Bu protokol, zebra balığı larvalarında gerçekleştirilen ve kemik rejenerasyonunu ve ablasyona karşı bağışıklık tepkisinin etkilerini incelemek için bir model görevi gören iki fotonlu bir lazer ablasyon yaklaşımını tanımlar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu protokol, zebra balığı larvalarında gerçekleştirilen ve kemik rejenerasyonunu ve ablasyona karşı bağışıklık tepkisinin etkilerini incelemek için bir model görevi gören iki fotonlu bir lazer ablasyon yaklaşımını tanımlar.
Zebra balığı (Danio rerio), farklı organları ve uzantıları yenilemek için olağanüstü bir kapasiteye sahiptir. Zebra balıklarında kemik rejenerasyonu, yüzgeç amputasyonu, pul yolma, kafatası trepanasyonu ve mikroskobik yaklaşımlar gibi farklı yöntemler kullanılarak incelenmiştir. İki fotonlu bir lazerle donatılmış bir konfokal lazer tarama düzeneği kullanılarak, zebra balığı larvalarının gelişmekte olan operkülünde kemik oluşturan hücreleri (osteoblastlar) ablate etmek için bir lezyon paradigması olarak bir lazer ablasyon yöntemi geliştirilmiştir. Burada açıklanan yöntem, alan, şekil ve derinlik hassas bir şekilde ayarlanabildiğinden, hücrelerin kesin bir şekilde ablasyonuna izin verir. Ek olarak, bu yöntem, ablasyondan önce ve hemen sonra alanın görüntülenmesine izin verir, böylece yaralanmanın kısa vadeli etkileri analiz edilebilir. Bu deney düzeneğinde, yaralı bölgedeki osteoblastların ablasyonundan sonra bağışıklık tepkisi incelenmiştir. Ablasyondan sonra makrofajların alımında bir artış gözlendi, bu da kemik rejenerasyonu sırasında varlıklarının önemini gösteriyor.
Zebra balığı retina, beyin, kalp ve pankreas gibi çeşitli organları yeniler1. Ek olarak, zebra balığı iskelet elemanlarını yeniler, bu nedenle yüzgeçlerin, pulların ve calvariae'nin (kafatası kapakları) yenilenmesini incelemek için kullanılmıştır.2. Doku ve kemik rejenerasyonunu incelemek için yüzgeç rezeksiyonu (amputasyon), yüzgeç kırığı, kafatası trepanasyonu 3,4, kriyoyaralanma 5,6 veya genetik ablasyon 7,8,9 gibi farklı deneysel paradigmalar kullanılmıştır. Son zamanlarda, lazer ablasyon yaklaşımları, zebra balıklarında yaralanma sonrası iyileşme ve rejenerasyon tepkisini incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır 10,11,12,13,14.
Lazer aracılı ablasyon, mekanobiyoloji, gelişim biyolojisi, rejenerasyon araştırmaları ve tümör cerrahisi gibi biyolojik araştırmaların farklı alanlarında kullanılmaktadır 10,11,12,15,16,17,18,19. YAG (itriyum alüminyum granat), UV (ultraviyole) veya 2p (iki foton) lazerler20 gibi çeşitli lazer ablasyon metodolojileri vardır. Lazer ablasyon, tek hücrelerin veya daha büyük doku bölümlerinin çok hassas bir şekilde çıkarılmasına izin vererek, bağışıklık sisteminin tümör ablasyonuna21 yanıtı veya zebra balığı operkül rejenerasyonu sırasında olduğu gibi farklı süreçlerin incelenmesini sağlar. İkinci örnekte, ablasyon, nükleer ve sitoplazmik florofor sinyalinin kaybolması ve nekroz boyaması10,22 ile doğrulandı.
Doğuştan gelen bağışıklık tepkisinin ve bunun düzenlenmiş kinetiğinin uygun doku rejenerasyonu için gerekli olduğu iyi bilinmektedir. Nötrofiller ve makrofajlar, sitokin ve büyüme faktörü salınımı, hücresel kalıntıların giderilmesi ve hücre dışı matrisin yeniden şekillenmesi gibi farklı roller üstlendikleri yaralanma bölgesine alınan ilk hücrelerdir23. Bu işe alım ve müteakip makrofaj fonksiyonelleşmesi, ampute zebra balığı yüzgeçlerinde24 ve osteoblast ablasyonuna10 yol açan lazer 'nanodiseksiyona' tabi tutulan gelişmekte olan operkülde de gözlenmiştir. İkinci deneyde, UV lazer ve iki foton lazer aracılı ablasyondan sonra osteoblast sayısının geri kazanılması, normal operkül gelişimi ve doğuştan gelen bağışıklık hücrelerinin (nötrofiller, makrofajlar ve osteoklast benzeri hücreler) yaralı bölgeye alınması gözlendi10. Zebra balığı üzerinde yapılan deneylerde, glukokortikoidler kullanılarak bağışıklık sisteminin farmakolojik olarak baskılandığı deneyler, yanlış düzenlenmiş bağışıklık üzerine rejenerasyonda bir bozulma olduğunu gösterdive bu da bağışıklık sisteminin doku onarımındaki işlevsel rolünü destekledi 3,10,25,26.
Burada, gelişmekte olan zebra balığı kemiklerinde kemik rejenerasyonunun biyolojisini incelemek için iki fotonlu lazer aracılı bir ablasyon metodolojisi açıklanmaktadır. Özellikle, osteoblast ablasyon yaklaşımının operküldeki etkisi, makrofajların ablasyon bölgesine alımının izlenmesi ile araştırılan immün yanıt açısından gösterilmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Çalışma protokolü, 25-5131/564/2, DD25-5131/450/4, 25-5131/496/56, DD25.1-5131/354/87 izin numaraları olan Landesdirektion Sachsen'den onay aldı. Kullanılan zebra balığı türleri, ulusal yasalara göre ve daha önce açıklandığı gibi standart koşullar altında muhafaza edilmiştir27,28. Çalışmada kullanılan tüm reaktiflerin ve ekipmanların detayları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. Malzemelerin ve çözeltilerin hazırlanması
2. Zebra balığı yetiştiriciliği ve embriyo toplama
NOT: Taahhüt edilen osteoblastların varlığını bildiren çift transgenik zebra balığı larvaları [osterix:nGFP = Tg(Ola.Sp7:NLS-GFP)zf132]29 ve makrofajlar [mpeg:mCherry = Tg(mpeg:mCherry)gl23] buradakullanılmıştır 30 (Şekil 1A).
3. Düşük erime noktalı agaroz içine gömülen larvalar

Şekil 1: Gömme prosedürünün şematik gösterimi. (A) Çift transgenik Tg(osterix:nGFP; mpeg1:mCherry)29,30 zebra balığı larvaları, yeşil işaretli operküler osteoblastlar ve kırmızı ile işaretlenmiş makrofajlar kullanıldı. (B) Protokolün 3. adımında açıklandığı gibi gömme prosedürünün iş akışı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
4. Larvaların in vivo görüntülenmesi ve lazer ablasyonu
5. Larvaların geri kazanılması ve bağışıklık hücresi alımını izlemek için görüntüleme
6. Görüntü analizi ve istatistiksel analiz
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Lazer ablasyon yukarıdaki protokolde belirtildiği gibi yapıldı. Ablasyon yapılan bölgedeki osteoblastların GFP sinyali, ablasyondan sonra anında kayboldu. Osteoblast ablasyonunun immün yanıt açısından yanıtını incelemek için, 6 dpf larvasında 6 hpl öncesi ve sonrasında makrofaj varlığı görüntülendi. Ablasyondan önce, operkül alanında10 çok az makrofaj gözlendi (Şekil 2). 6 hpl'de, ablasyonlu operkül bölgesinde güçlü bir makrofaj birikimi ve operkül ve operkülü çevrele...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Lazer ablasyon, biyolojik araştırmaların çeşitli disiplinlerinde uygulanmıştır. Özellikle, doku rejenerasyonunu incelemek için bir yöntem olarak yararlı olmuştur 10,11,12. Örneğin, doğuştan gelen bağışıklık hücrelerinin işe alımı ve fenotip değişiklikleri, lazer ablasyon bölgesinde10 osteoblastların geri kazanılmasının yanı sıra UV lazer veya iki fotonlu lazer ablasyon te...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Bu çalışma, Alman Araştırma Vakfı (DFG) Transregio 67 (proje 387653785), DFG SPP 2084 μBone (proje KN 1102/2-1) tarafından FK'ya desteklenmiştir. Bu çalışma, TU Dresden'deki CMCB Teknoloji Platformu'nun bir Çekirdek Tesisi olan Işık Mikroskobu Tesisi (DFG proje 413875620) tarafından desteklenmiştir. TU Dresden'deki çalışma, Sakson Parlamentosu tarafından kabul edilen bütçeye ('Landtag') dayalı vergi gelirleriyle birlikte finanse edildi.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Kalsiyum klorür dihidrat, CaCl2· H2O | Carl Roth | 5239.1 | |
| Hücre Kültürü Kabı, PS, 100/20 mm | Greiner Bio-one | 664160 | |
| Dumont #55 Foceps | FST | 11295-51 | Uç şekli düz, 11 cm, 0,05 x 0,02 mm |
| Falcon 6 kuyulu plaka | Corning | 353502 | |
| Cam tabanlı mikro kuyu kabı | MatTek | P35G-1.5-14-C | 35 mm Çanak, No. 1.5 Lamel, 14 mm Cam Çapı, Kaplamasız |
| Insight X3 multifoton lazer | Spectra-Physics | ||
| Leica Application Suite | LAS X, Leica Microsystems | ||
| Düşük erime noktalı agaroz | Biozyme | 840101 | Biozym Plak Agaroz |
| Magnezyum sülfat heptahidrat, MgSO4· 7H2O | Sigma-Aldrich | M5921 | |
| Çiftleşme kafesleri | birçok çeşit, örneğin Tecniplast | ||
| Methyleneblue | Carl Roth | A514.1 | |
| MS-222 | SIGMA Aldrich | A5040 | |
| Potasyum Klorür, KCl | PanReac AppliChem | 131494 | |
| Sodyum klorür, NaCl | Carl Roth | 3957.1 | |
| SP8 ŞAHIN | Leica Microsystems | Insight X3 multifoton lazer ve Leica Application Suite yazılımı ile donatılmıştır | |
| Paslanmaz Çelik Diseksiyon İğnesi | Bochem | 12010 | 140 mm |
| Stereo Mikroskop Sistemi SZX16 | Olympus | LED aydınlatma tabanı ile donatılmıştır SZX2-ILLTQ | |
| Termostatik Dolaplar TS - WTW | ksilem | TS 608/2-i | İnkübasyon (embriyo) transferi için |
| pipet, 3,5 mL | SARSTEDT | 861171 | 155 x 15 mm, LD-PE, şeffaf |
| Zeiss SteREO Discovery.V12 sürüm 4.7.1.0. | Zeiss | Axiocam MRm kamera ve AxioVision yazılımı ile donatılmıştır |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.