Este protocolo descreve a preparação de pupas de drosófila para a imagem latente de lapso de tempo ao vivo do ferimento reparação e inflamação na vivo. Usando este método, é possível gerar vários filmes de alta resolução de fechamento da ferida pupal e recrutamento de células inflamatórias com facilidade e as pupas para longos períodos de tempo (pelo menos 5h) pós-ferindo sem fotobranqueamento significativo de imagem.
Um esquema geral para a preparação de pupa de Drosophila
A Figura 1 ilustra o método ideal para a preparação de pupas de drosófila para a imagem latente na vivo . Drosófila branca 'pré-pupa' é recolhidas em '0 h' após a formação do casulo (APF), como as larvas rastejantes cessam motilidade e adotam a forma de pupa estereotipada com evertido apêndices respiratórios (espiráculos) visíveis na sua extremidade anterior-a maioria ( Figura 1A). O branco h 0 pré-pupa APF poderão desenvolver por 18 h a 25 ° C, altura em que tornou-se o casulo marrom (figura 1B) e são então dissecado usando pinça fina e/ou micro-tesouras (Figura 1, para remover a caixa protetora pupa) para revelar a opticamente translúcido pupa dentro (Figura 1). Após dissecação, as asas pupal será visíveis no lado lateral do tórax pupal (esboçado em azul, Figura 1-D). Nesta fase, outras partes do corpo pupal também são facilmente perceptíveis, incluindo os olhos, pernas e abdômen (rotulada na Figura 1). As pernas também são adequadas para estudos de inflamação da ferida e podem estar feridas, usando o mesmo método de laser descrito acima. Múltiplos de 18 h pupas APF podem ser montadas simultaneamente dentro do prato de imagem (Figura 1E, usando cola de heptano e um papel de filtro embebido de água para minimizar a desidratação) com a parte plana da asa (contorno azul) em contacto com a lamela ( Figura 1F); Isto é particularmente vantajoso se a imagem do microscópio é equipado com um palco motorizado para permitir que vários pupas ser gravado durante um único período de imagem. Quaisquer que tenham sido danificadas durante a montagem ou dissecação pupas devem ser descartadas (por exemplo, a pupa localizado a terceira na sequência, seta na Figura 1E). Outras partes do corpo (por exemplo, olhos e pernas, delineada rosa) também podem contatar a lamela e estão disponíveis para ferir e subsequente de imagem (Figura 1-F). Para experiências estudando único ferimentos, danos induzida por laser são geralmente melhor infligidos centralmente na ala (asterisco, Figura 1F), embora outros locais podem ser utilizados se múltiplas feridas estão a ser estudadas.
Ferindo estéril ativa uma resposta inflamatória robusta na ala pupal drosófila
Para seguir a reparação da ferida e o acompanhamento resposta inflamatória in vivo, as asas feridas de pupas APF Drosophila 18 h foram fotografada usando microscopia confocal de lapso de tempo (Fig. 2A-H). Nesta fase pupal, o epitélio da asa é simples folhas lisas de células (rotuladas aqui usando E-caderina GFP-etiquetado para marcar limites de célula individual, a margem de asa descritas na Figura 2A). Mesmo nas asas intacta (baixa ampliação, figuras 2A e 2A'), um grande número de células do sistema imunológico inatos migratórias (hemócitos, rotulados usando srp-Gal4 conduzido GFP citoplasmática, verde e nuclear RFP, magenta) encontram-se dentro a hemolinfa ( sangue de insetos) ocupando o espaço extracelular intermediárias (Figura 2A e 2A'). Lesão induzida por laser para o epitélio pupal asa (margem ferida delineado em branco, Figura 2B-D) estimula uma rápida migração de hemócitos ao local da ferida (Figura 2B-D e do núcleo de células imunes na Figura 2B '-D'). Rotulagem de hemócitos com ambos um nuclear marcador (por exemplo, o nuclear RFP 'vermelho-ferrão') em combinação com um marcador citoplasmático ou do citoesqueleto (por exemplo, GFP citoplasmática ou GFP-etiquetado Moesin) é particularmente vantajoso, pois permite a monitoramento simultâneo de hematócito núcleos (para análise automatizada de hematócito comportamento por exemplo, migração de velocidade e direção) e a visualização da morfologia hematócito. O último é importante, pois permite-nos determinar se hemócitos são fagocitose detritos necróticos (Figura 2, inset) na borda da ferida (ou micróbios no caso de infecção)12,23 e também nos permite seguir seu comportamento cêntrica como eles se estendem bem filopodia ou lamellipodia em sua ponta como elas migram em direção ou para longe da ferida.
Simples de monitoramento de trajetórias nuclear hematócito, uso de software de análise de imagem apropriado32 (Tabela de materiais) demonstra a complexa dinâmica espaço-temporal da resposta inflamatória, semelhante ao relatado anteriormente para ferido embriões9,36 (faixas coloridas, Figura 2' e D'). Dentro de apenas 30 min do ferimento, hemócitos localizados mais próximo ao local da lesão começam a migração dirigida em direção a ferida (Figura 2'). No entanto, com o aumento da pós-lesão tempo, hemócitos localizados progressivamente mais longe do local da lesão também começam migração dirigida para a ferida (Figura 2D'). Desta forma, uma 'onda' de capacidade de resposta imune celular que se espalha para fora da borda da ferida é observada, que montamos para refletir a difusão da ferida quimiotático longe do local da lesão. Estas dinâmicas espácio-temporais imune celular fornecido um ponto de partida útil para nosso estudo recente que empregavam sofisticada análise matemática ('inferência Bayesiana') de modelagem para inferir Propriedades romance do sinal attractant ferida (métodos de detalhadas Publicado em23). Por calibrar nossos modelos computacionais (que vinculada o ferida attractant gradiente ao viés hematócito) para caber as trajetórias imune observados na vivo , um poderia extrair características detalhadas da attractant a ferida de nossa trajetória hematócito dados (como a taxa de difusão do sinal, a fonte e a duração da produção de sinal)23.
Além disso, pela expressão do fluoróforo photoconvertible Kaede dentro da linhagem de células imunes usando srp-Gal4 (verde, Figura 2E) também fomos capazes de seletivamente rotular uma subpopulação de hemócitos estes asa migratórias (tais como de condução os recrutaram para o local da ferida; E, antes de photoconversion induzida por UV e F, post-photoconversion). Então, seguimos o comportamento desses hemócitos ao longo do tempo (magenta, Figura 2-H) como eles resolver longe do local da ferida (setas, Figura 2 e H) e comparam como seu comportamento é diferente dos não-photoconverted células que não atingem o local da lesão. Nós usamos esta na vivo técnica de rotulagem para demonstrar que hemócitos recrutados para uma inicial ferida são insensíveis temporariamente para uma segunda ferida gerada 90 minutos mais tarde,23, embora esta técnica de rotulagem diferencial poderia também tem muitas outras aplicações perspicazes no futuro (ver discussão).
Usando essa abordagem, também simultaneamente, seguimos a dinâmica espaço-temporal de reparação da ferida ou contraste está ' (Fig. 2B-D). Aqui ubiquitously expressa GFP-com a tag E-caderina rotula as junções adherens celular em todo o epitélio da asa e permite que as formas das células epiteliais individuais a serem seguidas ao longo do tempo. A borda da ferida é facilmente identificada como a junção entre as células epiteliais GFP-etiquetado intactas e detritos sem rótulo (linha branca tracejada, Figura 2B-D). Para a maioria das feridas, a ferida começa a re-epithelialize dentro de 1 h da lesão e os ferida borda avanços para dentro (Figura 2D); feridas deste tamanho vão sarar normalmente dentro de 2-3 h de lesão23. Fechamento da ferida em embriões e pupas é impulsionado por um cabo de actomyosin contrátil juntamente com ponta rica em actina filopodia23,37; Estas dinâmicas do citoesqueleto podem ser visualizadas diretamente durante o reparo de ferida usando apropriado na vivo repórteres, tais como a GFP-etiquetado Spaghetti squash (cadeia leve reguladora de miosina) ou de Moesin do emperramento do actínio GFP-etiquetado23. Para algumas feridas particularmente grandes, no entanto, o cabo de actomyosin e filopodia de vanguarda não persistem - estas feridas se tornar 'crônicas' e nunca completamente re-epithelialize23 , mesmo após períodos muito mais longos (superior a 24 h) in vivo imagem latente. Curiosamente, a resposta inflamatória associada com estas feridas não CICATRIZÁVEIS é marcadamente diferente da associada com feridas agudas normal23 , sugerindo que o comportamento anormal de células imunes pode ser um marcador prognóstico útil na clínica . No futuro, ainda mais na vivo análise de feridas crônicas, utilizando imagens de longo prazo (mais de 24 h) no modelo de pupa pode fornecer importante visão mecanicista sobre esta condição debilitante.

Figura 1: Preparação de pupa drosófila para ferir e geração de imagens ao vivo. (A) drosófila pré-pupa branca recolhidas às 0h APF, com extremidade anterior indicado pelo evertido respirando apêndices (espiráculos). (B) depois de criar a pré-pupa APF branco 0 h para 18 h a 25 ° C, o casulo aparece marrom. Dissecação do caso pupal deve começar na região mais anterior (seta), indicado pelos espiráculos sempre como adequada a pupa é ausente desta região e a pinça fina e/ou micro-tesouras usadas para remover a caixa protetora de pupa (C). As asas pupal será visíveis no lado lateral do tórax pupal (contornos azuis). (D) caso Pupal completamente retirados 18 h crisálidas APF, aqui a pupa tem sido rolada 90º para mostrar o lado lateral, com a asa para ser fotografada delineadas em azul. (E-F) Pupas APF 18h cinco montagem na lamela de vidro dentro de imagem prato usando cola de heptano, com papel de filtro embebido de água para minimizar a desidratação (E). Pupa terceiro localizado na sequência (seta) deve ser descartado como dano ocorreu durante a preparação. Pupas são montadas com a parte plana da asa (contorno azul) em contacto com a lamela (F) e feridas induzida por laser são geradas centralmente na ala (asterisco, F), embora outros locais podem ser utilizados se forem múltiplos ferimentos a ser estudado. A imagem em (D) adaptada com permissão de tecelões et al, 201623. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Dinâmica na vivo análise da resposta inflamatória ao dano tecidual. Pupas dissecado de capas protetoras pupal e montado na lamela de vidro (A) estão feridas e posteriormente fotografaram usando microscopia confocal de lapso de tempo (B-H). Baixa visão de ampliação da ala pupal intacta (A, margem de asa em branco) que contém um grande número de hemócitos migratórios (A'). Lesão induzida por laser para o epitélio pupal asa (B-D, limites da célula rotulados usando GFP-etiquetado Drosophila E-caderina; ferida margem delineada em branco) ativa uma resposta inflamatória rápida com a migração de vários hemócitos ( SRP-Gal4 conduzido a expressão de RFP nuclear, GFP citoplasmática e magenta, verde) em direcção ao local da ferida (B-D; quadros representativos de um filme lapso de tempo em que cada quadro é uma projeção de 25 fatias 3 μm cada). Controle manual de trajetórias hematócito (faixas coloridas, C' e D') indicam a complexa dinâmica espaço-temporal da resposta inflamatória, semelhante ao relatado para embriões feridos. Hemócitos também fagocitam restos celulares necróticos no local da ferida (ponta de seta, C e também de encastrar). Expressão do fluoróforo photoconvertible Kaede na linhagem de células imunes (verde, E, usando o srp-Gal4) permite que a ferida-recrutados hemócitos (seta, E) ser diferencialmente rotulado (magenta, F) e seguido ao longo do tempo como eles determinação do local da lesão (setas, G e H). Foram utilizados os seguintes genótipos pupal: (A-D) w1118; ubi-DE-cad-GFP, srp-Gal4 > UAS-GFP(II); UAS-nRFP(III) e (E-H) w1118; srp-Gal4(II); UAS-Kaede(III). Imagens adaptadas com permissão de tecelões et al, 201623. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.