Сложное поведение, начиная от социальных взаимодействий1, сенсорного восприятия и обработкиинформации2, обучения 3 и заканчивая движением4, управляется мозгом. Неврологические расстройства также становятся все более распространенными и, по прогнозам, со временем будут увеличиваться 5,6. Крайне важно изучить, как мозг работает как в здоровом, так и в болезнетворном состоянии. Центральная догма молекулярной биологии предполагает, что одной из наиболее важных функций биологических единиц являютсябелки-7, и как их количество, так и место их экспрессии имеет решающее значение для понимания того, как работает мозг.
Drosophila melanogaster, широко известная как плодовая муха, является очень ценной моделью для изучения функции мозга в условиях старения и патофизиологических состояний8. Наличие передовых генетических инструментов у дрозофил позволяет исследователям изучать функцию практически любого белка9, с обширными генетическими библиотеками почти для каждого гена, которыелегко доступны. В сочетании с короткой продолжительностью жизни и высокой скоростью размножения эти особенности делают дрозофилу исключительной модельюдля исследования мозга. Это привело к значительным достижениям, в том числе к разработке полной карты мозга мухи12, и даже способствовало присуждению Нобелевской премии за выяснение нейронных механизмов циркадных ритмов и молекулярных часов 13,14,15. В результате, дрозофила остается мощной и универсальной системой, способствующей нашему пониманию функций мозга и обеспечивающей беспрецедентное понимание неврологических процессов.
Иммуногистохимия и иммунофлуоресценция являются основополагающими инструментами для изучения экспрессии белков in situ. В отличие от таких методов, как вестерн-блоттинг, который позволяет проводить только полуколичественный анализ и обычно проводится на объемных тканях16, или сложных и дорогостоящих методов, таких как масс-спектрометрия для измерения уровня белка17, иммуногистохимия относительно проста и позволяет как количественно оценить экспрессию белка, так и измерить локализацию белка в ткани или клетке. Важно отметить, что флуоресцентная иммуногистохимия также может быть мультиплексирована для измерения нескольких белков для идентификации конкретных типов клеток и тканей или ответа на несколько вопросов в одной и той же ткани. Кроме того, тканевая фиксация может позволить сравнивать различные экспериментальные условия, генотипы, возраст и циркадные временные точки. Тем не менее, флуоресцентная иммуногистохимия может быть сложной задачей, и многие факторы могут влиять на качество изображения. Этот оптимизированный протокол криосекции и иммуноокрашивания мозга дрозофил направлен на улучшение визуализации с высоким разрешением за счет улучшения сохранности тканей, проникновения антител и визуализации нейронных популяций и белковых маркеров. Разработан для решения проблем при использовании традиционных методов, таких как сложная диссекция, повреждение тканей и ограниченное разрешение визуализации, связанное с монтированием всего мозга18. Этот протокол сочетает в себе криосекцию с флуоресцентным окрашиванием для обеспечения структурной целостности и четкого изображения в нескольких z-плоскостях. По сравнению с цельными препаратами, этот метод сводит к минимуму искажения, способствует более глубокой диффузии антител и обеспечивает четкий нейроанатомический анализ и анализ локализации белков18. Его универсальность позволяет адаптироваться к другим тканям и модельным организмам, предлагая надежный и эффективный инструмент для исследований в области нейробиологии19,20. Он может быть адаптирован для изучения практически любого белка и применен для изучения любого состояния, болезни или модели.