斑马鱼的肾脏是成人肾和造血干/祖细胞,并代表一个绝佳的机会,这些细胞类型和他们的后代在脊椎动物模式生物研究。在这里,我们展示了详细的解剖程序,使研究人员识别和手术去除成年斑马鱼的肾,可用于细胞分离,移植,肾和/或血液细胞群表达的研究,如应用。
在成人干细胞生物学的新兴领域工作的研究人员设法了解规范的行为和干细胞的功能,在正常的动态平衡和疾病状态的信号,。成人干细胞的认识,具有广泛的深远影响, 为再生医学的1未来。例如,更好地了解成人干细胞生物学的知识,可以方便的触发机关是医治自己, 甚至是建立在体外的器官可以移植到人类1方法治疗策略的设计。斑马鱼已成为一个强大的动物模型,为研究脊椎动物的细胞生物学2。已经有广泛的文档和胚胎发育中的斑马鱼3的分析。直到最近,科学家试图文件成人解剖和手术剥离技术4,因为一直在斑马鱼的社会进步运动,以扩大本研究的有机体到成人的研究中的应用。例如,有扩大使用斑马鱼进行调查的成人干细胞群生物学和复杂的疾病,如癌症5成人模式的利益。从历史上看,隔离的斑马鱼成人肾脏已经为研究造血, 肾脏是6,7鱼血细胞生产的解剖位置。肾脏是由肾功能arborized安排的单位,整个空间是分散的造血组织,包围。造血组成部分造血干细胞(HSCs)和他们的后代居住在肾脏,直到他们临终区分8。此外,它现在是赞赏,肾干/祖细胞组(RPC)的也居住在斑马鱼的肾脏器官,使肾脏的再生和增长,为其他鱼种 9-11观察。鉴于这一新发现,斑马鱼的肾脏是一个器官,房子的成人干细胞生物学研究的两个令人兴奋的机会的位置。它是明确的,许多悬而未决的问题,可以担任这个实验系统。为了鼓励这一领域的扩展,它是有益的文件详细的可视化方法,然后隔离成年斑马鱼的肾脏器官。该协议的细节,不固定和固定动物的成年肾解剖的过程。可用于解剖的肾脏器官,造血功能和肾功能的干细胞和它们的后代使用,如组织学,荧光激活细胞分选(FACS)11,12,13,14表达谱,并移植11,15成立技术分离和鉴定。我们希望传播,这个协议将提供的知识,以实现更广泛的使用,最终可以翻译为人类应用的斑马鱼研究的研究人员。
成人干细胞都充满活力的重要组成部分,保持成年体形式 1 。成人干细胞也能起到抵制破坏,在疾病状态下机体所产生和成人干细胞的功能障碍或丧失,可导致器官功能衰退,并已牵连到驱动器的恶性肿瘤,并促进老化。成人干细胞表现出细胞分化的细胞类型的属性,区分他们。细胞分裂后,成人干细胞能够自我更新和祖细胞的生产,这反过来可以带来明显的区别的后代。有极大的兴趣,了解的途径,调节细胞命运的决定和成人干细胞的效力,因为其重要作用的组织动态平衡 1 。例如,许多科学家目前正在设法确定的信号,保持各种成体干细胞在自己的优势种群,或专门的微环境,以及如何这个利基是通过体液因素的影响。
成人的造血干细胞(HSCs)是多能干细胞,燃油的不断复兴的血细胞在动物 8 。造血是一个充满活力的过程,就是在脊椎动物的有机体的生命不断持续,因为成熟分化血细胞类型是短命的,因此必须定期补充。由于它们的分化,造血干细胞自我更新并产生了一系列的祖细胞,引起红系,巨核细胞,淋巴细胞和髓细胞谱系提供这个关键的需求。这些类型的血细胞中的每一个执行了独特的功能,在流通领域,包括组织提供的气体交换,密封血管的血凝块形成的伤害,或对入侵的病原体防御机制的一种方式,。虽然已多年公认的造血干细胞,过多的迷人问题仍然未对这些惊人的细胞。最近的研究确定了不同的长期自我更新的属性,并澄清利基元件和信号调节HSC 的行为8的造血干细胞的子类。斑马鱼是目前造血功能的研究范式的基石,根据对这种动物模型8的遗传和分子属性。利用斑马鱼的研究,导致有关HSC的生物学是保守的小说,像哺乳动物的高等脊椎动物中, 强调鱼血调查8的生物医学相关的见解。
从历史上看,有关造血干细胞知识的探险发现,如果身体其他器官是由成人干细胞维持铺平了道路。现在众多的成人干细胞群赞赏存在,在不同的结构,从大脑到肠,皮肤,骨骼肌。在干细胞领域继续努力,寻求以确定如何成人干细胞和分化的细胞,甚至其他类型,可以显示各种设置,增强药性。
对于肾脏有肾干细胞是否存在16肾科之间的大辩论。独立研究结果已经证明在哺乳动物中,具有不同程度的再生潜力的肾细胞的数量,但这些报告的凝聚力理解尚未实现。有趣的是,有强有力的证据来支持这一概念,很多鱼类物种具有细胞可以再生受损的肾强劲燃料,以及在成年期9成长的全新肾。最近的工作已经确定了在斑马鱼10,11成人肾脏干细胞的分子标志,并展示了这些所谓的肾干/祖细胞(RPC) 的 11自我更新的药效。未来的研究需要,以确定是否类似肾细胞在哺乳动物中存在。然而,有关的细胞和分子机制,调节鱼的RPC继续调查可能会提供如何可能在哺乳动物肾脏刺激再生功勋的洞察力。很明显,仍然有许多关于RPC的理解和实施的许多工具,现在提供的斑马鱼研究员可以解决这些有趣的问题。
在这个协议中,我们描述了我们的方法为肾成年斑马鱼的解剖鉴定和清扫。其他的步骤可以用来解剖肾,如使用夹层剪刀与腹侧切口打开腹腔,然而,我们所遇到的最成功的访问时腹壁固定开放和头部被删除整个肾脏。血,肾的研究人员都希望隔离,并与这些类型的细胞工作可以使用清扫方法。应当指出,我们所描述的方法,隔离和workin与斑马鱼的成人肾脏G是肯定不限于那些希望追求成人干细胞生物学的问题,作为本机关的夹层可以方便那些追求从生理老化的议题进行调查的研究人员研究的科学家。此外,这种方法可以加上其他如转基因技术,所以作为分子标签,然后净化和研究离散的从野生型或基因突变斑马鱼11的血液或肾细胞亚群。展望未来,干细胞和祖细胞类型等详细的净化程序是至关重要的,以获得有关如何调节自己的行为是知识,操作测试,如移植或祖细胞培养的基础构成,这些细胞的潜能和身份的定义。在造血祖细胞培养方法的最新进展为研究打开许多新的途径,可适应培养17例肾人群。斑马鱼的化学遗传学已成功途径,调节造血干细胞,并在各种情况下的肾祖 18-20,将继续成为一个有用的途径与上述细胞生物学技术结合测试鉴定。两者合计,有一个使用斑马鱼模型的血液和肾脏病领域的开创性贡献的数量,并继续在这些领域的研究承诺挥动进一步变革的见解,在未来几年。
The authors have nothing to disclose.
原材料要感谢他们为帮助制定战略,已逐步形成夹层技术在成年斑马鱼在过去的十年的无数贡献Zon和戴维森研究实验室的成员。此外,我们希望表达我们的感激之情圣母院斑马鱼研究中心提供优秀正在进行的畜牧业照顾我们的斑马鱼殖民地的工作人员。 RAW,得到了美国国立卫生研究院NIDDK授予奖DK083512的科研经费,并从圣母大学的慷慨实验室的启动资金。
Name of the reagent | Company | Catalogue number |
---|---|---|
Dissection scissors | Roboz | RS-5882 |
Dissection forceps | Roboz | RS-5010 |
Dissection angled forceps | Roboz | RS-5058 |
Tricaine | Sigma | E10521 |
Paraformaldehyde | Electron Microscopy Services | 19210 |