Мы представляем метод электроретинографического (ЭРГ) анализа личинок данио-рерио с использованием методов микроманипуляций и электроретинографии. Это простой и понятный метод определения визуальной функции личинок данио-рерио in vivo.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Мы представляем метод электроретинографического (ЭРГ) анализа личинок данио-рерио с использованием методов микроманипуляций и электроретинографии. Это простой и понятный метод определения визуальной функции личинок данио-рерио in vivo.
Электроретинограммы (ERG) является неинвазивного электрофизиологического метода определения функции сетчатки. Путем размещения электрода на поверхности роговицы, электрической активности генерируется в ответ на света может быть измерена и использована для оценки активности клеток сетчатки в естественных условиях. Эта рукопись описывает использование ЭРГ для измерения зрительную функцию у рыбок данио. Данио рерио уже давно используется в качестве модели для позвоночных развития из-за легкости подавления генов с помощью морфолино олигонуклеотидов и фармакологической манипуляции. У 5-10 DPF, только шишки функционал в личиночной сетчатки. Таким образом, данио, в отличие от других животных, является мощным модельной системой для изучения конуса зрительной функции в живом организме. Этот протокол использует стандартный анестезии, микроманипуляция и стереомикроскопия протоколы, которые являются общими в лаборатории, которые проводят данио исследования. Изложенные методы использовать стандартный электрофизиологии эквоборудования, а также малой освещенности для направления размещения записи микроэлектрода на личиночной роговицы. Наконец, показано, как коммерчески доступный ЭРГ стимулятор / записывающее устройство первоначально разработана для использования с мышами могут быть легко адаптированы для использования с данио. ERG личинок рыбок данио обеспечивает отличную метод опробования конуса зрительную функцию у животных, которые были изменены морфолиновой инъекции олигонуклеотидов, а также новые технические методы, генома, такие как цинковый палец нуклеаз (ZFNs), активатора транскрипции-Like Effector Нуклеазы (Таленс), и Кластерные Регулярно Interspaced Короткие палиндромную повторов (CRISPR) / Cas9, все из которых привели к значительному увеличению эффективности и действенности генного таргетинга у рыбок данио. Кроме того, мы воспользуемся возможностью фармакологических агентов проникнуть данио личинки оценить молекулярные компоненты, которые способствуют фотоотклике. Этот протокол описывает установку, которая может быть изменена и используется исследователямис различных экспериментальных целей.
Электроретинограммы (ERG) является неинвазивного электрофизиологического метода, который широко используется в клинике для определения функции сетчатки у людей. Электрической активности в ответ на световой раздражитель измеряется путем помещения записи электродов на внешней поверхности роговицы. Характеристики стимула парадигмы и сигнала отклика определить нейронов сетчатки, способствующих ответ. Этот метод был адаптирован для использования с рядом моделей животных, включая мышей и данио. Типичный позвоночных ответ ERG имеет четыре основных компонента: а-волна, которая роговица-отрицательный потенциал происходит от фоторецепторов активности клеток; б-волна, роговица-положительный потенциал происходит от биполярного клеток; D-Wave, роговица-положительный потенциал интерпретируется как деятельности ВЫКЛ биполярных клеток; и C-волна, которая наступает через несколько секунд после того, как б-волны и отражает деятельность в Müller глии и в отставкеИнал пигментный эпителий 1-4. Дополнительные ссылки для понимания истории и принципы анализа ERG в организме человека и модельных животных онлайн учебник, WebVision из Университета штата Юта и текстов, таких как Принципы и практика клинического электрофизиологии Видение 4, 5.
Danio rerio (данио) уже давно выступает в качестве модели для позвоночных развития, в связи с быстрым созреванием и прозрачность, что позволяет для неинвазивной морфологического анализа систем органов, поведенческих тестов и прямом и обратном генетических экранов (для обзора см Fadool и Даулинг 6). Данио рерио личинки очень поддается генетической и фармакологической манипуляции, которые, в сочетании с их высокой плодовитостью, сделать их отличная модель животного для высокопроизводительного биологического анализа. Чем выше отношение конусам, чтобы стержней в личиночной данио - примерно 1: 1 по сравнению с мышами (~ 3% конусаS) - делают их особенно полезными при изучении функции конуса 7-9.
В сетчатки позвоночных, конусы развивать до стержней 10. Интересно, что данио конусы действуют уже в 4 денье, позволяя селективного электрофизиологического анализа конусов на этом этапе 6, 11,12. В отличие от этого, ответы эрг стержней появляются между 11 и 21 DPF 13. Таким образом, данио личинки 4-7 DPF служить функционально, как все-конуса сетчатки. Тем не менее, родной фотопического ERG ответ 4-7 DPF личинок преобладают б-волны. Применение фармакологических агентов, таких как L - (+) - 2-амино-4-фосфоно-масл ную кислоту (L-АР4), агонист для метаботропного глутамата (mGluR6) рецептора выражается ПО биполярных клеток, эффективно блокирует генерации В-волны и раскрывает изолированный рецепторный потенциал конус массу, ("волны") 14-17.
Здесь мы опишем простой и reliablе метод анализа ERG с использованием коммерчески доступного ERG оборудование, предназначенное для использования с мышами, которые были адаптированы для использования с данио личинок. Эта система может быть использована на данио личинок различной генетический фон, а также у пациентов, получавших фармакологических агентов, чтобы помочь исследователей в определении путей, которые способствуют визуальной чувствительности и световой сигнализации 16 адаптации. Экспериментальные методики, изложенные в этом протоколе поможет следователям в использовании анализа ERG, чтобы ответить на различные биологические вопросов, относящихся к видению, а также продемонстрировать строительство гибкой настройки ERG.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Животное содержание и экспериментальные протоколы были одобрены уходу и использованию Институциональные комитеты животных университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, и отвечают всем требованиям NIH Управления лабораторных животных благосостояния и ассоциации по оценке и аккредитации лаборатории по уходу за животными International.
ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения личинок для анализа ERG, опубликованные протоколы для стандартного данио хозяйства и обслуживания были заняты 18. Личинки получают путем естественного размножения и размещены под 14 ч света / 10 ч темноты. Этот протокол был оптимизирован для личинок 5-7 дней после оплодотворения (DPF), но может быть идеально осуществляется на старшей рыбы с небольшими изменениями в процедуре. Здесь использование штамма TL дикого типа данио личинок 5 DPF.
1. Микропипетки Производство
| Давление | Тепло | Тянуть | Скорость | Время |
| 500 | 560 | - | 30 | 200 |
| 500 | 450 | - | 30 | 200 |
| 500 | 410 | 55 | 40 | 200 |
Таблица 1: Программа для производства микропипетки с использованием P-97 Пламенный / коричневый микропипетки съемник, снабженную окно тепловой нити Микропипетки изготовлены с использованием 1,5 х 1,0 мм 2 (наружный диаметр по внутреннему диаметру) огневой полировкой боросиликатного стекла капилляров с нитью. (температура плавления, 821 ° С).
2. Подготовка буфера
| NaCl | 1,25 M |
| KCl | 26 мм |
| CaCl 2 | 25 мм |
| MgCl 2 | 10 мм |
| глюкоза | 100 мМ |
| HEPES | 100 мМ |
3. электроретинограммы Платформа
4. Губка Подготовка
5. Подготовка электрода
Примечание: данио установка состоит из электрода в контакте с раствором, насыщенным PVA губки Рингера и записи электрода в контакте с роговицей. Электрод состоит из гранул Ag / AgCl. Электрод записи вытащил стекло микропипетка заполнена раствором Рингера и провел держателем микроэлектродов, содержащего провод Ag.
6. Анализ электроретинограммы
ПРИМЕЧАНИЕ: В связи с конусом доминирования личиночной сетчатки, высокое качество результатов ERG могут быть получены при подготовке к записи выполняются при низких уровнях косвенного белого света (<1 лк) или с короткими периодами (<1 мин) более высокой интенсивности ( ≤250 люкс) рабочее освещение. Короткий период адаптации к темноте по-прежнему требуется до записи (см шаг 6,7). Тем не менее, эксперименты могут быть выполнены при тусклом красном или инфракрасном свете с помощью инфракрасной чувствительная камера. Все эксперименты проводились в стерилизованным фильтрацией (0,22 мкм) системы воды из UNC данио рерио аквакультуры среды, но альтернативные носители эмбрион может быть использован.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Как правило, эрг, записанные на рыбок данио личинок 5 DPF, так как ряд исследований опубликованы ЭРГ записи на данном этапе 9, 16,20. Личиночные ответы были измерены в соответствии адаптируются к темноте условиях без фоновой подсветки с использованием 20 мс стимул белый светодиод. Мы использовали имеющийся в продаже ERG систему, состоящую из Ganzfeld света стимулятора и компьютерной контроллера / регистратора. Стимулятор использует жестко контролируется импульсная модуляция (ШИМ) системы собственностью импуль...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этом протоколе простая процедура ERG записи личинок рыбок данио подробно. Эта процедура позволяет быстро и всестороннего анализа визуального function.There несколько важных шагов в течение всей процедуры, которые должны храниться в памяти. Личинки данио должны быть здоровыми, прежде чем эксперимент, чтобы предотвратить смерть во время возможных медикаментозного лечения и обеспечить длительную средств к существованию во время записи ЭРГ. Кроме того, важно, что личинки используют в экспериментах тесно соответствующего в...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Нет конфликта интересов объявлены.
Мы благодарим членов предприятия UNC Zebrafish Aquaculture за обслуживание рыбок данио. Мы также хотели бы поблагодарить ООО «Диагнозис» за помощь в настройке аппарата ЭРГ. Кроме того, выражаем благодарность доктору Порции Маккой и лаборатории доктора Бена Филпота за помощь в применении электрофизиологических методов. Мы также хотим поблагодарить Лиззи Гриффитс за ее иллюстрацию личинки рыбки данио. Эта работа была поддержана наградами Национальных институтов здравоохранения F32 EY022279 (для J.D.C) и R21 EY019758 (для E.R.W).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Клетка Фарадея | 80/20 Inc | на заказ | Индивидуально разработанный алюминиевый "Промышленный конструктор" для каркаса клетки |
| ПВА губка | Amazon | B000ZOWG1C | Обеспечивает мягкую, влажную платформу для размещения личинок рыбок данио |
| 150 мл Стерильные фильтрующие системы | Corning | 431154 | Фильтрующие решения для предотвращения блокировки микропипеток мелкими члениками |
| Espion E2 | ООО «Диагносис» | контактная | Модульная электрофизиологическая система, способная генерировать визуальные стимулы для любого стимулятора и цифровую запись и анализ реакций с помощью собственного программного обеспечения, подробнее на http://www.diagnosysllc.com |
| ООО «Колодомный | Диагностосис» | Контактный светостимулятор с RGB LED и ксеноновыми источниками света для Ganzfeld ERG, больше информации на http://www.diagnosysllc.com | |
| Микроманипулятор | Drummond | 3-000-024-R | Удержание и позиционирование записывающего микроэлектрода |
| Магнитная кольцевая подставка | Drummond | 3-000-025-MB | Удержание и позиционирование камеры и рефренсного электрода |
| Удлинители | выводов Grass Technologies | F-LX | Запасные подводящие кабели 1,5 мм для подключения электродов |
| Наружный контакт к внутренней резьбе SAFELEAD Адаптер Grass | Technologies | DF-215/10 | Подключение контактов 2 мм к 1,5 контактам изголовья кровати |
| Рамка оконной сетки (металлическая) и шлицы | Lowes или Home Depot | различные | Для крепления медной сетки к каркасу клетки Фарадея |
| Фильтры Steriflip 50 мл | Millipore | SCGP00525 | Фильтрующие решения для предотвращения блокировки мелких шарнирных микропипеток Адаптер |
| BNC Monoprice | 4127 | Подключение камеры к кабелю BNC | |
| BNC кабель | Monoprice | 626 | Подключение камеры к видеоадаптеру |
| Объектив камеры | Navitar | 1582232 | Визуализация расположения записывающего микроэлектрода на личиночной роговице |
| Сопряжение камеры | Navitar | 1501149 | Визуализация позиционирования записывающего микроэлектрода на личиночной роговице |
| Luna BNC в VGA + HDMI Converter | Sewell | SW-29297-PRO | BNC-VGA адаптер, позволяющий проецировать изображение с камеры на монитор компьютера |
| APB | Sigma | A1910 | mGluR6 агонист, блокирует b-волну с возможностью анализа изолированного конусного рецепторного потенциала |
| массы боросиликатного стекла | Sutter | BF-150-86-10 | Боросиликатное стекло с огненной полировкой (температура = 821&d; В) с нитью накала и размерами 1,5 мм х 0,86 мм (наружный диаметр по внутреннему диаметру) |
| P97 Огненный/коричневый пуллер | Sutter | P97 | Для вытягивания стеклянных микропипеток |
| Лист сорботана | Thorlabs | SB12A | Синтетический вязкоэластичный уретановый полимер, помещенный под пассивные изолирующие крепления и платформу ERG для поглощения ударов и предотвращения скольжения, может быть разрезан по размеру |
| Макетная плата | Thorlabs | B2436F | Виброизоляционная пластина для стимулятора ERG и образца |
| данио-рериоПассивные изолирующие крепления | Thorlabs | PWA074 | Обеспечивает виброизоляцию макетной платы |
| Медная сетка | TWP | 022X022C0150W36T | Для линии Фарадеевского клеточного |
| насоса для пипеток | VWR | 53502-233 | Используется с пипетками Пастера для бережного переноса личинок данио-рерио |
| Пастеровские пипетки | VWR | 14672-608 | Используются с пипеточным насосом для бережного переноса личинок данио-рерио |
| Камера | Watec | WAT-902B | Визуализация расположения записывающего микроэлектрода на личиночной роговице |
| Трикаин (MS-222) | Western Chemical | Tricaine-S | Анестетик фармацевтического класса, |
| Micro-fil | WPI | MF28G-5 | Заполняющий держатель микроэлектродов и микроэлектродное стекло |
| Держатель микроэлектродов | WPI | MEH2SW15 | Удерживает стеклянный микроэлектрод, подключается к оборудованию ERG |
| Электрод сравнения | WPI | DRIREF-5SH | Осторожно отломайте последний сантиметр корпуса для слива электролита и обнажения спеченного электрода Ag/AgCl |
| Pellet Электрод сравнения (альтернатива) | WPI | EP1 | Альтернатива DRIREF-5SH. Ag/AgCl электрод, который должен быть подключен/припаян к соединительному проводу |
| Малошумящий кабель для держателя микроэлектродов | WPI | 13620 | Подключение держателя записывающего микроэлектрода к адаптеру/изголовью кровати |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.