הרקמה העוברית הדמיה בזמן אמת הוא מאתגר לאורך תקופות זמן ארוכות. כאן אנו מציגים assay לניטור שינויים הסלולר משנה הסלולר בחוט השדרה חומוס לתקופות ארוכות עם רזולוציה גבוהה במרחב ובזמן. טכניקה זו יכולה להיות מותאם לאזורים אחרים של מערכת העצבים בעובר המתפתח.
חוט השדרה העובר מורכב רכיבה על אופניים ובתאים עצביים שיוצרים אחוז גדול של תאים עצביים ועל גליה של מערכת העצבים המרכזית (CNS). למרות הרבה ידוע על המנגנונים המולקולריים דפוס חוט השדרה לעורר בידול העצבית 1, 2, חסרה הבנה עמוקה של האירועים הראשונים ברמה של התנהגות התא. זה קריטי, וכך ללמוד את ההתנהגות של אבות עצביים בזמן אמת כפי שהם עוברים neurogenesis.
בשנת הדמיה בעבר בזמן אמת, של רקמה עוברית בשלב מוקדם הייתה מוגבלת על ידי כדאיות התא / רקמות תרבות, כמו גם את ההשפעות phototoxic של דימות פלואורסצנטי. כאן אנו מציגים assay חדשנית רקמות הדמיה כגון על פרקי זמן ארוכים, תוך ניצול לשעבר רומן vivo פרוסת התרבות פרוטוקול שדה רחב מיקרוסקופ פלואורסצנטי (איור 1). גישה זו משיגה ארוך טווח זמן לשגות ניטור של העוברית של האפרוחpinal אב טבורי תאים עם רזולוציה גבוהה במרחב ובזמן.
זה assay ניתן לשנות את התמונה בטווח של רקמות עובריים 3, 4 נוסף על התצפית של התנהגויות הסלולר משנה הסלולר, פיתוח של הרומן וכתבים רגישות גבוהה עבור פעילות הגן (למשל, Notch איתות 5) עושה את זה assay כלי רב עוצמה שבאמצעותו אפשר להבין כיצד איתות מסדיר התנהגות התא במהלך ההתפתחות העוברית.
אנו מציגים כאן assay הרומן זמן לשגות הדמיה כדי לפקח על התנהגות התא בתרבות פרוסת עוברי תרנגולת. Assay זה מאפשר הדמיה ברזולוציה גבוהה של רקמת החיים של עד 70 שעות, אף על פי טווחי זמן בין 24-48 שעות קל יותר לתפוס. השימוש אובייקטיבי NA גבוהה נפט בפרקי זמן קצרים יחסית בין מועד נקודות מאפשר רכישת התמונה ברזולוציה גבוהה, כמו גם מאפשר לנו לעקוב אחר התנהגות התא כי לעיתים קרובות מתרחשת במהירות, והוא יכול לפספס בקלות במהלך ההדמיה זמן לשגות קונבנציונאלי באמצעות confocal במיקרוסקופ.
היתרון העיקרי של assay זה הוא היכולת תאים התמונה על פני תקופות זמן ארוכות. שימוש רחב בתחום 6 במקום לייזר confocal סריקה מיקרוסקופית 7 הוא קריטי זה. מיקרוסקופיה confocal הציע באופן מסורתי מספר יתרונות על פני מיקרוסקופית שדה רחב, כולל היכולת לקחת חלקים אופטיים ולחסל את המידע ישירות המוקד <sup> 7, אבל השימוש של חריר מובילה לאובדן של אור גלאי 8, למעט כמות משמעותית של מידע, דבר המחייב זמני חשיפה ארוכים יותר. מיקרוסקופית שדה רחב, לעומת זאת, משתמשת בשדה תאורה מלאה לכל עובר אור דרך אובייקטיבית נשלח אל הגלאי. זה בשילוב עם יעילות קוונטית גבוהה מקורר יחד (CCD) מכשיר המצלמה מבטיחה הדמיה עם האות גבוה יחס רעש לעומת מיקרוסקופיה confocal 9, עם זמני חשיפה מהירה מאוד. ביישום שלנו, עלינו על התמונה להגדלה תקופות ארוכות, ערימות 3D שיא, ובסופו של דבר לפתור קטנים, כמעט עקיפה מבנים מוגבלים. למרות מיקרוסקופיה confocal מונע מחוץ מוקד האור להגיע אי פעם גלאי ובכך מפחית באופן משמעותי רקע עבים, בצפיפות, שכותרתו דגימות 7, 8, זה רק משיג יחס שמיש אות לרעש עם כניסת אור רב יותר מאשר רחב מיקרוסקופ שדה 10. עבור sparsel מאוד רגיש לאורדגימות ה-Y שכותרתו כמו פרוסות electroporated שלנו בעמוד השדרה, אם כן, שדה רחב מיקרוסקופיה מבצעת טוב יותר מאשר מיקרוסקופיה confocal. בשילוב עם שחזור תמונה ידי deconvolution, אשר מסיר את המידע מוקד ומשפר לעומת זאת, תחום רחב הוא אז טוב במיוחד לצורך זיהוי של עצמים קטנים, עמומים 11. אמנם לא מתאים לכל ניסוי הדמיה רקמות, גישה זו הייתה יעילה מאוד חי היישום שלנו הדמיה התא.
הבחירה של חלבון פלואורסצנטי הוא גורם חשוב שיכול להשפיע על הישרדות התא. אנו מוצאים כי את התוצאות הטובות ביותר מתקבלים מבנים המשתמשים חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) 12 כסמן. כרגע אנחנו בהערכת מגוון רחב של חלבוני ניאון אדומים, שניתן להשתמש בהם בצורה יעילה עם GFP עבור ערוץ כפול זמן של נסיגות בשילוב. יש מגוון של חלבונים כאלה זמינים 13. למרות חלבונים רבים הם יציבים כמו fusions בחלבון פלואורסצנטי, חלבונים מסוימים עשויים להיות שניתנו על ידי היתוך לא יציב, וכתוצאה מכך כדאיות התא מופחת. במקרים כאלה, השימוש מבנים המכילים אתר פנימי כניסה הריבוזום (IRES) כדאי להפריד את החלבון עניין של חלבון פלואורסצנטי.
תאריך פרוסות הדמיה בעמוד השדרה, יש להקפיד למזער את החשיפה לאור ניאון. Eyepieces מיקרוסקופ יש להשתמש רק עם אור מסור (brightfield) כדי לאתר את המיקום פרוסות. תמונות פלורסנט תמיד צריך להירכש באמצעות התוכנה באמצעות מיקרוסקופ הזמנים חשיפה מינימלית. אלה צריכים להיות כל הזמן בטווח של 5-50 MS ושימוש במסנני צפיפות ניטרלי יש ניסויים. אמנם זמני חשיפה ארוכים יותר עשויים בתחילה להפיק תמונות ברורות יותר, את ההשפעות של חשיפה phototoxic אור ניאון עלולה לגרום מוות של תאים. מיקרומטר את 5-10 הראשונים של רקמת הקרוב ביותר coverslip אין הדמיה של אזור זה מכיל רקמות שאולי נפגעו במהלךחיתוך.
למרות הדוגמאות שהובאו כאן הן של עוברים electroporated בשלב HH 10 וצילמו 6-7 שעות מאוחר יותר, שיטה זו יכולה לשמש עוברים עד HH בשלב 18. בשלבים מאוחרים יותר, רקמת חוט השדרה הוא הרבה יותר גדול ולכן קשה לחתוך ביד. במקרים אלה, הטבעת עוברים נקודת התכה נמוכה agarose ו חתך עם vibratome עשוי להניב תוצאות טובות יותר. למרות שאנו מציגים זה assay כשיטה תאים הדמיה בחוט השדרה פיתוח, לגישה זו יש גם תמונה שונה לרקמות אחרות עובריים, כולל placodes חושי 3.
The authors have nothing to disclose.
Reagent | Company | Catalogue number | Comments |
WillCo Dish | WillCo Wells | GWst-3522 | |
poly-l-lysine | Sigma | P8970 | 0.1% in Tris |
Borosilicate glass capillaries | Harvard Instruments | GC100-10 | 1.0mm outer diameter, 0.58mm inner diameter |
Electrodes (Genetrodes, in ovo, L-shaped | BTX | 10-001850-01 | 5mm gold plated |
ECM 830 square pulse generator | BTX | 45-0002 | for in ovo electroopration |
Fast Green | Sigma | F7258 | |
Type I rat collagen | Sigma | C3857 | |
L-15 medium (powder) | Sigma | 2.76 g/L in distilled water for 5x solution |
|
Sodium bicarbonate | Sigma | S8761 | 7.5% solution |
Neurobasal medium | Invitrogen | 12348-017 | without phenol red |
Glutamax | Invitrogen | A1286001 | 100x solution |
B-27 supplement | Invitrogen | 17504-044 | |
Gentamicin | Invitrogen | 15710049 | 10 mg/ml |
L15 medium (liquid 1x) | Invitrogen | 11415-049 | |
Microknife | Altomed | A10102 | 15 degree incline |
Stainless steel headless pins | Watkins and Doncaster | E6871 | A1 size |
Sylgard 184 elastomer | VWR | 634165S | |
DeltaVision Core microscope system | Applied Precision | ||
Coolsnap HQ2 CCD camera | Photometrics |