Эти протоколы были разработаны для анализа морфологии коры головного хрусталика, структурную целостность швами рыбы данио рерио в фиксированных и живых линз и для измерения положения ядра рыбы объектива данио, по передней задней оси.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Эти протоколы были разработаны для анализа морфологии коры головного хрусталика, структурную целостность швами рыбы данио рерио в фиксированных и живых линз и для измерения положения ядра рыбы объектива данио, по передней задней оси.
В данио рыба уникально подходит для генетических манипуляций и в естественных условиях визуализации, что делает его все более популярной моделью для обратного генетических исследований и для генерации transgenics для в естественных условиях визуализации. Эти уникальные возможности делают рыбу данио идеальной платформой для изучения развития и физиологии глазной линзы. Наши недавние выводы о том, что Аквапорин-0, Aqp0a, необходим для устойчивости шва переднего объектива, а также для смещения ядра объектива к центру объектива с возрастом привели нас к разработке инструментов, особенно подходящих для анализа свойств рыб-рыбок данио. Здесь мы очертить подробные методы рассечения объектива, которые могут быть применены как для личинок и взрослых линз, чтобы подготовить их для гистологического анализа, иммуногистохимии и визуализации. Мы фокусируемся на анализе целостности линз шва и морфологии клеток корковых и сравнить данные, полученные от расчлененных линз с данными, полученными в естественных условиях визуализации морфологии объектива стало возможным благодаря новой трансгенной рыбы-данио линии с генетически закодированный флуоресцентный маркер. Анализ расчлененных линз, перпендикулярных их оптической оси, позволяет количественно определять относительное положение ядра объектива вдоль передней-задней оси. Движение ядра объектива от начального переднего положения к центру необходимо для нормальной оптики объектива у взрослых рыб данио. Таким образом, количественная мера ядерной позиции объектива напрямую коррелирует с его оптическими свойствами.
Рыба данио является отличной моделью для изучения развития и физиологии объектива из-за анатомического сходства с объективами млекопитающих, относительной легкости генетических и фармакологических манипуляций, скорости эмбрионального развития глаз, небольшого размера и прозрачности на ранних стадиях, позволяющий в естественных условиях визуализации. Методы, описанные здесь были разработаны для анализа морфологии рерио рыбы объектива в эмбриональных и взрослых этапах с акцентом на культурной целостности, корковых мембранных морфологии в пробирке и в естественныхусловиях, и местоположение объектива ядерной позиции вдоль передней задней оси ex естественныхусловиях. Эти методы служат отправной точкой для функциональных исследований развития и физиологии линз, а также обратных генетических экранов для фенотипов объектива в рыбе данио.
Морфология рыб изображения данио зебрая
Аквапорин 0 (AQP0) является наиболее распространенным белком мембранный объектив и имеет решающее значение для обоих, объектив развития и ясности, из-за нескольких основных функций у млекопитающих. У рыбы данио есть два Aqp0s (Aqp0a и Aqp0b), и мы разработали методы анализа потери их функций как в эмбриональных, так и взрослых объективах. Наши исследования показывают, чтоaqp0a-/-мутанты развивают переднюю полярную непрозрачность из-за нестабильности переднего шва, и aqp0a/b Двойные мутанты развивают ядерную непрозрачность1. AQP0 было показано, играть роли в водный транспорт2, адгезия3,4, цитоскелетная якорь5 и генерация градиента индекса преломления6, но эти исследования в значительной степени были выполнены в пробирке. Рыба данио дает уникальную возможность изучить, как потеря функции, или Возмущенные функции Aqp0a или Aqp0b повлияет на морфологию и функции в живых линз. Для оценки морфологии клеток объектива и культурной целостности во время разработки, мы модифицировали существующие в пробирке иммуногистхимических методов7 для использования в эмбриональных и взрослых линз, и генерируемые трансгенов, чтобы контролировать этот процесс в естественных условиях .
Иммуногистизухимический анализ структуры мембраны плазмы и культурной целостности был выполнен в цельных фиксированных эмбрионах и взрослых объективах. Линзы зебрая рыбы чрезвычайно малы (диаметр объектива ~ 100 мкм в зародыши и до 1 мм у взрослых) по сравнению со своими коллегами млекопитающих и имеют точешвы8, которые редко улавливаются в криометазах. Таким образом, целые линзы необходимы для анализа культурной целостности. Для в естественных условиях анализ формирования переднего шва, и визуализации точной архитектуры клеток объектива, мы генерируются transgenics выражая Mapple конкретно маркировки линз мембраны.
Преимущества живой визуализации transgenics мембраны объектива включают в себя: 1) избежать фиксации артефактов, 2) изучение динамических морфологических изменений в покадровой фильмов, и 3) позволяет продольных исследований, в которых ранее события могут быть коррелированы с более поздней Фенотипов. Пигментация радужки обычно предотвращает четкое изображение периферии объектива. Добавление 1-фенил 2-тиуреа (PTU) до Примордия-5 (прим-5) стадия9 предотвращает Меланогенез и пигментацию глаз до примерно 4 дней постоплодотворения (DPF). Однако, после 4 DPF, периферия объектива скрыта в естественныхусловиях, особенно на старших стадиях. Кроме того, плотность объектива сама затемняет изображения его заднего полюса. Поэтому, чтобы изучить морфологию периферии объектива, или задний шов, после 4 DPF, линзы должны быть иссечено и исправлено.
Трансгенные линии рыбы данио были использованы для анализа эмбриональных мембранные структуры объектива в естественныхусловиях10. Q01 трансгенных выражает голубого флуоресцентного белка сливается с мембраны таргетинга последовательности, Gap43, движимый EF1α промоутер и гексамера DF4 PAX6 усилитель элемента повсеместно в линзы волокна клетки11. Q01 имеет экстра-линзовидные выражения, в том числе амакрин клеток в сетчатке, которая добавляет фоновый сигнал, если основной интерес является объектив. Мы разработали новую трансгенную линию, которая выражает мембранно-привязку mApple специально в объективе, с целью избежать любого экстра-линзовидные сигнала.
Локализация ядра объектива
Мы обнаружили, что ядро объектива перемещается из первоначального переднего расположения в личиночной данио, к центральному расположению в передней-задней оси во взрослых линз. Этот сдвиг в положении ядра объектива преломления индекса, как полагают, является требованием для нормального развития рыбы-объектива зебрано-оптики1. Наши методы позволяют количественно определять ядерную централизацию объектива по отношению к радиусу объектива. Используя этот метод, мы показали, что Aqp0a требуется для объектива ядерная централизация1, и этот простой метод может быть применен к другим исследованиям развития и физиологии объектива и его оптических свойств в модели рыбы данио.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Животных протоколов, используемых в этом исследовании придерживаются ARVO заявление по использованию животных в офтальмологических и Vision исследований и были одобрены институционального ухода за животными и Комитета по использованию (ИАКУК) Калифорнийского университета в Ирвине.
1. зебрау рыбное животноводство и эвтаназия
2. Фиксация эмбрионов и личинок
Примечание: Иммуногикохимические протоколы были адаптированы из ранее опубликованных материалов7.
3. рассечение личинок и взрослых рыбы-линзы Зебраи
4. Фиксация расчлененных линз
5. иммуногистохимия объектива
6. анализ рыбы данио рерио передняя объектива швы используя трансгенной линии в естественных условиях
7. анализ данио рыбы переднего объектива швы с помощью трансгенной линии в естественных условиях
8. объектив Криосекционирование и иммуногистохимия
9. Визуализация
10. Измерение локализации ядра объектива в передней-задней оси
, нормализованная локализация ядра объектива по отношению к радиусу объектива.Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Анатомия взрослой рыбы в глазном зебрае очень напоминает млекопитающих (рис. 1a). Несмотря на некоторые различия между рыбами данио и млекопитающихся глаз, таких, как с ресеплярной зоны вместо ресницах тела17, различия в оптических свойств18, и различия в морфогенез во время эмбрионального развития19, глазной рыбий глаз является отличной моделью для изучения развития глаз и понимания офта...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Анализ морфологии линзы данио рерио является начальным шагом в понимании фенотипов в мутантах, или эффекты фармакологических вмешательств, направленных на изучение биологии глазной линзы. Мы обрисовать методы для анализа швов объектива, корковых морфологии клеток волокна и аспекты объектива ядра. Эти подходы представляют собой комбинацию в пробирке и в естественных условиях (по сравнению в таблице 1). В пробирке методы позволяют более подробно внешней морфологии клеток коры, а ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У нас нет информации.
Мы хотели бы отметить наш источник финансирования: низ R01 EY05661 к J. E. H, Инес Герринг для оказания помощи в генерации aqp0a/b двойных мутантов и рерио рыбоводства, д-р Даниэль Дранов для дискуссий, ведущих к генерации transgenics, д-р Брюс Лаборатории Блумберга и доктора Кена Чо для использования их анатомический микроскопов, и д-р Меган Смит за помощью в статистическом анализе.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 1-фенил-2-тиомочевина (PTU) | Sigma | P7629 | ОСТОРОЖНО – очень токсичный |
| 4% Параформальдегид водный раствор | Электронная микроскопия Sciences | RT 157-4 | ОСТОРОЖНО – опасность для здоровья, горючий |
| конфокальный микроскоп | Nikon | Eclipse Ti-E | |
| Cryostat | Leica | CM3050S | Температура объектива и камеры установлена на -21 & Град; C |
| DAPI | Invitrogen | D1306 | ОСТОРОЖНО – раздражает глаза и кожу |
| Диметилсульфоксид (ДМСО) | Fisher Scientific | D128 | ОСТОРОЖНО – горюче, проникает в кожу |
| Одноразовая базовая форма | VWR Scientific | 15154-631 | |
| Одноразовые стеклянные пипетки Пастера | Fisherbrand | 13-678-20A | |
| Dumont #5 щипцы | Dumont & Fils | Keep щипцы заточенные | |
| этил-3-аминобензоат-метасульфонат-соль (трикаин) | Sigma-Aldrich | A5040 | ОСТОРОЖНО - токсичная |
| чашка для микролунок со стеклянным дном (чашка Петри 35 мм, микролунка 14 мм, покровное стекло #1.5) | MatTek Corporation | P35G-1.5-14-C | |
| Глицерин | Sigma | G2025 | |
| huβ B1cry:mAppleCAAX ДНК-конструкт | Addgene | ID:122451 | |
| ImageJ | Wayne Rasband, NIH | v1.51n | |
| Low Melt Agarose (LMA) | Apex | 902-36-6 | |
| NIS-Elements | Nikon | V 4.5 | |
| NIS-Elements AR программное обеспечение | Nikon | ||
| Olympus с моделью 2.1.1.183 контроллер | Olympus Corp | Микроскоп DP70 | |
| Olympus | Olympus Corp | SZX12 | |
| Фаллоидин-Алекса Мука 546 | Thermo Fisher | A22283 | |
| Феноловый красный индикатор (1% по объему) | Ricca Chemical Company | 5725-16 | |
| Фосфатный буферный раствор (PBS) | Fisher Scientific | BP399 | |
| Photoshop | Adobe | CS5 v12.0 | |
| Программное обеспечение для фотошопа | Adobe | CS5 v12.0 | |
| Plan Apo 60x/1.2 WD объектив | Nikon | ||
| Источник питания | Wild Heerbrugg | MTr 22 | Или аналогичный источник питания |
| Подогреватель стекол модель No 26020FS | Fisher Scientific | 12-594 | |
| Шарики гидроксида натрия | Fisher | Scientific S612-3 | ОСТОРОЖНО - коррозионный/раздражающий для глаз и кожи, целевого органа - дыхательной системы, коррозионный для металлов |
| Предметное стекло для микроскопа Superfrost/Plus | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| Sylgard 184 силикон Dow Corning | World Prevision Instruments | ||
| Tissue-Tek O.C.T. Compound | Sakura Finetek | 4583 | |
| Triton X-100 BioXtra | Sigma | T9284 | ОСТОРОЖНО – Токсичные, опасные для водной среды, коррозионные |
| микродиссекционные ножницы | Vannas Ted Pella Inc | 1346 | Острые/острые прямые кончики |
| Vectashield антивыцветающая среда для мытья | Vector laboratories | H-1000 | |
| Агглютинин зародышей пшеницы (WGA)-Alexa Flour-594 | Life Technologies | W11262 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.