Aqui, apresentamos um protocolo para ablate uma subpopulação geneticamente rotulada de neurônios por um laser de dois fotões de larvas de peixe-zebra.
Artigo de método
Aqui, apresentamos um protocolo para ablate uma subpopulação geneticamente rotulada de neurônios por um laser de dois fotões de larvas de peixe-zebra.
Para identificar o papel de uma subpopulação de neurônios no comportamento, é essencial para testar as consequências do bloqueio de sua atividade em animais vivos. Remoção a laser de neurônios é um método eficaz para essa finalidade quando os neurônios são etiquetados seletivamente com sondas fluorescentes. No presente estudo, são descritos os protocolos para laser retirando uma subpopulação de neurônios usando um microscópio de dois fotões e testes de suas consequências funcionais e comportamentais. Neste estudo, o comportamento de captura de presas em larvas de zebrafish é usado como um modelo de estudo. O circuito pretecto-hipotalâmico é conhecido por fundamentam esta presa visualmente orientado, captura o comportamento. Zebrafish pretectum foram retirado de laser, e atividade neuronal no lobo inferior do hipotálamo (ilha; o alvo da projeção pretectal) foi examinada. Comportamento de captura de presas após ablação pretectal também foi testado.
Para entender como o comportamento surge da atividade neuronal no cérebro, é necessário identificar os circuitos neurais envolvidos na geração desse comportamento. Na fase larval, o zebrafish fornece um modelo animal ideal para estudar a função do cérebro associada com o comportamento porque seus cérebros pequenos, transparentes tornam possível investigar a atividade neuronal em uma resolução de celular em uma ampla área da cérebro enquanto observa o comportamento1. Imagem de atividade neuronal em neurônios específicos tornou-se possível graças a invenção dos indicadores geneticamente codificado cálcio (Ca) (GECIs), tais como GCaMP2. GCaMP zebrafish transgênico tem provado para ser útil para associar o circuito neural funcional com comportamento através da realização de imagem Ca em comportar-se de animais3.
Enquanto a imagem de Ca pode demonstrar correlações entre a atividade neuronal e comportamento, para mostrar a causalidade, supressão da atividade neuronal e testar sua consequence(s) sobre o comportamento são passos importantes. Existem várias maneiras de conseguir isso: uso de mutação genética que altera os circuitos neurais específicos4, expressão de neurotoxinas em neurônios específicos5,6, uso de ferramentas de optogenetic como halorhodopsin7, e do laser ablação de neurônios alvo8,9. Ablação a laser é particularmente adequada para eliminar a atividade em um número relativamente pequeno de neurônios específicos. Facilita a eliminação irreversível da atividade neuronal, matando os neurônios avaliar consequências comportamentais.
Um comportamento interessante que pode ser observado na fase larval no zebrafish é a captura de presas (Figura 1A). Esse comportamento visualmente guiadas, objetivo-dirigido fornece um sistema experimental favorável para o estudo da acuidade visual10, transformação visuomotoras11,12,13, percepção visual e reconhecimento de objetos14,15,16,17,18e tomada de decisão19. Como presa é reconhecida por predadores e como a deteção da rapina leva a presa captura o comportamento tem sido uma questão central na neuroetologia20. Neste artigo, enfocamos o papel do circuito pretecto-hipotalâmico formado por projeções de um núcleo no pretectum (núcleo pretectalis superficial pars magnocellularis, daqui por diante, conhecido simplesmente como o pretectum) para a ilha. Ablação a laser do pretectum foi mostrado para reduzir a atividade de captura de presas e abolir a atividade neuronal na ilha que está associada com o de percepção visual presa21. Aqui, os protocolos para a realização de laser ablação e teste seu efeito usando imagens de Ca2 + e gravação comportamental no zebrafish larvas são descritas.
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1. ablação de uma subpopulação de neurônios usando um microscópio de dois fotões Laser
Nota: Se os usuários planejam realizar ablação seguinte imagem de Ca, use o UAShspzGCaMP6s linha21. Se os usuários planejam realizar gravação comportamental após ablação, use a linha de UAS:EGFP, como a ablação das células EGFP-positivo é mais fácil de realizar do que de células GCaMP6s-expressando.
2. cálcio Imaging para gravar atividade Neuronal presa-evocada em larvas Zebrafish Pretectum-retirado
3. avaliação de consequências comportamentais após ablação a Laser
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Os neurônios específicos foram geneticamente rotulados com EGFP ou GCaMP6s, cuja expressão foram expulsos em linhas Gal4. Um gSAIzGFFM119B de linha de Gal4 foi usado para rotular um núcleo na área pretectal (núcleo pretectal superficial de magnocelular) e uma subpopulação de neurônios do bulbo olfatório. Outra linha de Gal4, hspGFFDMC76A, era usada para rotular a ilha. Nós do laser-retirado os neurônios pretectal bilateralmente (Figura 2 pain...
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Embora os dois fotões do laser tem uma excelente resolução espacial para ablate especificamente neurônios individuais, cautela deve ser tomada para evitar danos indesejáveis no tecido do cérebro devido ao calor. O passo mais importante no experimento de ablação é determinar a quantidade ideal de irradiação do laser. Irradiação de insuficiente não consegue matar os neurônios. Muita irradiação será calor-danos no tecido circundante, o que irá resultar em efeitos indesejáveis. A gama óptima de irradiação do laser (áreas do ...
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Os autores têm sem conflitos de interesse para o relatório.
Estes estudos foram financiados por subvenções recebidas do MEXT, JSPS KAKENHI Grant números JP25290009, JP25650120, JP17K07494 e JP17H05984.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| NuSieve GTG Agarose | Lonza | Cat.#50080 | de Petri |
| agarose de 6 cm | de fusão FALCON | Produto#:351007 | |
| agulha de dissecação | AS ONE Corporation | Cat. No. 2-013-01 | https://keystone-lab.com/en/item/detail/404142 |
| LSM7MP | Carl Zeiss | de varredura a laser de dois fótons | |
| W Plan-Apochromat 63x/1.0 | Carl Zeiss | 63X lente objetiva | |
| Imager.Z1 | Carl Zeiss | um microscópio de epifluorescência | |
| ZEN | Carl Zeiss | Software de aquisição de imagem para microscópios confocais | |
| Junta da Câmara de Hibridização Secure-Seal, 8 câmaras, 9 mm de diâmetro x 0,8 mm de profundidade | Sondas | Moleculares Catálogo # S-24732 | Usado como câmara de gravação em câmaras de imagem Ca |
| Grace Bio-Labs | CoverWell Imaging Chambers PCI-A-2.5 | Usado como uma faca cirúrgica de câmara de gravação comportamental | |
| MANI | Faca oftálmica MST15 | ||
| ORCA-Flash4.0 | Modelo de Hamamatsu Photonics | : C11440-22CU | uma câmera científica |
| HCImage | Hamamatsu Photonics | software de acuisition de imagem | |
| Módulo de gravação de disco rígido | Hamamatsu Photonics | Um módulo de software que permite salvar os arquivos de filme em uma unidade de disco rígido em um curto espaço de tempo | |
| SZX7 | Olympus | estereoscópio | |
| DF PL 0.5X | Olympus | lente objetiva para SZX7 | |
| Point Grey Grasshopper3 4.1 MP Mono USB3 Visio | FLIR Systems, Inc. | Nº do produto GS3-U3-41C6NIR-C | CMOS |
| câmera XIMEA xiQ câmera | XIMEA Nº | do produto MQ042RG-CM | CMOS câmera |
| com anel LED luz | CCS Modelo: LDR2-100SW2-LA | Malha de nylon LED | |
| 32µ m | Tokyo Screen | N-No.380T | http://www.tokyo-screen.com/cms/sta20347/ |
| Malha de nylon 13µ m | Tokyo Screen | N-No. 508T-K | http://www.tokyo-screen.com/cms/sta20347/ |
| Metal seive 150 mícrons de abertura | Tokyo Screen | http://www.tokyo-screen.com/cms/sta20341/#ami | |
| Metal seive 75 mícrons de abertura | Tokyo Screen | http://www.tokyo-screen.com/cms/sta20341/#ami | |
| EBIOS | Asahi Food & Saúde, Co. Ltd. | fermento de cerveja seco | |
| LabVIEW | National Instruments | um ambiente de desenvolvimento integrado para programação | |
| Mai-Tai HP | Spectra Physics | laser de dois fótons |
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