Summary

Imaging semi-automatizado de fluorescencia específica de tejido en embriones de pez cebra

Published: May 17, 2014
doi:

Summary

Descrito aquí es un protocolo para la formación de imágenes semiautomático de la fluorescencia específica de tejido en embriones de pez cebra.

Abstract

Embriones de pez cebra son una poderosa herramienta para el cribado a gran escala de las moléculas pequeñas. Pez cebra transgénico que expresan proteínas fluorescentes reportero se utilizan con frecuencia para identificar productos químicos que modulan la expresión génica. Pantallas químicas que ensayo de fluorescencia en el pez cebra en vivo a menudo dependen de un equipo costoso, especializado para el cribado de alto contenido. Se describe un procedimiento utilizando un microscopio de epifluorescencia estándar con una platina motorizada a la imagen automáticamente embriones de pez cebra y detectar la fluorescencia específica del tejido. El uso de pez cebra transgénico que reportan la actividad del receptor de estrógeno a través de la expresión de GFP, hemos desarrollado un procedimiento semi-automático para la detección de ligandos del receptor de estrógeno que activan el reportero en una manera específica de tejido. En este video se describen los procedimientos para poner en orden embriones de pez cebra a las 24-48 horas después de la fecundación (HPF) en una placa de 96 pocillos y la adición de pequeñas moléculas que se unen a receptores de estrógeno. En 72-96 HPF, las imágenes de cada pocillo detoda la placa se recogen de forma automática y la inspección manual de la fluorescencia específica del tejido. Este protocolo demuestra la capacidad para detectar los estrógenos que activan los receptores en las válvulas del corazón, pero no en el hígado.

Introduction

Pez cebra transgénico se han desarrollado que permite la visualización directa de la actividad en las vías de señalización, tales como factores de crecimiento de fibroblastos 1, el ácido retinoico 2 y 3 estrógenos, en embriones vivos. Estas herramientas permiten la detección de productos químicos que perturban las vías de señalización (ensayada como el cambio en la intensidad de fluorescencia) o para los productos químicos que modulan la señalización de una manera específica de tejido (el cambio en la localización de la fluorescencia) 4. Captura de imagen automatizada aumenta el rendimiento de las pantallas químicas dramáticamente 5,6. Pantallas que la fluorescencia de ensayo de forma automática en el pez cebra en vivo a menudo dependen de un equipo caro y especializado. La llamada de cribado de alto contenido proporciona el beneficio de alta resolución, formación de imágenes cuantitativo pero a costa de la utilización de lectores de placas especializadas equipadas para microscopía confocal 7,8. El objetivo de este método es automáticamente ensayo de fluorescencia específica de tejido en embriones de pez cebraen una placa de 96 pocillos usando un microscopio de epifluorescencia estándar. La fluorescencia específica del tejido se puede distinguir usando esta técnica y puede ser un enfoque razonable para los laboratorios que no tienen acceso a lectores de placas o equipos especializados-alto contenido de cribado.

En este protocolo, utilizamos imágenes automatizado para detectar los receptores de estrógenos específico de tejido (ER) agonistas en el pez cebra en vivo en 3 días después de la fertilización (dpf). La línea transgénica Tg (5xERE: GFP) c262/c262 contiene 5 secuencias en tándem de respuesta de estrógeno de elementos de ADN (ERE) aguas arriba de la proteína verde fluorescente (GFP) 3. En ausencia de ligando, el ERS son normalmente inactivo. La unión del ligando provoca un cambio conformacional, permitiendo que los receptores de unirse al ADN y regulan la transcripción ERE 9. 5xERE: peces GFP se pueden utilizar para cribar bibliotecas químicas para moduladores de ER y se pueden utilizar para cribar muestras de agua ambiental para los contaminantes estrogénicos.

Protocol

NOTA: Este protocolo fue aprobado por la Universidad de Alabama en Comité de Cuidado de Animales y el empleo Institucional Birmingham. 1. Cría de pez cebra y huevo Colecciones Tres días antes de comenzar la exposición a sustancias químicas, montar tanques de cría con separadores a hombres y mujeres por separado. Rellene cada mitad del tanque con agua del sistema de acuicultura. El uso de una red, transferencia de TG (5xERE: GFP) peces c262/c262</em…

Representative Results

La Figura 1 muestra imágenes compuestas a partir de pocillos individuales de una placa de 96 pocillos. Cada imagen compuesta se compone de 59 imágenes individuales con 5% imagen de superposición. Tenga en cuenta que el pez cebra en vivo están orientadas aleatoriamente dentro de cada pocillo, sin embargo, son capaces de distinguir la fluorescencia en el corazón desde el hígado. Imágenes de campo claro son útiles como referencias para evaluar la orientación del pez cebra y visualizar anormalidade…

Discussion

Este protocolo describe un método directo para automáticamente una imagen de fluorescencia específica de tejido en embriones de pez cebra. El protocolo fue desarrollado utilizando un Zeiss Axio Observer. Z1 con el software de Zen Azul 2011, sin embargo, la técnica se puede adaptar usando cualquier microscopio invertido con una platina motorizada y software de control de microscopio que puede realizar suelo de baldosas para crear imágenes compuestas. Equipar a un microscopio invertido con una platina motorizada pued…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Damos las gracias a Susan Farmer y el personal del centro de investigación de la UAB pez cebra para el cuidado de pez cebra. Financiamiento proporcionado por los fondos de puesta en marcha del Departamento de Farmacología y Toxicología.

Materials

Name of Material/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Plastic transfer pipettes; wide bore Fisher 13-711-23
Plastic transfer pipettes; fine tip Fisher 13-711-26
96-well, round, flat bottom plates Fisher 21-377-203
100 x 35mm paltes Fisher 08-757-100D
35 x 60mm plates Fisher 08-757-100B
Dumont #5 fine forceps Fine Science Tools 11254-20 tip dimensions 0.05 x 0.01 mm, for manually removing chorions from embryos
Tricane methanesulfonate Sigma Aldrich A5040-25G see Zebrafish Book for recipe (http://zfin.org/zf_info/zfbook/chapt10.html#wptohtml63) 
1-phenyl 2-thiourea (PTU) Sigma Aldrich P7629-10G Prepare 20 mM stock (100x) and use at 200 μM in E3B 
Zeiss Axio Observer Z1 Carl Zeiss Protocol requires an inverted fluorescence microscope with a motorized stage
20x long working distance objective Carl Zeiss We use an objective with 0.4 NA and 8.4 mm working distance
Axiocam HRm digital camera Carl Zeiss
ZenBlue 2011 microscope control software Carl Zeiss Protocol requires microscopy automation and control software to enable capturing of tiled images using a motorized stage
Methylene Blue Sigma Aldrich  MB-1; 25 grams make 2% solution in RO water for use in E3B (below)
E3B 60X E3 SOLUTION:
NaCl                    – 17.2 grams
KCl                       – 0.76 grams
CaCl2-2H2O     – 2.9 grams
MgSO4-7H2O  – 4.9 grams or MgSO4 – 2.39 grams
Dissolve in 1 liter Milli-Q water; store in sterile 1 liter bottle.

1X E3B SOLUTION FOR ZEBRAFISH:
60X E3      150mls
2% methylene blue     100μl 
Bring to 9 liters with Milli-Q water
 

References

  1. Molina, G., Watkins, S., Tsang, M. Generation of FGF reporter transgenic zebrafish and their utility in chemical screens. BMC Developmental Biology. 7, 62 (2007).
  2. Perz-Edwards, A., Hardison, N. L., Linney, E. Retinoic acid-mediated gene expression in transgenic reporter zebrafish. Developmental Biology. , 89-101 (2001).
  3. Gorelick, D. A., Halpern, M. E. Visualization of Estrogen Receptor Transcriptional Activation in Zebrafish. Endocrinology. 152, 2690-2703 (2011).
  4. Tsang, M. Zebrafish: A tool for chemical screens. Birth Defects Research Part C: Embryo Today: Reviews. 90, 185-192 (2010).
  5. Peravali, R., et al. Automated feature detection and imaging for high-resolution screening of zebrafish embryos. Biotechniques. 50, 319-324 (2011).
  6. Walker, S. L., et al. Automated reporter quantification in vivo: high-throughput screening method for reporter-based assays in zebrafish. PLoS One. 7, (2012).
  7. Vogt, A., et al. Automated image-based phenotypic analysis in zebrafish embryos. Developmental Dynamics. 238, 656-663 (2009).
  8. Vogt, A., Codore, H., Day, B. W., Hukriede, N. A., Tsang, M. Development of automated imaging and analysis for zebrafish chemical screens. J. Vis. Exp. , (2010).
  9. Gruber, C. J., Gruber, D. M., Gruber, I. M., Wieser, F., Huber, J. C. Anatomy of the estrogen response element. Trends in Endocrinology and Metabolism. 15, 73-78 (2004).
  10. Rovira, M., et al. Chemical screen identifies FDA-approved drugs and target pathways that induce precocious pancreatic endocrine differentiation. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 108, 19264-19269 (2011).
  11. Westerfield, M. The Zebrafish Book: A guide for the laboratory use of zebrafish (Danio rerio). , (2000).
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Cite This Article
Romano, S. N., Gorelick, D. A. Semi-automated Imaging of Tissue-specific Fluorescence in Zebrafish Embryos. J. Vis. Exp. (87), e51533, doi:10.3791/51533 (2014).

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