本プロトコールは、 ショウジョウバエ の蛹の結節の固定組織の調製および視覚化を詳述する。それは無傷または創傷組織のいずれかに使用することができ、組織の元のアーキテクチャが保存される。解剖、固定、および染色の手順はすべてこの記事で説明されています。
ショウジョウバエのメラノガスターの蛹は、変態中に数日間動かず、その間に薄い透明な成体外皮を有する新しい体を発達させる。その不動性と透明性により、in vivoライブイメージング実験に最適です。多くの研究は、そのアクセシビリティと比較的大きなサイズのために、蛹の結節の背側上皮単層に焦点を当てている。上皮力学および発達の研究に加えて、ノタムは創傷治癒を研究するのに理想的な組織であった。損傷後、上皮修復プロセス全体を6〜12時間にわたるライブイメージングによってキャプチャすることができる。ライブイメージングのためのnotumの人気にもかかわらず、固定notumサンプルを使用した発表された研究はほとんどありません。固定および染色は、他のショウジョウバエ組織のほとんどすべてに共通のアプローチであり、単純な細胞染色および抗体の大きなレパートリーを利用する。しかし、蛹の乙骨は壊れやすく、身体から取り除いた後にカールや歪みを起こしやすく、ライブイメージングを補完することは困難です。このプロトコルは、無傷でレーザー巻き付け後の両方で、蛹の小欠損を固定および染色するための簡単な方法を提供する。この技術では、蛹の腹側をカバースリップに接着して蛹を固定し、結節を慎重に除去し、固定し、染色する。結節上皮は、スライド上または2つのカバースリップの間に取り付けられ、組織の背側または腹側からの画像化を容易にする。
ショウジョウバエメラノガスターの蛹の小豆は、動物が不動であり、この段階で透明なキューティクルを持っているため、過去10年間でライブイメージング研究にますます使用されています1,2,3,4,5,6,7。しかし、蛹の結節は解剖と固定が難しく、抗体や細胞染色で生きたイメージング研究を補完することは困難です。この研究の全体的な目標は、新規または以前にライブイメージングされたサンプル上で抗体および細胞染色のために蛹結節を解剖および固定するための再現可能なプロトコルを作成することです。
幼虫が変態を開始すると、表皮は幼虫のキューティクルから引き離され、硬い蛹の症例8を形成する。幼虫のボディプランを分解し、新しい大人のボディプランを開発します。この間、蛹は動けず、ライブイメージングに最適です。一般的に画像化される組織の1つは、背側胸郭に形成される成体の単層上皮である蛹の小欠石である。この結節は、蛹の症例9を除去するための簡単な解剖の後に視覚的にアクセス可能である。その後、動物全体をマウントすることができ、結節を数時間または数日間生きた画像化することができ、発生中、恒常性、および創傷後の上皮細胞挙動を研究するのに理想的な組織となる10,11,12,13,14。しかし、ノータムは壊れやすく、疎水性の薄い透明な大人のキューティクルで覆われているため、解剖して固定するのが困難です。この疎水性のキューティクルは、体の残りの部分から取り除かれたときに水溶液中でカールしやすくなります。したがって、ノータム解剖および固定はまれにしか報告されておらず、解剖はしばしば記載されていない15、16、17、18。文献に詳細なプロトコルがなければ、ショウジョウバエの研究者が生きたイメージングを蛹の染色で補完することは非常に困難です。
この技術は、レーザーで傷つけられたものを含め、以前にライブ画像化されたサンプルを再現性よく解剖および固定することを目的としています。ライブイメージングは蛹症例の除去を必要とするので、この解剖技術は、蛹症例内で蛹をピンダウンまたは二等分する以前のプロトコルとは異なり、前蛹症例を除去することから始まる4、19、20。結節は脆弱な組織であり、創傷はその脆弱性を悪化させる可能性がある。したがって、この繊細な組織をサポートするために、小欠頭の外皮(上皮および付着した透明な成体キューティクル)および頭部および腹部の一部は、常に水性環境に沈めながら、蛹の残りの部分から離れて解剖される。この方法は、組織がカールし、使用不能になる可能性を低減する。この技術は、創傷後30分(図1E-H)および創傷後3時間(図1I-L)に創傷した結節組織を染色することに成功した。このプロトコルは、ノタム発生または創傷修復の期間中有効であると予想される。現在の技術は、蛹の鯨のライブイメージング能力と豊富な利用可能な免疫組織化学試薬を結びつけたい研究者にとって有用であろう。
重要なステップ
3つのステップを最適化すると、このプロトコルの成功が劇的に向上します。まず、ステップ1.5で、カバースリップに塗布された接着剤で惜しまない。あまりにも多くの接着剤が追加されると、蛹は固化した接着剤接着剤の厚い層に埋もれて解剖が不可能になり、ノータム自体を覆うと、接着剤接着剤はサンプルからの光を遮蔽する。第二に、ステップ2.3-2.6の間に、できるだけ多くの側方組織を除いて、小節の上部ドームだけを除去するようにしてください。含まれている場合、側方組織は取り付け中に圧縮され、結節の中央が内側に座屈し、しばしば高開口数対物レンズの作動距離の外側に配置される。第3に、洗浄ステップ2.9の間、単層上皮を損傷しないように細心の注意を払わなければならない。組織に大きな部分が欠落しているか、またはシグナルを検出できない場合、このステップは責任を負う可能性があります。
トラブルシューティング
問題1:取り付け後、解剖中に蛹が両面テープから離れる。これは、特に初心者にとって一般的な問題です。最善の治療法は、蛹のケースの外側が完全に乾燥している/食べ物の破片がないことを確認することです。鈍い鉗子のペアで食べ物を取り除き、ケースを10〜15分間空気乾燥させると、テープに付着するのに役立ちます。あるいは、非利き手と一対の鈍い鉗子を使用して、解剖中に蛹をテープに押し付けます。問題が解決しない場合は、5〜10μLの小さなマニキュアをケースの後端の基部に塗布し、硬化させることで、一般的に最も手に負えない蛹にも十分な接着力が得られます。
問題 2: ステップ 2.3 で Notum が崩壊するか、外皮を介した最初の違反がスムーズではありません。外皮が破れにくい場合は、固定化ステップからの接着剤が多すぎる可能性があります。解剖した蛹を接着剤の少ない接着剤に入れると、この問題が改善されます。さらに、微小解剖ハサミが鋭利であることを確認してください。鈍いはさみは外皮に切り込むことができず、内側に崩壊する傾向があります。血リンパが蛹からこぼれたら、切断刃の1つが蛹を変形させることなく蛹に入ることができることを確認してください。結節が崩壊し、刃が蛹に入らない場合は、刃が蛹に入るまで切り続けます。
問題 3: 手順 2.4 で、はさみが外皮をつかむか、引きずります。はさみが外皮を捕まえたり引きずり始めたりし始めると、蛹の反対側に切り替えて外皮を「緩める」ことに進むことがしばしば役立ちます。さらに鈍い微小解剖ハサミは、外皮を通してきれいな切断を達成することを困難にし、研いだハサミを使用しなければならない。
問題4:染色中にサンプルが誤って吸引される(ステップ3.1〜3.6)。解剖されたノータムは透明であるため、見るのが難しいです。コントラストを保つために、カバースリップの下に濃い青または黒のシートを配置すると便利です(古いピペットチップホルダーラックがうまく機能します)。さらに、すべての溶液変化は、解剖顕微鏡下で行うことができる。
問題 5: シグナルが検出されない/斑点のあるシグナルが検出される。シミ特有の問題を除外した後、シグナルが検出されなかったり、斑点があったりする場合は、ステップ2.9(クリーニング)が原因である可能性があります。不在または斑点状の信号は、洗浄中の上皮組織の損傷および除去に由来する可能性がある。逆に、筋肉バンド/脂肪体細胞が除去されない場合、周囲の組織に対する結節への汚れや抗体の拡散を制限する可能性があるため、筋肉バンド/脂肪体細胞からの閉塞によって悪いシグナルが発生する可能性があります。組織が損傷している場合は、洗浄中に穏やかであることが最善の解決策です。代わりに、汚れが見えるが斑点がある場合は、洗浄ステップに専念する活力/時間を増やして、筋肉と脂肪体をできるだけ多く取り除くことをお勧めします。さらに、汚れの持続時間を長くすることは、より良い洗浄でこの問題を解決するのに役立ちます。
問題6:イメージング中に結節組織が反ったり、しわが寄ったりする。組織の反りとしわは2つの原因から来ています。まず、取り付け時にノータムを圧縮すると、座屈して反りが生じます。最善の解決策は、ドームができるだけ短く、カバースリップスペーサーの間に収まるように、できるだけ多くの側方組織を除去することです。第二に、解剖中に結節が曲がった場合、この曲げは取り付け中にまっすぐにならないので、解剖中に結節が反らないように特別な注意を払わなければならない。結節の偶発的な曲げは、外皮を蛹の残りの部分から切り離すときに最も一般的です。解剖はさみを蛹としてサンプル平面に保持するのではなく、蛹に対して角度をつけてはさみを持つのは魅力的です。しかし、角度のあるハサミは、切断時に外皮が平らなままではなく上向きに座屈する原因となります。
既存の方法、制限、および将来のアプリケーション
Wangら20 は、蛹上皮の単離のための同等の解剖プロトコルを報告した。この技術は、蛹がそのケース内にとどまり、メスで急速に二分されることを必要とする。このプロトコルは、ライブイメージングでは蛹の症例の大部分を除去する必要があるため、以前にライブイメージングされたサンプルと互換性がありません。蛹は剛性に欠けるため、症例外の蛹二分が組織を骨折させ、このプロトコルの作成を鼓舞した。ここで詳述する技術は、結節の単離および固定を可能にし、凍結切除、 in situ ハイブリダイゼーション、または電子顕微鏡法などの幅広い他の方法の最初のステップとして使用することができる。
この手法にはいくつかの制限があります。第1に、結節の解剖、固定、および染色は、結節内の蛍光標識されたタンパク質をライブイメージングするよりも時間がかかり、これは、蛹の症例9、23を除去するために単純な解剖のみを必要とする。第二に、他のショウジョウバエ組織の解剖と比較して、この解剖は、薄くて壊れやすい組織および疎水性のキューティクルのためにより困難である。 ショウジョウバエ 上皮のタンパク質を単に可視化するには、固定胚、幼虫の翼の円盤、または卵巣上の免疫組織化学がより容易である。しかし、この技術により、ライブイメージングの力を固定や染色と組み合わせることができ、一度習得すると強力なツールになります。
解剖/固定技術には、ライブイメージングよりもいくつかの利点があります。基底(内部)構造は、基底図でよりよく解決することができる(図5L、J)。最も重要なのは、ライブイメージングは、遺伝的に供給されなければならない蛍光色素に限定されており、多くの場合、長い遺伝子交差スキームを必要とすることです。対照的に、本プロトコールは、染色、免疫組織化学、および解剖および固定を必要とする他の技術の適用を可能にする。これにより、組織内でプローブされるシグナルの数が劇的に増加し、実験結果を得るまでの時間が短縮される可能性があります。
The authors have nothing to disclose.
著者らは、蛹の創傷に使用されるレーザーアブレーションシステムを確立したM. Shane Hutson博士と、プロトコルの開発に対する彼の貢献とフィードバックに感謝したいと思います。この作業は1R01GM130130によってAPMとM. Shane Hutsonに支援された。JW は 2T32HD007502-21 によってサポートされていました。
½” Scotch Permanent Double-Sided tape | Scotch 3M | 665 | |
0.1-10 µL uTIP pipette tip | Biotix | M-0011-9FC | |
22 x 22 mm No. 0 thickness coverslips | Thomas Scientific | 1207Z28 | |
24 x 60 mm coverslip | Corning | 2980-246 | |
3M VetBond | 3M | 1469SB | Called "adhesive glue" in protocol |
Anti-FasIII primary Mouse IgG2a | Developmental Studies Hybridoma Bank | 7G10 | |
Calcium Chloride | Fisher Chemical | c79-500 | |
Cy3-conjugated AffiniPure Goat Anti-Mouse IgG2a | Jackson ImmunoResearch | 115-165-206 | |
DAPI | Sigma Aldrich | D9542-1mg | |
Dumont #5 Fine Tip Forceps | Fine Science Tools | No. 11254-20 | |
Dumont #5 Fine Tip Forceps: Blunt | Fine Science Tools | No. 11254-20 | Heavily used and unsharpened forceps, or dulled with a whetstone |
Fisherbrand Double frosted microscope slides | Fisher Scientific | 22-034-486 | |
Fluorescent Light Source | Lumencor | Celesta 90-10512 | |
Fly Stock: EGFP-tagged Histone H2A | Bloomington Drosophila Stock Center | 24163 | |
Fly Vial Foam Plugs "Flugs" | Genesee Scientific | 49-101 | |
Humidified Chamber: Foil-wrapped small container lined with filter paper saturated with water | Cole-Parmer | 759075D | A great humidified chamber can be made from the styrofoam box containing Cole-Parmer cuvettes, 759075D, filled with 50 ml water. |
KimWipe | KimTech | 34155 | Called "Absorbent Tissue" in protocol |
Nikon Ti2 Eclipse | Nikon | Eclipse Ti2-E | |
NIS Elements Software | Nikon | AR | |
Parafilm | Pechiney Plastic Packaging | PM-996 | |
Paraformaldehyde (PFA) 16% | Ted Pella, Inc | 18505 | |
Plastic Vials | Genesee Scientific | 32-114 | |
Sodium Azide (NaN3) | Fisher Scientific | 19038-1000 | |
Stereo Microdissection Scope | Carl Zeiss | STEMI 2000 | |
Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-00 | New or freshly sharpened scissors |
Vecta Shield | Vector Laboratories | H-1000 | Called " antifade mounting medium" in protocol |
Vecta Shield with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | Not ideal for pupal notum. |
X-Light V2 Spinning Disc | Crest Optics | V2 L-FOV |