Bu protokol, karmaşık hücreden hücreye interdigitasyonları ve membran mimarisini incelemek için periferik, olgun ve nükleer göz merceği fiber hücrelerini immünofloresan boyama için hazırlama yöntemlerini açıklar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu protokol, karmaşık hücreden hücreye interdigitasyonları ve membran mimarisini incelemek için periferik, olgun ve nükleer göz merceği fiber hücrelerini immünofloresan boyama için hazırlama yöntemlerini açıklar.
Lens, gözün ön kamarasında bulunan ve net bir görüntü oluşturmak için ışığı retinaya ince bir şekilde odaklamak için şekil değiştiren şeffaf ve elipsoid bir organdır. Bu dokunun büyük kısmı, altıgen bir kesite sahip olan ve lensin ön kutuplarından arka kutuplarına kadar uzanan özel, farklılaşmış lif hücrelerinden oluşur. Bu uzun ve sıska hücreler, komşu hücrelere sıkı sıkıya karşıdır ve hücrenin uzunluğu boyunca karmaşık iç içe geçmelere sahiptir. Özel birbirine kenetlenme yapıları, lensin normal biyomekanik özellikleri için gereklidir ve elektron mikroskobu teknikleri kullanılarak kapsamlı bir şekilde tanımlanmıştır. Bu protokol, bu karmaşık şekilli hücreler içindeki proteinlerin ayrıntılı lokalizasyonuna izin vermek için tekil ve fare lens lifi hücrelerinin demetlerini korumak ve immün boyamak için ilk yöntemi gösterir. Temsili veriler, merceğin tüm bölgelerinde periferik, farklılaşan, olgun ve nükleer fiber hücrelerin boyandığını gösterir. Bu yöntem potansiyel olarak diğer türlerin lenslerinden izole edilen lif hücrelerinde kullanılabilir.
Lens, gözün ön kamarasında epitelyal ve lif hücreleri 1 olmak üzere iki hücre tipinden oluşan şeffaf ve oval bir dokudur (Şekil 1). Lensin ön hemisferini kaplayan tek bir epitel hücresi tabakası vardır. Fiber hücreler epitel hücrelerinden ayrılır ve lensin büyük kısmını oluşturur. Son derece özelleşmiş lif hücreleri, lens çevresinden lens merkezinekadar hücre zarı morfolojisinde belirgin değişikliklerle işaretlenmiş bir uzama, farklılaşma ve olgunlaşma programlamasına tabi tutulur 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 , lens çekirdeği olarak da bilinir. Merceğin retinaya çeşitli mesafelerden gelen ışığı ince odaklama işlevi, sertlik ve elastikiyetdahil olmak üzere biyomekanik özelliklerine bağlıdır 13,14,15,16,17,18,19. Lens liflerinin karmaşık interdigitasyonları20,21 olarak varsayılmıştır ve yakın zamanda lens sertliği22,23 için önemli olduğu gösterilmiştir.

Şekil 1: Lens anatomi diyagramları ve lens liflerinden temsili taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri. Karikatür, epitel hücrelerinin ön tek tabakasının (açık mavi gölgeli) uzunlamasına (yukarıdan aşağıya) ve lens lifi hücrelerinin (beyaz) toplu bir kütlesini göstermektedir. Merceğin merkezi (pembe gölgeli) çekirdek olarak bilinir ve oldukça sıkıştırılmış fiber hücrelerden oluşur. Sağ tarafta, enine kesitli bir karikatür, bal peteği deseninde paketlenmiş lens liflerinin uzatılmış altıgen hücre şeklini ortaya koyuyor. Fiber hücrelerin iki geniş kenarı ve dört kısa kenarı vardır. Alt kısımdaki temsili SEM görüntüleri, lensin farklı derinliklerindeki lens fiber hücreleri arasındaki karmaşık membran geçişlerini gösterir. Sağdan, lens çevresinde yeni oluşan lens fiberlerinin kısa kenarları boyunca küçük çıkıntıları ve geniş kenarı boyunca bilyeler ve yuvalar vardır (kırmızı kutular). Olgunlaşma sırasında, lens lifleri, kısa kenarlar (mavi kutular) boyunca küçük çıkıntılarla süslenmiş büyük kürek alanları geliştirir. Olgun lif hücreleri, küçük çıkıntılarla gösterilen büyük kürek alanlarına sahiptir. Bu birbirine kenetlenen alanlar, lensin biyomekanik özellikleri için önemlidir. Mercek çekirdeğindeki lif hücreleri, kısa kenarları boyunca daha az küçük çıkıntıya sahiptir ve karmaşık dil ve oluk aralarına (mor kutular) sahiptir. Hücrenin geniş kenarları küresel bir zar morfolojisi gösterir. Karikatür22,32'den değiştirildi ve ölçeğe göre çizilmedi. Ölçek çubuğu = 3 μm. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Lens, önceki nesil liflerin üzerine bindirilmiş yeni lif hücrelerinin kabukları eklenerek büyür24,25. Fiber hücreler, iki geniş kenarı ve dört kısa kenarı olan uzun, altıgen bir kesit şekline sahiptir. Bu hücreler merceğin ön kutbundan arka kutbuna kadar uzanır ve türe bağlı olarak mercek liflerinin uzunluğu birkaç milimetre olabilir. Bu uzun ve ince hücrelerin yapısını desteklemek için, geniş ve kısa kenarlar boyunca özel interdigitasyonlar, lens şeklini ve biyomekanik özellikleri korumak için birbirine kenetlenen yapılar oluşturur. Fiber hücre farklılaşması ve olgunlaşması sırasında hücre zarı şeklindeki değişiklikler, elektron mikroskobu (EM) çalışmalarıile kapsamlı bir şekilde belgelenmiştir 2,3,4,5,6,7,8,9,10,20,26,27,28,29 . Yeni oluşan lif hücreleri, kısa kenarları boyunca çok küçük çıkıntılar ile geniş kenarları boyunca bilyeler ve yuvalara sahipken, olgun liflerin kısa kenarları boyunca birbirine kenetlenen çıkıntılar ve kürekler bulunur. Nükleer lifler, dil ve oluk arası sayısallıklar ve küresel zar morfolojisi gösterir. Bu karmaşık birbirine kenetlenen zarlar için gerekli olan proteinler hakkında çok az şey bilinmektedir. Fiber hücrelerde protein lokalizasyonu üzerine yapılan önceki çalışmalar, karmaşık hücre mimarisinin net bir şekilde görüntülenmesine izin vermeyen lens dokusu kesitlerine dayanıyordu.
Bu çalışma, karmaşık morfolojiyi korumak ve hücre zarındaki ve sitoplazmadaki proteinler için immün boyamaya izin vermek için tek ve demet lens lifi hücrelerini sabitlemek için yeni bir yöntem yarattı ve mükemmelleştirdi. Bu yöntem, EM çalışmalarından elde edilen verilerle karşılaştırılabilir hücre zarı mimarisini aslına uygun olarak korur ve spesifik proteinler için birincil antikorlarla boyamaya izin verir. Daha önce farklılaşma ve olgunlaşma geçiren immün kortikal lens lifleri vardı22,23. Bu protokolde, lens çekirdeğinden lif hücrelerini boyamak için yeni bir yöntem de vardır. Bu protokol, fiber hücre olgunlaşması ve lens çekirdeği sıkıştırması sırasında membran interdigitasyonlarındaki oluşum ve değişikliklerin mekanizmalarını anlamak için kapıyı açar.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Fareler, Indiana Üniversitesi Bloomington'daki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylanan bir hayvan protokolüne göre bakılmıştır. Temsili veri üretmek için kullanılan fareler, C57BL6 / J arka planında, dişi ve 8-12 haftalık kontrol (vahşi tip) hayvanlardı. Bu deney için hem erkek hem de dişi fareler kullanılabilir, çünkü farelerin cinsiyetinin deneyin sonucunu etkilemesi pek olası değildir.
1. Lens diseksiyonu ve dekapsülasyonu
2. Lens tek fiber hücre boyama
3. Lens çekirdeği tek lif hücre boyama

Şekil 2: Lens fiber hücrelerinin hazırlanmasını ve immün boyamayı detaylandıran grafik özet . (A) Bu 48 oyuklu plaka, tarif edilen yöntemler için bir numune plakası kurulumunu göstermek için kolonla renk kodludur, bu da forseps kullanılarak nazik bir şekilde işlenerek numunelerin çeşitli immün boyama adımları arasında kolay transferine izin verir. Bu protokol için temsili veriler bir primer antikor ile inkübe edilmese de, diyagram primer antikor inkübasyonu için bir kolon içerir ve yıkama için kuyucuklar, kullanılmış yıkama tamponları aspirasyonla çıkarıldıktan sonra yeniden kullanılabilir. (B) Lens lifi hücre kütlesinin sabitlenmesinden sonra, hücrelerin orijinal yapısını korumak için doku ön-arka eksen (kırmızı kesikli çizgiler) boyunca bölünür. Doku kütlesi yarıya indirildikten sonra, numuneler döndürülür ve yarımlar ön-arka eksen boyunca dörde bölünür (kırmızı kesikli çizgiler). (C) Lens çekirdeği bölgesinin (pembe renkte) çıkarılması, kortikal lif hücrelerinden (mavi renkte) yoğun merkezi dokuyu çıkarmak için cımbız kullanılarak kolayca yapılır. Karikatür diyagramları kısmen BioRender.com kullanılarak oluşturuldu ve ölçeğe göre çizilmedi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Lens lifi hücreleri, lens korteksi (farklılaşan lifler ve olgun lifler) ve çekirdekten hazırlanır ve hücreler, hücre zarı için F-aktin ve WGA için falloidin ile boyanır. Hücre demetlerinin veya tek mercek liflerinin bir karışımı (Şekil 3) gözlenir ve görüntülenir. Lens korteksinden iki tip hücre bulunur (Şekil 3A). Lens çevresindeki farklılaşan fiber hücreler düzdür ve kısa kenarları boyunca çok küçük çıkıntılar vardır. Hücre farklılaştıkça, lif hücreleri birbir...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol, lensin çeşitli derinliklerinden demetlerin veya tekil lens fiber hücrelerinin 3D membran morfolojisini aslına uygun olarak koruyan fiksasyon, koruma ve immün boyama yöntemlerini göstermiştir. Lekeli lens lifleri, lens lifi hücre morfolojisini incelemek için uzun süredir kullanılan SEM preparatları ile karşılaştırılır. Sonuçlar, her iki preparat arasında karşılaştırılabilir membran yapılarını göstermektedir. EM, hücre morfolojisini incelemek için altın standart olmaya devam etmektedir, ancak immüno-etiketleme...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.
Bu çalışma, Ulusal Göz Enstitüsü'nden R01 EY032056 (CC'ye) hibesi ile desteklenmiştir. Yazarlar, elektron mikroskobu görüntülerine yardımları için Scripps Araştırma Çekirdek Mikroskopi Tesisi'nden Dr. Theresa Fassel ve Kimberly Vanderpool'a teşekkür eder.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 100% Triton X-100 | FisherScientific | BP151-500 | |
| 60mm plate | FisherScientific | FB0875713A | |
| 16% paraformaldehit | Electron Microscopy Sciences | 15710 | |
| 10X fosfat tamponlu salin | ThermoFisher | 70011-044 | |
| 1X fosfat tamponlu salin | ThermoFisher | 14190136 | |
| 48 kuyuluk plaka | CytoOne | CC7672-7548 | |
| Kapak camları (22 x 40 mm) | FisherScientific | 12-553-467 | |
| Eğik pense | World Precision Instruments | 501981 | |
| Diseksiyon mikroskobu | Carl Zeiss | Stereo Discovery V8 | |
| İnce uçlu düz pense | Electron Microscopy Sciences | 72707-01 | |
| Fisherbrand Superfrost Plus Mikroskop Slaytları | FisherScientific | 12-550-15 | |
| LSM 800 Airyscan (63X) ve Zen 3.5 Yazılımlı Konfokal Mikroskop | Carl Zeiss | ||
| Tırnak cilası | |||
| Normal eşek serumu | Jackson ImmunoResearch | 017-000-121 | |
| Faloidin (rodamin) | ThermoFisher | R415 | |
| Birincil antikor | |||
| Scalpel Tüyler, Tek Kullanımlık, steril, No. 11 | VWR | 76241-186 | |
| İkincil antikor | |||
| Düz forseps | World Precision Instruments | 11252-40 | |
| Thermo Scientific Nunc MicroWell MiniTrays (diseksiyon tepsisi) | FisherScientific | 12-565-154 | |
| Ultra ince makas | World Precision Instruments | 501778 | |
| VECTASHIELD Antifade Montaj Ortamı DAPI ile | Vector Laboratories | H-1200 | |
| Buğday tohumu aglütinini (floresin) | Vector Laboratories | FL-1021-5 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.