Tutaj prezentujemy metodę wyrównywania i kriosekcji wielu próbek larw danio pręgowanego (Danio rerio) i zbierania ich na jednym szkiełku do przestrzennej analizy transkryptomicznej.
Artykuł metodologiczny
Tutaj prezentujemy metodę wyrównywania i kriosekcji wielu próbek larw danio pręgowanego (Danio rerio) i zbierania ich na jednym szkiełku do przestrzennej analizy transkryptomicznej.
Techniki transkryptomicznej przestrzennej są zaawansowanym narzędziem w badaniach biomedycznych do wizualizacji przestrzennie zarejestrowanych wzorców ekspresji genów. Obrazowanie i analiza wielu próbek za pomocą platform obrazowania przestrzennego może być kosztowna. Przeprowadzanie tych testów w wielu warunkach eksperymentalnych, jak to widać w badaniach rozwojowych, dodatkowo zwiększa koszty. Aby obniżyć koszty, badanie to miało na celu optymalizację technik i strategii przestrzennego rozmieszczenia próbek transkryptomicznych do badań rozwojowych. W tym przypadku w badaniu wykorzystano danio pręgowanego, który jest dobrze ugruntowanym modelem kręgowców rozwojowych, który jest przezroczysty podczas rozwoju, ma ~70% genetycznej homologii do ludzi i wysoce opisany genom idealny do analizy transkryptomicznej. Ze względu na ich niewielkie rozmiary, rozwój danio pręgowanego pozwala również na kompaktowe umieszczanie odcinków szeregowych w kilku powtórzeniach biologicznych. W niniejszym dokumencie informujemy o zoptymalizowanym utrwalaniu, kriosekcji i niezawodnym wyrównaniu wielu próbek ryb w obszarze obrazowania platformy obrazowania przestrzennego do hybrydyzacji in situ. Dzięki tej metodzie danio pręgowany w wieku zaledwie 15 dni po zapłodnieniu (dpf) z co najmniej 4 różnych form i do 174 skrawków może być z powodzeniem kriosekcyjny, zbierany w obszarze obrazowania 22 mm 10,5 mm (dla przestrzennego szkiełka transkryptomicznego in situ) i przetwarzany jednocześnie. Opierając się na jakości przekroju, wyrównaniu próbki i wielkości próbki na szkiełku, metoda ta u danio pręgowanego optymalizuje wydajność i koszt na próbkę technik transkryptomicznych przestrzennych.
Ocena przestrzennie odrębnych wzorców ekspresji w tkance pozostaje kluczowa dla naszego zrozumienia wpływów genomowych na rozwój, raka i choroby1,2,3. Transkryptomika przestrzenna łączy techniki ekspresji multipleksowej z przestrzenną rejestracją ekspresji w tkankach. "Transkryptomika przestrzenna" została po raz pierwszy ukuta przez Ståhla i współpracowników4, w której zamontowane próbki raka były badane przy użyciu sekwencjonowania in situ nowej generacji. Od tego czasu "transkryptomika przestrzenna" jest stosowana jako uniwersalne rozwiązanie do wysokoprzepustowych badań ekspresji w połączeniu z rejestracją przestrzenną. Chociaż są to potężne narzędzia, są to również kosztowne przedsięwzięcia, które często wymagają dużych inwestycji instytucjonalnych i kosztów laboratoryjnych, zanim będzie można wygenerować dane5. Strategie mające na celu minimalizację kosztów przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości danych cieszą się dużym zainteresowaniem.
Danio rerio, Danio rerio, stały się ważnym systemem modelowym do badania biologii rozwojowej i oferują sposób na zwielokrotnienie analiz całych organów (i organizmów) kręgowców na ograniczonej przestrzeni. Danio pręgowany jest mały (4-6 mm jako larwy i 2-3 cm jako dorosłe) i może składać setki przezroczystych jaj na raz6. Zarodki danio pręgowanego są zapładniane zewnętrznie i szybko się rozwijają, co pozwala naukowcom na wprowadzenie transgenów we wczesnych stadiach rozwoju, aby łatwo generować allele przyrostu i utraty funkcji7. Dopasowanie wielu próbek do jednego szkiełka to atrakcyjna strategia obniżania kosztów. Ich wysoka płodność i niewielkie rozmiary sprawiają, że danio pręgowany jest idealnym kandydatem do multipleksowania przestrzennych testów transkryptomicznych, które mają ograniczoną przestrzeń dla okazów8.
Kriosekcja larw danio pręgowanego to wymagająca technika. Wiele przestrzennych platform transkryptomicznych nie zostało zoptymalizowanych pod kątem skrawków parafiny danio pręgowanego i wymaga kriosekcji podczas pracy z danio pręgowanym jako organizmem modelowym w celu zachowania struktury tkanki i zachowania transkryptów RNA. Ponadto niewielki rozmiar danio pręgowanego utrudnia uzyskanie wysokiej jakości kriosekcji i skuteczną analizę wielu próbek. Zadanie to staje się trudniejsze podczas pracy z larwami danio pręgowanego, które są mniejsze i bardziej kruche niż ich dorosłe odpowiedniki. Aby sprostać tym wyzwaniom, opisujemy metodę, która niezawodnie wyrównuje wiele próbek i efektywnie wykorzystuje obszar obrazowania platform obrazowania przestrzennego w celu uzyskania wielu wysokiej jakości sekcji na jednym slajdzie, które mogą być następnie obrazowane i analizowane przez platformy obrazowania przestrzennego (Rysunek 1). W tym przypadku metoda ta jest stosowana do platformy przestrzennego obrazowania transkryptomicznego.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten protokół jest zgodny z wytycznymi komitetu ds. opieki nad zwierzętami w Dartmouth College.
1. Przygotowanie kriostatu
2. Przygotowanie jednorazowej formy bazowej
3. Przygotowanie suchego lodu: kąpiel 100% etanolowa
4. Eutanazja próbek
5. Osadzanie i wyrównywanie
6. Kriosekcja
7. Naprawianie próbki
8. Barwienie sekcji HE
9. Przestrzenne obrazowanie transkryptomiczne i analiza przekrojów
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tej metodzie (Rysunek 1), danio pręgowany jest używany jako model zwierzęcy do badania przestrzennie rozdzielczych wzorców ekspresji genów. Skuteczna kriosekcja larw danio pręgowanego w celu obrazowania przestrzennego jest wyzwaniem. Skrawki muszą być wysokiej jakości, aby zachować strukturę tkanki i wykrywalne geny (Ryc. 4). Sekcje zawierające wiele próbek w celu uzyskania efektywnego obrazowania przestrzennego muszą być precyzyjnie wyrównane, aby przeanalizować obszary zaintere...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Niniejszy raport zawiera szczegółowe rozwiązania wielu wyzwań technicznych związanych z danio pręgowanym jako organizmem modelowym w przestrzennej analizie transkryptomicznej podczas opracowywania. Aby sprostać tym wyzwaniom, nasz kompaktowy układ próbek optymalizuje koszty na powstających przestrzennych platformach transkryptomicznych1. Kriosekcja larw danio pręgowanego w celu obrazowania przestrzennego jest wyzwaniem. Skrawki powinny zachowywać wystarczającą strukturę tkankową i jakość transkryp...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie ujawniają żadnych informacji ani nie występują w konflikcie interesów w związku z tym raportem.
Sekcja i obrazowanie zostały wykonane za pomocą narzędzi dostarczonych przez wspólne zasoby w Dartmouth Cancer Center, finansowane przez NCI Cancer Center Support Grant 5P30CA023108, oraz Center for Quantitative Biology at Dartmouth College (NIGMS COBRE).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 1 L Zlewka | Pyrex | 1003 | |
| 200 proof czysty etanol | Koptec | V1001 | |
| Kwas octowy, lodowaty | VWR | 0714 | zakwaszony alkohol |
| Folia | |||
| aluminiowa Szkiełka nakrywkowe | Epredia | 24X50-1,5-001G | |
| Jednorazowa forma bazowa | Fisher HealthCare | 22-363-556 | |
| Topnik DPX do wody | |||
| Łącznik | Sigma-Aldrich | 06522 | do histologii |
| Granulki | |||
| Dumont #5SF Kleszcze | Fine Science Tools | 11252-00 | |
| Eozyna-Y Alkoholowa | Epredia | 71204 | Eozyna Y 1% |
| Gill 1 Hematoksylina | Epredia | 72411 | Hematoksyliną |
| Kimwipe | Kimberly-Clark Professional | 34120 | chłonna, niestrzępiąca się chusteczka |
| Taśma do etykietowania laboratoryjnego | VWR | 89097-934 | |
| Ostrze mikrotomowe MX35 Ultra | Epredia | 3053835 | |
| Microtome Cryostat | Thermo Scientific | Microme HM 525 | |
| O.C.T. Compound | Fisher HealthCare | 23-730-571 | medium zamrażające |
| Paraformaldehyd | Sigma-Aldrich | 158127 | permanentny PFA |
| VWR | 52877-886 | ||
| Kątomierz | |||
| SafeClear Substytut ksylenu | Fisherbrand | 68551-16-6 | Substytut ksylenu |
| Ostrza jednokrawędziowe | American Line | 66-0407 | |
| Steriomikroskop | Zeiss | 4350639000 | Stemi 305 z podwójną diodą LED (4355259020) i stanowiskiem K lab (4354259010) |
| Prowadnice Superfrost Plus VWR | 48311-703 | ||
| Pipeta transferowa | |||
| Xenium V1 Szkiełko | przestrzennego obrazowania transkryptomicznego | 10X/Xenium | 3000941 |
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