Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

إعداد ذبابة الفاكهة والتصوير الطولي من وظيفة القلب في فيفو باستخدام البصرية بالاتساق المجهري (OCM)

Published: December 12, 2016 doi: 10.3791/55002
Automatic Translation
1,2, 2,3, 1,2, 3,4, 2,3, 4, 5, 5, 1,2,3
1Bioengineering Program, Lehigh University, 2Center for Photonics and Nanoelectronics, Lehigh University, 3Department of Electrical and Computer Engineering, Lehigh University, 4State Key Laboratory of Software Engineering, Wuhan University, 5Genetics and Aging Research Unit, Department of Neurology, Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School

Introduction

دراسة طولية من القلب في الحيوانات الصغيرة تساهم في فهم مجموعة متنوعة من أمراض القلب والشرايين المتصلة بها الإنسان، مثل المتعلقة الجين عيوب القلب الخلقية 1،2. في العقود الماضية، نماذج حيوانية مختلفة، مثل 3،4 الماوس، القيطم 5،6، 7،8 الزرد، الطيور 9، وذبابة الفاكهة 10-16، وقد استخدمت لإجراء الإنسان القلب وتطوير الأبحاث ذات الصلة. وقد استخدم على نطاق واسع في نموذج الفأر لدراسة تطوير القلب العادية وغير العادية والظواهر عيب في القلب بسبب التشابه مع 3،4 قلب الإنسان. الجنين القيطم يكون مفيدا بشكل خاص في دراسة التنمية القلب نظرا لسهولة التعامل والجزئي 5،6 الشفافية. الشفافية في جنين واليرقة في وقت مبكر من طراز الزرد يسمح للمراقبة البصرية سهلة من 7،8 تطوير القلبية. نموذج الطيور هو موضوع مشترك للدراسات القلب التنموية becausالبريد قلب يمكن الوصول إليها بسهولة بعد إزالة قشر البيض والتشابه الصرفي من قلوب الطيور إلى البشر 9. نموذج ذبابة الفاكهة لديه بعض الميزات الفريدة التي تجعله مثاليا لإجراء دراسات طولية من القلب. أولا، وأنبوب القلب من ذبابة الفاكهة هو ~ 200 ميكرون تحت السطح الظهري، التي توفر الراحة للوصول البصرية ومراقبة القلب. بالإضافة إلى ذلك، يتم حفظها العديد من الآليات الجزيئية ومسارات الوراثية بين ذبابة الفاكهة والفقاريات. تم العثور على orthologs أكثر من 75٪ من جينات المرض الإنسان في ذبابة الفاكهة، والتي جعلت من استخدامها على نطاق واسع في الدراسات المعدلة وراثيا 11،13. وعلاوة على ذلك، فإنه لديه دورة حياة قصيرة وانخفاض تكاليف الصيانة، وكان يشيع استخدامها كنموذج عينة للبحوث البيولوجيا التطورية 14-16.

ووصفت التقارير السابقة البروتوكولات لرصد وظائف القلب ذبابة الفاكهة مثل انهartbeat. ومع ذلك، كان مطلوبا إجراءات تشريح 17،18. يوفر التصوير الضوئي وسيلة فعالة لتصور تطور القلب في الحيوانات نظرا لطبيعتها غير الغازية. وقد تم تطبيق مختلف طرائق التصوير الضوئي في أداء الحيوان دراسة القلب، مثل ثنائي الفوتون المجهري 19، الفحص المجهري متحد البؤر 20،21، وعلى ضوء ورقة الفحص المجهري 22، والتصوير المقطعي التماسك البصري (أكتوبر) 16،23-26. نسبيا، أكتوبر قادرة على توفير عمق التصوير عظيم في قلوب الحيوانات الصغيرة دون استخدام عوامل التباين، مع الحفاظ على دقة عالية وسرعة التصوير عالية جدا، والتي هي مهمة لتصوير الحيوانات الحية. بالإضافة إلى ذلك، انخفاض تكلفة تطوير نظام أكتوبر وقد عمرت هذه التقنية للتصوير الضوئي من العينات. وقد استخدم أكتوبر بنجاح لدراسة طولية من ذبابة الفاكهة. باستخدام أكتوبر، وقد تم إجراء القلب التصوير المورفولوجية والوظيفية لدراسة هياكل القلب، وظائفهاالأدوار tional من الجينات، وآليات عيوب القلب والأوعية الدموية في نماذج متحولة خلال تطوير القلب. على سبيل المثال، تم تأكيد تعتمد على سن انخفاض وظيفة القلب مع (ACER) الجين التنظيم أسفل المحول للأنجيوتنسين المتعلقة الانزيم في ذبابة الفاكهة مع 27 أكتوبر. وقد تجلى Phenotyping من اعتلال عضلة القلب المتعلقة الجيني في ذبابة الفاكهة باستخدام أكتوبر 28-33. كما كشفت الأبحاث التي تستخدم أكتوبر دور وظيفي من الجينات SOX5 البشري في قلب ذبابة الفاكهة 34. مقارنة مع أكتوبر، يستخدم OCM هدفا مع الفتحة العددية أعلى لتوفير تحليل أفضل عرضية. في الماضي، وقد تمت دراسة الخلل القلب الناجم عن إسكات الجينات الساعة البيولوجية البشرية ortholog dCry / dClock باستخدام نظام OCM مخصصة 15،16، فضلا عن تأثير ارتفاع الدهون الحمية على بعضلة القلب في ذبابة الفاكهة لفهم السمنة التي يسببها الإنسان أمراض القلب. 15

هنا، التتلخص البريد بروتوكول تجريبي لدراسة طولية من التغيرات الشكلية والوظيفية القلب في ذبابة الفاكهة في الطور الثاني (L2)، الطور الثالث (L3)، يوم خادرة 1 (PD1)، يوم خادرة 2 (PD2)، خادرة يوم 3 (PD3) ، خادرة يوم 4 (PD4)، يوم خادرة 5 (PD5)، والكبار (الشكل 1) باستخدام OCM لتسهيل دراسة أمراض القلب الخلقية المتعلقة الإنسان. وقد تم تحليل المعلمات الوظيفية القلب، مثل الموارد البشرية وCAP كميا في مراحل النمو المختلفة للكشف عن ملامح التطوير في القلب.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. إعداد نظام OCM للتصوير الضوئي من ذبابة الفاكهة 16

  1. حدد مطياف وخط عالية السرعة كاميرا المسح الضوئي التي توفر الإطار معدل لا يقل عن 80 إطار / ثانية وبالتالي فإن النظام OCM سوف تكون قادرة على حل ضربات القلب من ذبابة الفاكهة.
  2. استخدام مصدر ضوء النطاق العريض لضمان القرار المحوري من 2 ميكرون لتحديد بنية القلب ذبابة الفاكهة.
  3. استخدام هدفا 10X للحصول على قرار عرضية عالية.
  4. استخدام مرآة 45 ° قضيب لتعكس شعاع ضوء ذراع المرجعية ولتوليد شعاع ضوء ذراع عينة حلقي تمديد عمق التركيز في العينات.
  5. تطوير برنامج كمبيوتر مخصص للسيطرة على النظام OCM وإجراء القياسات.

2. ذبابة الفاكهة الثقافة

  1. معيار يطير إعداد الطعام
    1. وضع ~ 5 مل صيغة ذبابة الفاكهة فورية إلى قارورة البوليسترينأنبوب بمساعدة من ورقة شلال.
    2. صب ~ 8 مل من الماء إلى صيغة لتشبع الطعام بشكل سليم.
    3. إضافة المكملات الغذائية المختلفة إلى الطعام ذبابة القياسي لتجارب مختلفة. عند التحضير للعموم -retinal (ATR) الغذاء عبر لعلم البصريات الوراثي سرعة التجربة 35، واستخدام ماصة لاستخراج 100 ملي ATR وتذوب في ~ 8 مل من الماء للحصول على تركيز ATR من 1 ملم في الغذاء. بعد خلط حل موحد، من أجل حل في الصيغة ويحرك بشكل كاف.
    4. لإعداد بالدهون على النظام الغذائي لدراسة المرتبطة بالسمنة الاختلالات القلب في ذبابة الفاكهة، 10،15 مزيج ~ 10 مل صيغة مع 15 مل من الماء في كوب والحرارة لمدة 30 ثانية في فرن الميكروويف. وضع بعض عضوي زيت جوز الهند البكر الممتاز في كوب آخر وتسخينها لمدة 90 ثانية في فرن الميكروويف.
    5. استخراج 7.5 مل زيت جوز الهند وتخلط مع الصيغة مستعدة بدرجة كافية لجعل وزن / حجم نسبة زيت جوز الهند في الغذاء ~ 30/100، وعشرأون استخراج ~ 2 مل مختلطة المواد الغذائية ووضعها على الجزء السفلي من الأنبوب.
    6. الانتظار لمدة 1 دقيقة حتى يتشبع المتوسطة بدقة. ضغط الطعام بعناية مع سطح مستو لتحسين الظروف المعيشية للذبابة الفاكهة. إضافة 6-8 حبات من خميرة للصيغة المعدة، وتوصيل أنبوب مع مجموعة من القطن.
  2. ذبابة ثمار الصلبان والثقافة
    1. اخذت انبوب مع الطعام ذبابة القياسية استعداد، وإزالة القطن توصيله. نقل بعناية الذباب الكبار (الذكور والإناث) إلى أنبوب، وتوصيل أنبوب مع القطن على الفور. تحقق من القطن للتأكد من عدم وجود فجوة بين القطن وجدار أنبوب لمنع الذباب من الهروب من الأنبوب.
    2. الحفاظ على ذباب الفاكهة في الحاضنة عند 25 درجة مئوية لمدة التهجين. معظم الجينات نشط ويتم توليفها البروتينات الخلوية عند 25 درجة مئوية 36-39.
    3. خذ أنبوب الخروج من الحاضنة بعد 8 نقل يد لالكبار بإجراء الذباب من أنبوب للحصول على البيض في نفس المرحلة العمرية للسيطرة التجريبية.
    4. مواصلة زراعة البيض في الحاضنة عند 25 درجة مئوية، وهي درجة حرارة قياسية لتطوير ذبابة الفاكهة مع فترة التنمية من 8.5 أيام 40،41.
      ملاحظة: درجة الحرارة يؤثر على فترة التنموية (البيض إلى الكبار) ومستوى التعبير عن الجينات المختلفة.

3. إجراء التصوير الضوئي مع OCM

  1. جبل يطير اليرقة للتصوير الضوئي
    ملاحظة: بيضة تفقس ذبابة الفاكهة في 22-24 ساعة عند 25 درجة مئوية إلى اليرقة الطور الأول (L1). تبرز اليرقة الطور الثاني بعد 24 ساعة أخرى. أكبر شكل اليرقات هو اليرقة الطور الثالث، الذي الصوف بعد حوالي 24 ساعة. الخصائص الهيكلية في يرقة يمكن استخدامها لتمييز مراحل النمو المختلفة. حجم فمها بين الطور الأول والطور الثاني هو مختلف. الفمالسنانير أول اليرقة الطور صغيرة جدا وتبدو مثل اثنين من أزواج من البقع السوداء الصغيرة، في حين أن السنانير فم اليرقة الطور الثاني أكبر وهيكل هو أكثر وضوحا. هل تستخدم الفتحات التنفسية عادة لتحديد الطور الثاني والطور الثالث. وقد بالهراوات اليرقة الطور الثاني الفتحات التنفسية الأمامية، في حين، لالطور الثالث، وتشعبت في الفتحات التنفسية الأمامية. وسوف تبدأ حلقة البرتقالية الداكنة ليظهر في غيض من الفتحات التنفسية الخلفي في اليرقة الطور الثالث.
    1. تنطبق على قطعة من الشريط مزدوجة من جانب إلى شريحة ميكروسكوب نظيفة. طرد فقاعات الهواء تحت الشريط لتفادي الانعكاسات الناجمة عن فقاعات الهواء أثناء التصوير.
    2. تأخذ واحدة من الأنابيب مع الذباب مثقف الخروج من الحاضنة في مرحلة اليرقات.
    3. تحديد اليرقة في وسائل الإعلام، إزالته من وسائل الإعلام مع فرشاة ناعمة ومكان على منديل نظيف. إزالة أي طعام تمسك اليرقة مع فرشاة ناعمة رطبة وجافة على الأنسجة.
    4. نقل cleaneد تطير إلى الأنسجة تحت عدسة الهدف المجهر حقل واسع.
    5. ضبط بؤرة المجهر لإيجاد رؤية واضحة للذبابة. تحديد المرحلة التنموية الصحيحة لليرقة من الخصائص الهيكلية مع المجهر.
    6. ضع الطاير باستخدام فرشاة ناعمة. ضمان الجسم مباشرة مع الجانب الظهري التي تواجه التصاعدي للتحضير للتركيب على شريحة زجاجية من قبل الجانب الظهري. تنفيذ هذه الخطوة تحت المجهر.
    7. ضمان يرقة جافة تماما قبل التركيب على الشريط. وإلا فإن اليرقة لا تلتزم الشريط.
    8. عصا الجانب الظهري للذبابة وضعه على الشريط ضعف الجانب على شريحة زجاجية مع ضغط معتدل. لاحظ أن الكثير من الضغط قد تقتل ذبابة والقوة القليل جدا من شأنها أن تؤدي إلى يطير الحركة أثناء التصوير.
  2. التصوير الضوئي من ذبابة الفاكهة في أطوارها اليرقية (L2 و L3) مع OCM
    ملاحظة: التجويف واسعة من أنبوب القلب يمكن أن يكون فواوند تقع في قطاعات بين A5 إلى A8 في مراحل اليرقات (الشكل 1). تم الحصول على الصور OCM M-وضع عرضية (2D + الوقت) في الجزء A7 من أنبوب القلب لكل يرقة لتسهيل الانقباضي والانبساطي تحليل.
    1. وضع اليرقات التي شنت على المسرح عينة قابل للتعديل للنظام OCM على طول اتجاه ذ عرضية مع الجانب الظهري التي تواجه التصاعدي تحت عدسة الهدف. ثقب صغير في المرحلة عينة ضروري لوضع اليرقة لتجنب الاتصال مع الطائرة المرحلة.
    2. ضبط المرحلة عينة لتحريك أنبوب القلب من ذبابة الفاكهة إلى المستوى البؤري للشعاع التصوير. بسهولة العثور على شريحة A7، والعثور على المنطقة الخلفية لأنبوب القلب مع الوقت الحقيقي عبر قطاعات صور OCM في البرنامج الحصول على الصور. ثم نقل إلى الأمام حتى مرحلة شريحة A7 مرئيا.
    3. تعيين المعلمات من البرنامج الحصول على الصور إلى 100 ألف بالاشعة في B-الفحص (الإطار)، و 100 B-بالاشعة، وscanneص الجهد لتغطية ~ 0.28 مم في اتجاه س عرضية، و 0 V في الاتجاه ذ عرضية. انقر على زر "ابدأ" في البرنامج للحصول على البيانات من الضوضاء في الخلفية عن خلفية الطرح عن طريق عرقلة مسار الشعاع عينة بقطعة قماش سوداء.
      ملاحظة: 3 من 100 لقطة يمكن استخدامها لخلفية الطرح.
    4. تعيين المعلمات من البرنامج الحصول على البيانات إلى 128 ألف بالاشعة في B-المسح الضوئي، 4096 بمسح B، والماسح الضوئي الجهد لتغطية ~ 0.28 مم في اتجاه س عرضية، و 0 V في الاتجاه ذ عرضية. انقر على زر "ابدأ" في البرنامج للحصول على مستعرض الصور M الوضع في قطاع A7 من الأنبوب يطير القلب على منطقة تغطي 0.28 س 0.57 ملم 2 لمدة 30 ثانية.
    5. منع شعاع التصوير باستخدام قطعة قماش داكنة أثناء عملية توفير البيانات لتجنب التعرض المطول للقلب يطير إلى ضوء التصوير.
    6. تكرار القياس لمدة 5 مرات للحصول على قياس موثوق به للمتعة القلبction.
    7. تعيين المعلمات من البرنامج الحصول على الصور إلى 400 ألف بالاشعة في B-المسح الضوئي، 800 B-بالاشعة، والماسح الضوئي الجهد لتغطية ~ 1.7 مم في اتجاه س عرضية، و~ 4 مم في الاتجاه ذ عرضية. نقل المرحلة في كلا الاتجاهين لضمان ذبابة الفاكهة كامل يمكن تصوير. انقر على زر "ابدأ" في البرنامج للحصول على بيانات واحدة للحصول على صور من ذبابة الفاكهة في 3 أبعاد. ملاحظة: هيكل ذبابة 3D يمكن عرضها باستخدام برنامج أميرة 3D
    8. استخدام فرشاة ناعمة مبللة لترطيب الطاير قياس وبلطف إزالته من شريحة زجاجية. تحريكه في أنبوب منفصل عن التطوير المستمر. تسمية أنبوب للدراسة طولية من خلال المراحل التنموية القادمة.
  3. صورة ذبابة الفاكهة في مراحل العذراء
    وقد تم نقل كل ذباب الفاكهة من التصوير من PD1 إلى PD5: ملاحظة. كما هو مبين في التخطيطي يرقة في الشكل 1B، يبقى تجويف واسع في A5 إلى شرائح A8 من اله أنبوب القلب حتى PD1. من PD2، تبدأ غرفة مخروطية لتطوير بين A1 إلى شرائح A4. للحصول على صور متناسقة وتسهيل التحليل القلب، وقد تم الحصول عرضية الصور M-وضع من قطاع A7 في PD1، ومن قطعة A1 بعد PD2، كما تميز في الشكل 1B.
    1. صورة ذبابة الفاكهة في PD1
      ملاحظة: ذبابة الفاكهة لديها puparium الأبيض لنافذة زمنية قصيرة (0-1 ساعة) خلال PD1. هذه النافذة الوقت المثالي لأداء التصوير الضوئي من خادرة في وقت مبكر لأن الشفافية العالية تؤدي إلى اختراق الضوء العالي للتصوير OCM.
      1. كما تم العثور على ذباب الفاكهة على جدار الأنبوب عندما تصبح خادرة، وإزالة خادرة من أنابيب الفردية للتصوير في PD1 مع فرشاة ناعمة رطبة، وتنظيف خادرة مع الفرشاة إذا كان هناك الغذائية عالقة على الجسم.
      2. جبل ذبابة الفاكهة على شريحة زجاجية صغيرة مباشرة مع فرشاة مبللة والحفاظ على الجانب الظهري التي تواجه التصاعدي (الشكل 1A
      3. إزالة المياه الزائدة من جانب هيئة الطيران.
      4. وضع شريحة زجاجية على المسرح عينة من نظام OCM، والحفاظ على ذبابة الفاكهة على القمة. البحث عن صورة واضحة في الوقت الحقيقي من قطاع A7 من قلب الذبابة استخدام نفس الاستراتيجية موضح في قياس يرقة.
      5. تعيين نفس المعلمات من البرنامج الحصول على البيانات كما في القسم 3.2، وصورة ضربات القلب في الجزء A7 لاكتساب عرضية M-وضع والصور 3D.
      6. بعد التصوير، واستخدام الملقط لوضع شريحة زجاجية مع خادرة مرة أخرى في أنبوب للثقافة مستمرة.
    2. صورة ذبابة الفاكهة في PD2 إلى مراحل PD5
      ملاحظة: منذ العينة يصبح أكثر وأكثر غموضا خلال المراحل العذراء، سيتم تخفيض عمق الاختراق من نظام التصوير.
      1. استخدام الملقط لإزالة بعناية الزجاج الصورةشنت LIDE مع الذبابة في PD2 من أنبوب للتصوير. في PD2، وقذيفة عينة تصبح صفراء ويصبح الجسم أقل شفافية مقارنة PD1 (الشكل 1).
      2. وضع الشريحة على المسرح عينة من نظام OCM.
      3. ضبط المرحلة عينة لتحريك الطيران في طائرة الوصل من شعاع التصوير من نظام OCM. العثور على نهاية الأمامي من أنبوب القلب في الوقت الحقيقي مع صورة OCM مستعرضة. نقل ~ 50 ميكرون في الاتجاه الخلفي للعثور على قطعة A1 من أنبوب القلب.
        ملاحظة: عند هذه النقطة التنمية القلب (PD2)، وغرفة مخروطية تكون صغيرة جدا ولا يجوز الضرب.
      4. جمع عرضية مجموعات البيانات M-وضع من قطاع A1 فضلا عن بيانات 3D باستخدام نفس الطريقة مراحل النمو السابقة.
      5. وضع الشريحة إلى أنبوب بعناية للثقافة مستمرة.
        ملاحظة: في PD3، لون العينة في وعاء أغمق من ذلك في مرحلة PD2. في مرحلة PD4، كاليفورنيا خطوط سوداءن ملاحظتها داخل وعاء من العينات. فإن بعض الذباب تتطور الى الكبار من هذه المرحلة في اليوم التالي، في حين أن آخرين سوف تتطور إلى PD5. في مرحلة PD5، خطوط سوداء، بل هي أكثر وضوحا ينظر في ذباب الفاكهة. وسوف تصبح هذه الذباب الكبار في اليوم التالي.
  4. صورة ذبابة الفاكهة في المرحلة الكبار
    ملاحظة: في مرحلة البلوغ، الذباب الإناث والذكور يمكن تمييزها حسب حجم الجسم ولون البطن. الإناث البالغين لديهم حجم أكبر، في حين أن الذكور أصغر حجما وفي أسفل البطن الداكنة اللون.
    1. خذ أنبوب الخروج من الحاضنة عندما تطور ذبابة الفاكهة إلى الكبار، ونقل الكبار يطير إلى ~ 45 مل قارورة فارغة.
    2. تراجع نهاية ماصة (~ 1 سم طول، ~ مم 3) من عصا في التخدير، ووضع عصا في قارورة، وتوصيل أنبوب مع مجموعة من القطن للحفاظ على نهاية مخدر تحت القطن توصيل فقط و انيسthetize الطاير لمدة 3 دقائق. مدة التخدير تعتمد على حجم الذبابة، ويمكن أن تختلف بين 2،5-3،5 دقيقة (على سبيل المثال: الذكور مقابل 2.5 دقيقة، أنثى لمدة 3 أو 3.5 دقيقة).
    3. إعداد شريحة زجاجية مع قطعة من الشريط مزدوجة من جانب.
    4. نقل ذبابة تخدير على شريحة زجاجية مع الجانب الظهري تواجه أعلى باستخدام فرشاة ناعمة.
    5. فصل الأجنحة باستخدام الملقط والعصا الأجنحة على الشريط تحت المجهر لإصلاح الطاير وفضح منطقة القلب للتصوير.
    6. صورة الطاير من قطاع A1 من القلب ذبابة (الشكل 1). في نهاية التجربة، يمكن التضحية الطاير.

4. التصوير تحليل 16

  1. تطوير برامج ماتلاب لتحويل 2D و 3D الملفات الثنائية التي تم جمعها مع البرنامج الحصول على صورة لملفات الصور.
  2. استخدام يماغيج لتحديد المنطقة أنبوب القلب في مستعرض الصور M-وضع وخوارزمية عصا سحرية ليخلققناع عصام المنطقة القلب لكل صورة M-وضع عرضية. شريحة المنطقة ملثمين واستخدام خوارزمية لتقصي الذروة لتحديد المواقع الانقباضي والانبساطي. حساب الوقت تعتمد التغييرات قطرها القلب من مستعرض الصور M واسطة.
  3. على أساس الوقت اكتسب أقطار القلب التابعة، حساب المعلمات القلب مثل الموارد البشرية، وفترة النشاط القلبي (CAP)، نهاية قطرها انبساط (إد)، نهاية قطرها إنقباض (ESD)، نهاية منطقة انبساط (EDA)، ووضع حد لمنطقة انقباض ( وكالة الفضاء الأوروبية). حساب تقصير كسور (FS) مع المعادلة 1
  4. استخدام يماغيج لتحليل الصور 3D OCM لتصور التطوير الهيكلي للقلب الذبابة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

أجري تصوير القلب طولية باستخدام ذبابة الفاكهة مع 24B-GAL4 / + السلالة في درجة حرارة الغرفة مع OCM. أجريت القياسات في L2، L3، وفي 8 فترات ساعة من PD1 إلى PD4، ويوم والكبار 1 (AD1) لتتبع عملية التحول (الجدول 1). وقد شنت يرقة، خادرة في وقت مبكر، في وقت متأخر خادرة والكبار الذباب على الشرائح الزجاجية كما رأينا في الشكل 1A. وقد أظهرت ملامح جزء من القلب لالذباب اليرقات والكبار في التمثيل التخطيطي في الشكل 1B.

في هذه الدراسة التنموية، تم الحصول على 4096 لقطة في 32 ثانية مع نظامنا OCM مخصص لتتبع القلب النابض للذبابة الفاكهة. لتحسين دقة القياس، اتخذت خمسة قياسات المتكررة لكل عينة في كل مرحلة التطوير. كما يمكن الحصول على بيانات 3D لمراقبة التغيرات بنية القلب أثناء التحول.

كانت عرضية M-وضع والصور 3D ج reated مع برامج ماتلاب العرف ويماغيج. أون شيدت صور الوجه والأجزاء المحورية أيضا من البيانات التي حصل عليها لتصور عملية إعادة تشكيل القلب أثناء ذبابة الفاكهة التحول (الشكل 2). لقياس وظيفة القلب من ذبابة الفاكهة، ومجزأة منطقة القلب تلقائيا باستخدام برنامج ماتلاب المخصصة من جميع الأطر 4096. معدل يطير القلب (HR) يمكن قياسها من الصور OCM عرضية M-وضع (الشكل 3A). خلال مراحل العذراء، والقلب ذبابة الفاكهة توقف الضرب في بعض الأحيان 16. قدمنا معلمة الوظيفية القلب جديدة، فترة نشاط القلب (CAP) لتحديد نسبة من فترة مع ضربات القلب إلى إجمالي وقت التصوير (الشكل 3B). إد، البيئة والتنمية المستدامة، جمعية الإمارات للغوص، واستخدمت وكالة الفضاء الأوروبية، وFS أيضا لقياس التغيرات غرفة القلب في كل من محوري والعرضي أبعاد أثناء تطوير ذبابة الفاكهة. 16

محتوى "> في مراحل اليرقات، يبدأ أنبوب القلب في مؤخرة البطن A8 المنطقة مع التجويف أوسع (A5 - A8 في الشكل 1B) وينتهي عند الأمامي A1 جزء الظهرية التي يبلغ قطرها أضيق (T3 / A1 - A5 في الشكل 1B ). وتقع غرفة القلب إعلامي وظهريا ونما أكبر خلال L2 (الشكل 2 أ، ب) وL3 (الشكل 2 ج، د). وبعد دخول PD1، لوحظ أنبوب القلب تشغيل محوريا فوق الجزء العلوي من الهواء تتحرك فقاعة (الشكل 2 ه، و) حول 10 - وبعد 13 ساعة، اختفت الفقاعة بعد تشكيل puparium والتجويف واسعة وأصبحت مقلوبة منذ أنبوب القلب الأمامي تقع من الناحية البطنية، وكان أنبوب القلب كله غير مرئية باستثناء المنطقة الخلفية في. . الصور OCM ~ 12 ساعة بعد تشكيل puparium في وقت لاحق خلال PD2، غرفة القلب محاذاة تدريجيا على طول البطن ظهري، والجزء الخلفي (A6 - A8) من القلب تم القضاء على (الشكل 2 ز، ح) 42،43. وبدأت غرفة مخروطية لتطوير ~ A1 - A4 القطاع خلال PD2 ونمت في الحجم حتى مرحلة البلوغ (الشكل 2 ط - م).

بالإضافة إلى مراقبة التغيرات الهيكلية، تم العثور على العديد من التغييرات الوظيفية وكذلك خلال إعادة القلب. الصور M-وضع هو مبين في الشكل (3) تدل على أن ضربات القلب تباطأ بشكل ملحوظ من مرحلة اليرقات إلى طور العذراء، ثم زاد إلى حد كبير من خادرة إلى الكبار. وقد لوحظت تغييرات هامة الموارد البشرية خلال دورة حياة (الشكل 4A). وعلاوة على ذلك، تم تحليل فترة النشاط القلبي (CAP) لجميع العينات قياس من L2 لAD1 (الشكل 4B). كما هو مبين في الشكل (4)، والموارد البشرية يحمل في ~ 277 نبضة في الدقيقة (بي بي إم) لL2 و L3. عند دخول مراحل العذراء في وقت مبكر هناك انخفاض ملحوظ في الموارد البشرية وCAP. يتم تخفيض الموارد البشرية ل86 ± 11 نبضة في الدقيقة في بداية PD1، ويستمر في الانخفاض إلى 26 ± 8 نبضة في الدقيقة بواسطة البريدالثانية من PD1 يأتي في النهاية الى وقف كامل في PD2 في وقت مبكر. واحد الاكتشاف المثير للاهتمام هو الفترة الممتدة من الخمول القلب لوحظ حول مرحلة PD2 (~ 24 ساعة - 48 ساعة بعد تشكيل puparium)، وأشار إلى diastalsis التنموية كما القلب 16. في نهاية PD2، وبطء ضربات متقطعة يستأنف (HR 17 نبضة في الدقيقة ± 6 مع CAP 5 ± 2). طوال PD3 وPD4 والموارد البشرية وزيادة CAP حتى وصلت 392 ± 32 نبضة في الدقيقة و 95 ± 3٪ في اليوم الأول من مرحلة البلوغ (بعد 5 أيام ابتداء من طور العذراء).

شكل 1
الشكل 1. تركيب من ذبابة الفاكهة في مراحل مختلفة والتمثيل التخطيطي لمسخ القلب. (أ) تركيب اليرقات، العذراء، والكبار WT (24B-GAL4 / +) يطير على الشرائح الزجاجية. (ب) تمثيل تخطيطي للمسخ القلب. السهام الحمراء على اليرقة وتعليم الكبار schemati(ج) للدلالة على مواقع OCM M-وضع التصوير حتى PD1 24 ساعة ونقطة زمنية لاحقة، على التوالي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2. ذبابة الفاكهة تغيرات شكلية القلب. أون الوجه والمحورية الصور OCM قطاعات من ذبابة الفاكهة WT التي تم الحصول عليها في (أ، ب) L2 (ج، د) L3 (ه، و) PD1 (ز، ح) PD2 (ط، ل) PD4 و (ك، م) الكبار مراحل. وقد تم الحصول على الصور M-وضع القلب ذبابة الفاكهة من قطاع A7 حتى PD1 ومن قطعة A1 لمراحل لاحقة. الحانات النطاق في أون الوجه ومحوري الصور المقطعية دلالة 200 ميكرون و 500 ميكرون، صespectively. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (3)
الشكل 3. ذبابة الفاكهة القلب التغييرات الوظيفية. (أ) الصور M الوضع في مراحل النمو المختلفة تظهر التغييرات الموارد البشرية عبر دورة الحياة. (ب) أمثلة مما يدل على فترة نشاط القلب (CAP) حساب. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (4)
الشكل 4. التحليل الكمي للمعلمة القلب وظيفيةالصورة في WT الذباب في مراحل النمو المختلفة، بما في ذلك L2، L3، مراحل العذراء في فترات ساعة 8، وAD1. (أ) الموارد البشرية. (ب) CAP. شريط خطأ من كل مجموعة تمثل الانحراف المعياري. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

المرحلة التنموية
L2 L3 PD1 PD2 PD3 PD4 AD1
8 ساعة 16 ساعة 24 ساعة 32 ساعة 40 ساعة 48 ساعة 56 ساعة 64 ساعة 72 ساعة 80 ساعة 88 ساعة
عدد العينات 21 17 13 19 19 19 19 19 19 18 17 18 9 25

الجدول 1. عدد WT ذبابة الفاكهة تقاس في مراحل النمو المختلفة في دراسة التنموي القلب.

فيديو 1
فيديو 1. تتبع من نبضات على طول الزمني البعد والموافق غرفة القلب القطر تغيير على طول ض الاتجاه (اتجاه محوري) في WT تطير في L2. قلب كان الضرب قريب بسرعة بمعدل ثابت. الرجاء انقر هنا لعرض هذا الفيديو. (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل.) P>

فيديو 2
فيديو 2. تتبع من نبضات على طول الزمني البعد والموافق غرفة القلب القطر تغيير على طول ض الاتجاه (اتجاه محوري) في WT تطير في PD1. بدأ الموارد البشرية في الانخفاض. الرجاء انقر هنا لعرض هذا الفيديو. (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل.)

فيديو 3
فيديو 3. تتبع من نبضات على طول الزمني البعد والموافق غرفة القلب القطر تغيير على طول ض الاتجاه (اتجاه المحورية) في WT تطير في PD2. توقف قلب ينبض تماما خلال ذلك الوقت. كان من المقرر أن الضوضاء التصوير التذبذب من تآمر ض قطر. الهدف = "_ فارغة"> الرجاء انقر هنا لعرض هذا الفيديو. (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل.)

فيديو 4
فيديو 4. تتبع من نبضات على طول الزمني البعد والموافق غرفة القلب القطر تغيير على طول ض الاتجاه (اتجاه المحورية) في WT تطير في PD4. بعد PD2، بدأ الموارد البشرية وCAP في الزيادة. الرجاء انقر هنا لعرض هذا الفيديو. (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل.)

فيديو 5
فيديو 5. تتبع من نبضات على طول الزمني البعد والموافق غرفة القلب القطر تغيير على طول ض الاتجاه (اتجاه المحورية) في وزن الذبابة في AD1. كان HR وهي أعلى نسبة بين جميع المراحل وكان CAP ما يقرب من 100٪.rce.jove.com/files/ftp_upload/55002/video5.mp4 "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض هذا الفيديو. (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل.)

فيديو 6
فيديو 6. مما يجعل 3D الهيكلي للذبابة اليرقات. الرجاء انقر هنا لعرض هذا الفيديو. (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل.)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

وسرعة ضربات القلب من ذبابة الفاكهة، مع حد أقصى لHR حوالي 400 نبضة في الدقيقة في مراحل اليرقات والكبار، يتطلب عالية السرعة التصوير لحل الإنبساط القلب والإنقباضات (ما لا يقل عن 80 لقطة / ثانية استنادا إلى الخبرات). نظرا لصغر حجم الغرفة القلب وميكرون على نطاق وسمك جدار القلب (5-10 ميكرون)، وهو قرار مكانية عالية (أفضل من 2 ميكرون) مطلوب لحل الهياكل أنبوب القلب. في هذه الدراسة تم تطوير استبانة عالية ونظام OCM سرعة عالية جدا، حيث تم استخدام مطياف مع انتقال 600 خطوط / مم صريف وكاميرا خط المسح 2،048 بكسل. يتم توفير معدل A-فحص 20 كيلو هرتز بواسطة الكاميرا خط المسح الضوئي. معدل الإطار من 128 لقطة / ثانية بسرعة كافية لالتقاط ضربات القلب ذبابة الفاكهة في مراحل تنموية متعددة، بما في ذلك L2، L3، PD1، PD2، PD3، PD4، PD5، والكبار. وكان مصدر الضوء مصدر واسع النطاق الترددي ضوء supercontinuum مع طول موجة المركزي وعرض النطاق الترددي من ~ 800 نانومتر، و~220 نانومتر على التوالي وحصل على قرار المحوري ~ 1.3 ميكرومتر في الأنسجة. تم استخدام الهدف 10X في الذراع عينة لتحقيق قرار عرضية من ~ 3.9 ميكرون. منذ أنبوب القلب من ذبابة الفاكهة حوالي 200 ميكرون تحت السطح الظهري، مطلوب عمق التصوير من على بعد مئات الامتار ميكرون. ويمكن استخدام قضيب مرآة 45 درجة لتوليد شعاع عينة حلقي وتمديد عمق التركيز في العينة 44. تم تحديد حساسية و 3 ديسيبل لفة قبالة ليكون 96 ديسيبل و 600 ميكرون، على التوالي مع قوة ذراع عينة من ~ 9 ميغاواط. تم استخدام برنامج كمبيوتر مخصص للسيطرة على النظام OCM وإجراء القياسات. الصور الهيكلية القلب والمعلمات الوظيفية التي تم الحصول عليها تثبت جدوى استخدام OCM لوصف التشكل وظيفة القلب وذبابة الفاكهة كميا طوال دورة حياتها كلها.

حاليا، يتم استخدام العديد من التقنيات الأخرى أيضا إلى صورة صغيرةهيكل القلب أو الدالة الحيوانية، مثل التصوير المقطعي (CT) والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، والموجات فوق الصوتية. يوفر OCM القرارات المكانية والزمانية أعلى من هذه التقنيات، مما يتيح تصور الهياكل الدقيقة وديناميكية سريعة في قلوب الحيوانات. المجهر متحد البؤر هي آخر تقنية التصوير المستخدمة على نطاق واسع، ولكن المنخفض اختراق التصوير وطلب من عوامل التباين التصوير تحد تطبيقاتها في الحيوانات الحية. نسبيا، OCM تمكن عالية السرعة وخالية من التسمية التصوير لتصور ديناميات القلب السريعة غير جراحية في الحيوانات الصغيرة. ومع ذلك، لا تزال هناك قيود OCM. على سبيل المثال، وعمق التصوير التي تقدمها OCM محدودة بسبب تشتت الضوء من عدة مئات من ميكرون إلى حوالي 1 ملم في الأنسجة بينما الموجات فوق الصوتية لديها أعماق اختراق ما يصل إلى 10 سم. بالمقارنة مع الفحص المجهري متحد البؤر، OCM لديه سرعة أعلى وأفضل عمق التصوير، ولكن مع انخفاض قرار وضعف المقابل الجزيئي. وعلاوة على ذلك، لدينا نظام OCM الحالي باالحوار الاقتصادي الاستراتيجي على أنظمة الكشف الطيفي المجال. أعلى سرعة التصوير على أساس اجتاحت مصدر OCM 45 قد توفر صورا أكثر وضوحا من ديناميات السريعة مثل ضربات القلب.

لإجراء دراسة طولية من القلب النابض في ذبابة الفاكهة مع OCM، وهناك العديد من الخطوات الحاسمة في البروتوكول. يجب التعامل مع الذباب بدقة جدا في جميع مراحل التجربة. يجب أن إدارة يرقة أن يكون لطيف لا سيما وأنه من السهل أن تضر يرقة، والتي يمكن أن تؤثر على بنية وظيفة القلب وفي مراحل النمو التالية. يجب وضع الذباب على الزجاج غطاء ومرحلة التصوير بدقة متناهية. سيئة الذباب وضع سيجعل من الصعب للحصول على صور عالية الجودة ويمكن أن يسبب القيم المعلمة القلب الهيكلية والوظيفية المنحرفة. بالإضافة إلى ذلك، نقل الكبار الذباب من أنبوب واحد إلى آخر، ويجب توصيل الكرة القطن تكون سريعة جدا لمنع هروبهم من الأنبوب.

دراسات مختلفة علىذبابة الفاكهة تطوير القلب لا يمكن أن يؤديها عن طريق تعديل البروتوكول. درجة الحرارة التي الذباب يتم تربيتها يمكن أن يزيد أو ينقص من 25 درجة مئوية إلى تغيير مستوى التعبير الجيني القلب وتغيير فترة التنمية الطاير. عن طريق إضافة بعض المكونات مثل زيت جوز الهند أو ATR إلى الغذاء القياسية، ويمكن تغيير وضع القلب. ويمكن إجراء دراسات محددة في النوع البري أو الذباب المعدلة وراثيا. عند دراسة الفاكهة تطوير ذبابة القلب طوليا، وفترات زمنية مختلفة يمكن استخدامها لإجراء قياسات OCM، على سبيل المثال، فاصل 8 ساعة يمكن أن تستخدم خلال مراحل العذراء. نظرا لحساسية محدودة من نظام OCM لدينا، وجدت الكثير من الضوضاء البقع موحد في مستعرض الصور M واسطة، والتي يمكن أن تجعل من الصعب التعرف بشكل صحيح إشارات انكماش القلب مع برامج ماتلاب وتقليل كفاءة تحليل البيانات. ويمكن زيادة حساسية عن طريق تحسين المواءمة بين نظام OCM. خوارزميات تصفية الأمثلينصح لإزالة جزء من البقع.

وقد تم تطبيق بروتوكول صفها لدراسة صمت orthologs الإيقاعية الإنسان، dCry وdClock الناجم عن عيوب القلب في ذبابة الفاكهة. وقد لوحظت الحقوقي انخفضت في مراحل النمو المختلفة، بما في ذلك يرقة، خادرة، والكبار 15،16. كشف النقاب عن دور الجينات الساعة البيولوجية في التنمية القلب، وهو ما قد يفسر العلاقة بين اضطرابات القلب والأوعية الدموية وأنماط الأنشطة ذات الصلة إيقاع الساعة البيولوجية. درست بالدهون على النظام الغذائي (HFD) اضطرابات القلب التي يسببها أيضا عن طريق تحليل التغيرات الوظيفية قلب ذبابة الفاكهة تتغذى على HFD 15. وأظهرت هذه الدراسات ليس فقط ذبابة الفاكهة باعتبارها أداة قوية في الدراسة التطويرية للبنية القلب ووظيفته، ولكن أيضا على أهمية دراسة طولية القلب في فهم الأمراض البشرية الخلقية وبعد الولادة. وستوفر هذه المنصة OCM تمكين مجموعة واسعة من الدراسات المستقبلية طن الجينات ترتبط أمراض القلب البشري.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Custom OCM imaging system Developed in our lab
my Temp Mini Digital Incubator Benchmark H2200-HC
Cover glass AmScope 200PCS
Cotton Ball RITE AID
Instant Drosophila Formula CAROLINA formula 4-24
Yeast ActiveDry
Microscope SONY WILD M420
Brush Loew-Cornell 245B being used to move specimens
Labview software National Instruments
ImageJ National Institutes of Health
Matlab Mathworks
Tweezer Wiha AA SA to fix the fruit fly wings
FlyNap Carolina Biological Supply Company 4,224,898
Scotch Permanent Double Sided Tape, 3 M Scotch
Pipette Fisherbrand MU18837
Organic Extra Coconut Oil Spring Valley 13183
Microscope Slide CapitolBrand M3504-E
Drosophila Vials SEOH 8401SS
All-trans-retinal Sigma-Aldrich Co. R2500

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Liberatore, C. M., Searcy-Schrick, R. D., Yutzey, K. E. Ventricular expression of tbx5 inhibits normal heart chamber development. Dev. Biol. 223 (1), 169-180 (2000).
  2. Christoffels, V. M., et al. Chamber formation and morphogenesis in the developing mammalian heart. Dev. Biol. 223 (2), 266-278 (2000).
  3. Wessels, A., Sedmera, D. Developmental anatomy of the heart: a tale of mice and man. Physiol. Genomics. 15 (3), 165-176 (2003).
  4. Savolainen, S. M., Foley, J. F., Elmore, S. A. Histology atlas of the developing mouse heart with emphasis on E11.5 to E18.5. Toxicol. Pathol. 37 (4), 395-414 (2009).
  5. Yang, V. X. D., et al. High speed, wide velocity dynamic range Doppler optical coherence tomography (Part II): Imaging in vivo cardiac dynamics of Xenopus laevis. Opt. Express. 11 (14), 1650-1658 (2003).
  6. Yelin, R., et al. Multimodality optical imaging of embryonic heart microstructure. J. Biomed. Opt. 12 (6), 064021 (2007).
  7. Bakkers, J. Zebrafish as a model to study cardiac development and human cardiac disease. Cardiovasc. Res. 91 (2), 279-288 (2011).
  8. Staudt, D., Stainier, D. Uncovering the molecular and cellular mechanisms of heart development using the zebrafish. Annu. Rev. Genet. 46, 397-418 (2012).
  9. Drake, V. J., Koprowski, S. L., Lough, J. W., Smith, S. M. Gastrulating chick embryo as a model for evaluating teratogenicity: a comparison of three approaches. Birth Defects Res. A. 76 (1), 66-71 (2006).
  10. Birse, R. T., et al. High-fat-diet-induced obesity and heart dysfunction are regulated by the TOR pathway in Drosophila. Cell Metab. 12 (5), 533-544 (2010).
  11. Bodmer, R. Heart development in Drosophila and its relationship to vertebrates. Trends in Cardiovas. Med. 5 (1), 21-28 (1995).
  12. Harvey, R. P. Nk-2homeobox genes and heart development. Dev. Biol. 178 (2), 203-216 (1996).
  13. Bodmer, R., Venkatesh, T. V. Heart development in Drosophila and vertebrates: conservation of molecular mechanisms. Dev Genet. 22 (3), 181-186 (1998).
  14. Cripps, R. M., Olson, E. N. Control of cardiac development by an evolutionarily conserved transcriptional network. Dev. Biol. 246 (1), 14-28 (2002).
  15. Men, J., et al. Optical coherence tomography for brain imaging and developmental biology. J. Sel. Top. Quantum Electron. 22 (4), 6803213 (2016).
  16. Alex, A., et al. A circadian clock gene, Cry, affects heart morphogenesis and function in Drosophila as revealed by optical coherence microscopy. PloS one. 10 (9), e0137236 (2015).
  17. Vogler, G., Ocorr, K. Visualizing the beating heart in Drosophila. J Vis Exp. (31), e1425 (2009).
  18. Cooper, A. S., Rymond, K. E., Ward, M. A., Bocook, E. L., Cooper, R. L. Monitoring heart function in larval Drosophila melanogaster for physiological studies. J Vis Exp. (33), e1425 (2009).
  19. Yalcin, H. C., et al. Two-photon microscopy-guided femtosecond-laser photoablation of avian cardiogenesis: noninvasive creation of localized heart defects. Am. J. Physiol. Heart C. 299 (5), H1728-H1735 (2010).
  20. Dolber, P. C., Spach, M. S. Conventional and confocal fluorescence microscopy of collagen fibers in the heart. J. Histochem. Cytochem. 41 (3), 465-469 (1993).
  21. Mao, H., Gribble, M., Pertsov, A. M., Wang, L., Shi, P. Understanding embryonic heart morphogenesis through automatic segmentation and confocal imaging with optical clearing. ISBI. , 1303-1306 (2014).
  22. Bouchard, M. B., et al. Swept confocally-aligned planar excitation (SCAPE) microscopy for high-speed volumetric imaging of behaving organisms. Nat. Photonics. 9 (2), 113-119 (2015).
  23. Boppart, S. A., et al. Noninvasive assessment of the developing Xenopus cardiovascular system using optical coherence tomography. Proc. Natl. Acad. Sci. 94 (9), 4256-4261 (1997).
  24. Kagemann, L., et al. Repeated, noninvasive, high resolution spectral domain optical coherence tomography imaging of zebrafish embryos. Molecular Vision. 14, 2157-2170 (2008).
  25. Jenkins, M. W., et al. Ultrahigh-speed optical coherence tomography imaging and visualization of the embryonic avian heart using a buffered Fourier Domain Mode Locked laser. Opt. Express. 15 (10), 6251-6267 (2007).
  26. Larin, K. V., Larina, I. V., Liebling, M., Dickinson, M. E. Live imaging of early developmental processes in mammalian embryos with optical coherence tomography. J. Innov. Opt. Health Sci. 2 (03), 253-259 (2009).
  27. Liao, F. -T., Chang, C. -Y., Su, M. -T., Kuo, W. -C. Necessity of angiotensin-converting enzyme-related gene for cardiac functions and longevity of Drosophila melanogaster assessed by optical coherence tomography. J. Biomed. Opt. 19 (1), 011014 (2014).
  28. Wolf, M. J., et al. Drosophila as a model for the identification of genes causing adult human heart disease. Proc. Natl. Acad. Sci. 103 (5), 1394-1399 (2006).
  29. Choma, M. A., Izatt, S. D., Wessells, R. J., Bodmer, R., Izatt, J. A. In vivo imaging of the adult Drosophila melanogaster heart with real-time optical coherence tomography. Circulation. 114 (2), e35-e36 (2006).
  30. Li, A., et al. Changes in the expression of the Alzheimer's disease-associated presenilin gene in drosophila heart leads to cardiac dysfunction. Curr. Alzheimer Res. 8 (3), 313 (2011).
  31. Choma, M. A., Suter, M. J., Vakoc, B. J., Bouma, B., Tearney, G. J. Heart wall velocimetry and exogenous contrast-based cardiac flow imaging in Drosophila melanogaster using Doppler optical coherence tomography. J. Biomed. Opt. 15 (5), 056020 (2010).
  32. Choma, M. A., Suter, M. J., Vakoc, B. J., Bouma, B. E., Tearney, G. J. Physiological homology between Drosophila melanogaster and vertebrate cardiovascular systems. Dis. Model. Mech. 4 (3), 411-420 (2011).
  33. Tsai, M. T., et al. Noninvasive imaging of heart chamber in Drosophila with dual-beam optical coherence tomography. J. Biophotonics. 6 (9), 708-717 (2013).
  34. Li, A., et al. Silencing of the Drosophila ortholog of SOX5 in heart leads to cardiac dysfunction as detected by optical coherence tomography. Hum. Mol. Genet. 22 (18), 3798-3806 (2013).
  35. Alex, A., Li, A., Tanzi, R. E., Zhou, C. Optogenetic pacing in Drosophila melanogaster. Sci. Adv. 1 (9), e1500639 (2015).
  36. Mirault, M. E., Goldschmidt-Clermont, M., Moran, L., Arrigo, A. P., Tissieres, A. The effect of heat shock on gene expression in Drosophila melanogaster. IEEE T. Med. Imaging. 42, 819-827 (1978).
  37. Boothroyd, C. E., Wijnen, H., Naef, F., Saez, L., Young, M. W. Integration of Light and Temperature in the Regulation of Circadian Gene Expression in Drosophila. PLoS Genet. 3 (4), (2007).
  38. McGuire, S. E., Roman, G., Davis, R. L. Gene expression systems in Drosophila: a synthesis of time and space. Trends Genet. 20 (8), 384-391 (2004).
  39. Ashburner, M., Bonner, J. J. The induction of gene activity in drosophila by heat shock. Cell. 17 (2), 241-254 (1979).
  40. Ashburner, M., Thompson, J. N. Jr Laboratory culture of Drosophila. 2a, Academic Press. London. 1-109 (1978).
  41. Ashburner, M. Drosophila: a laboratory handbook. , Cold Spring Harbor Laboratory Press. (1978).
  42. Molina, M. R., Ostia Cripps, R. M. the inflow tracts of the Drosophila heart, develop from a genetically distinct subset of cardial cells. Mech. Dev. 109 (1), 51-59 (2001).
  43. Monier, B., Astier, M., Sémériva, M., Perrin, L. Steroid-dependent modification of Hox function drives myocyte reprogramming in the Drosophila heart. Development. 132 (23), 5283-5293 (2005).
  44. Liu, L., et al. Imaging the subcellular structure of human coronary atherosclerosis using micro-optical coherence tomography. Nat. Med. 17 (8), 1010-1014 (2011).
  45. Ahsen, O. O., et al. Swept source optical coherence microscopy using a 1310 nm VCSEL light source. Opt. Express. 21 (15), 18021-18033 (2013).

Tags

علم الأحياء التنموي، العدد 118،
إعداد <em>ذبابة الفاكهة</em> والتصوير الطولي من وظيفة القلب <em>في فيفو</em> باستخدام البصرية بالاتساق المجهري (OCM)
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Men, J., Jerwick, J., Wu, P., Chen,… More

Men, J., Jerwick, J., Wu, P., Chen, M., Alex, A., Ma, Y., Tanzi, R. E., Li, A., Zhou, C. Drosophila Preparation and Longitudinal Imaging of Heart Function In Vivo Using Optical Coherence Microscopy (OCM). J. Vis. Exp. (118), e55002, doi:10.3791/55002 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter