankreatyczne. Przeperfundowany, albinotyczny samiec X. laevis z opisanymi trzema płatami wątroby, trzustką i powiązanymi narządami. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
Rysunek 8: Przewody pęcherzykowe i wątrobowe. Lewy płat wątroby jest odchylony, aby ukazać przewody pęcherzykowe i wątrobowe u perfundowanej X. laevis. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
Rycina 9: Pobieranie próbek wątroby. Lewy płat wątroby nieperfundowanego X. tropicalis zostaje odcięty poniżej przyczepów przewodów wątrobowych. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
Rycina 10: Przyczepy jajnika. Po odsunięciu płatów jajnika na odpowiednie strony widoczna jest ciągłość nabłonka rozrodczego z ścianą otrzewnej (nad nerkami). Dwie białe przerywane linie wskazują miejsca, w których należy przeciąć te przyczepy. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
Rysunek 11: Usuwanie jajnika. Jajnik nieprzepłukanego X. laevis jest odsuwany od sparowanych nerek. Aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku, kliknij tutaj.
Rycina 12: Nacięcia krezki. Jama ciała nieperfundowanego X. laevis po pobraniu próbek z komory serca i lewego płata wątroby oraz po usunięciu jajnika. Biała przerywana linia wskazuje miejsce przecięcia więzadła i przewodu wątrobowo-trzustkowego, natomiast zielona przerywana linia wskazuje miejsce oddzielenia trzustki od przyśrodkowego płata wątroby. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 13: Pobieranie próbek trzustki. Trzustka nieprzepłukanej X. laevis jest oddzielana od żołądka. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
Rysunek 14: Usunięcie organów. (A) pęcherz moczowy nieprzepłukanego *X. laevis* jest oddzielone od kloaki linią przerywaną wskazującą miejsce cięcia. (B) Jelito grube niepoddanego perfuzji X. laevis, jest odciągana od kloaki, a przerywana linia wskazuje miejsce, w którym należy ją odciąć. Prosimy o kliknięcie tutaj w celu wyświetlenia powiększonej wersji tej ryciny.
Rycina 15: Pobieranie próbek ciała tłuszczowego. Ciała tłuszczowe, przytwierdzone do otrzewnej w górnej części sparowanych nerek, są wyciągane z jamy coelomicznej; przerywana linia wskazuje miejsce ich odcięcia. Należy zauważyć, że obok tego przyczepu u tego samca X. tropicalis znajduje się jedno jądro oraz para wyraźnych, szczątkowych jajowodów. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.
Rysunek 16: Usunięcie jajowodu. Jajowód perfundowanego X. laevis jest odciągnięty od sparowanej nerki, co czyni widoczną przezroczystą otrzewną. Linia przerywana wskazuje miejsce nacięcia otrzewnej. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
Rycina 17: Pobieranie próbek nerek. Sparowane nerki nieprzepłukanej X. laevis są wyjmowane z jamy ciała. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 18: Przycinanie nerek. (A) Widok brzuszny nieprzepłukanych parzystych nerek samicy X. laevis’ z przyłączonymi narządami otrzewnymi. (B) Ta sama nerka po usunięciu powiązanych narządów, z pozostałymi fragmentami tkanki otrzewnej. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.
Rycina 19: Usunięcie jądra. Sparowane nerki nieperfundowanego X. tropicalis po usunięciu jednego jądra. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 20: Pobieranie próbek skóry. (A) Prawa noga X. tropicalis z linią przerywaną wskazującą obszar skóry do pobrania. (B) Prawa noga X. tropicalis z usuniętą próbką skóry nad kością piszczelowo-strzałkową. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 21: Reprezentatywne wyniki pobierania organów. Próbki komory serca, wątroby, trzustki, ciała tłuszczowego, parzystej nerki oraz skóry pobrane z perfundowanego i nieperfundowanego osobnika albino X. laevis. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny.
Ponieważ protokół ten ma na celu maksymalizację świeżości, niektóre próbki mogą zawierać niepożądane tkanki. Na przykład przewód wątrobowo-trzustkowy i niektóre krezki są pobierane za pomocą trzustki, a niektóre tkanki otrzewnej, nadnercza i moczowody zawsze będą pobierane za pomocą sparowanych nerek. Jeśli świeżość nie jest problemem, można uzyskać bardziej precyzyjne pobieranie próbek przy użyciu zmodyfikowanych technik.
Wygląd i lokalizacja narządów są porównywalne między płciami i gatunkami Xenopus. Jednak kolor tkanek różni się znacznie w zależności od tego, czy zwierzęta zostały poddane perfuzji, czy nie. Z tego powodu dołączane są obrazy zarówno zwierząt perfuzowanych, jak i nieperfuzyjnych.
Ograniczeniem tego protokołu jest to, że szybkość i odtwarzalność są ważniejsze niż pobieranie próbek, które najlepiej reprezentują całość pożądanej tkanki. Na przykład wycinek lewego płata wątroby, z którego pobrano próbki, nie może odpowiednio reprezentować wszystkich trzech płatów tkanki wątrobowej. Jeśli występują błędy w pobieraniu próbek, na możliwości rozwiązywania problemów ma wpływ możliwość wystąpienia różnic między różnymi sekcjami tkanki. Na przykład nie wiadomo, czy prawy płat wątroby, prawy tłuszcz lub inna część skóry byłyby funkcjonalną alternatywą dla pożądanych tkanek. W takich przypadkach należy zachować ostrożność, w oparciu o potrzeby badania, przed zastąpieniem odcinków tkanki.
Innym ograniczeniem tego protokołu jest to, że jeśli zwierzęta, od których pobiera się próbki, mają drastyczne wady anatomiczne lub klinicznie istotne problemy zdrowotne, narządy w jamie celomicznej mogą nie wyglądać tak, jak opisano tutaj. Ziarniniaki znaleziono w tkankach żab zakażonych Mycobacterium spp.11,12, a wcześniejsze przypadki zespołu hiperstymulacji jajników wydają się prowadzić do nieprawidłowej prezentacji narządów13.
Chociaż metoda ta została opracowana dla laboratoryjnych Xenopusa, istnieją znaczące podobieństwa w wyglądzie tych narządów u wielu i kończynowych niebędących beznogimi14. Część tego protokołu dotycząca pobierania próbek może być łatwo zmodyfikowana dla innych modeli, takich jak aksolotle lub zielony anol.
Autorzy deklarują brak sprzecznych interesów.
Ta praca była wspierana przez R24OD031956 grantowe NIH. Dziękujemy Samancie Jalbert, Jill Ralston i Corze Anderson za ich pomoc i wsparcie, a także naszej redaktorce i anonimowym recenzentom za ich pomocne opinie
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 5x Szkło powiększające ze światłem LED i podstawką | amazon.com B08QJ6J8P1 | światło nie może wytwarzać ciepła | |
| Jednorazowe pipety transferowe | VWR | 414004-036 | |
| Kleszcze preparacyjne drobno zakończone | Fisher Scinetific | 08-875 | |
| Nożyczki preparacyjne ostre pionowe, proste 6,5" | VWR | 76457-374 | |
| Taca preparcyjna | Arkusze styropianu | Fisher Scinetific | 14-370-284 |
| Pojemnik do eutanazji | US Plastic | Pozycja 2860 | alternatywnych nieprzezroczystych pojemników dopuszczalne |
| pokrywy pojemnika do eutanazji | US Plastic | Pozycja 3047 | |
| Nożyczki do irydektomii 6 " | vwr | 470018-938 | Nożyczki do tęczówki są akceptowalną alternatywą |
| MS-222: Syncaina (dawniej trykaina) | Pentair AES | TRS1 | |
| PBS 1x | Corning | 21-040-CV | |
| Wodorowęglan sodu, proszek, USP | Fisher Scientific | 18-606-333 | |
| Kleszczyki do próbek, ząbkowane | VWR | 82027-442 | |
| Kołki teowe do preparowania | Fisher Scinetific | S99385 |