Imagem tecido embrionário em tempo real, é um desafio durante longos períodos de tempo. Aqui nós apresentamos um ensaio para o monitoramento das alterações celulares e sub-celular na medula espinhal pinto por longos períodos com resolução espacial e temporal. Esta técnica pode ser adaptado para outras regiões do sistema nervoso e embrião em desenvolvimento.
O cordão espinal embrionária consiste de ciclismo células progenitoras neurais que dão origem a uma grande percentagem das células neuronais e gliais do sistema nervoso central (SNC). Embora muito se sabe sobre os mecanismos moleculares que padrão a medula espinhal e provocar a diferenciação neuronal 1, 2, falta-nos um profundo entendimento desses eventos iniciais ao nível do comportamento das células. É, portanto, crucial para estudar o comportamento de células progenitoras neurais em tempo real, como se submetem a neurogênese.
No passado, imagem em tempo real do tecido embrionário inicial tem sido limitada pela célula / tecido viabilidade em cultura, assim como os efeitos fototóxicas de imagem fluorescente. Apresentamos aqui um ensaio de novo para a imagiologia de tecido, tais por longos períodos de tempo, utilizando um novo protocolo de cultura ex vivo fatia e de campo largo microscopia de fluorescência (Fig. 1). Essa abordagem alcança monitoramento de longo prazo de lapso de tempo de pinto embrionário scélulas do cordão pinal progenitoras com resolução espacial e temporal.
Este ensaio pode ser modificado para a imagem de uma gama de tecidos embrionários 3, 4 Para além da observação de comportamentos celulares e sub-celular, o desenvolvimento de novos e repórteres altamente sensíveis para a actividade do gene (por exemplo, sinalização Notch 5) faz com que este ensaio uma ferramenta poderosa com a qual compreende como sinalização regula o comportamento celular durante o desenvolvimento embrionário.
Apresentamos aqui um ensaio de imagem romance lapso de tempo para monitorar o comportamento das células em cultura de frango fatia embrionário. Este ensaio permite imagens de alta resolução de tecido vivo por até 70 horas, embora os prazos entre 24-48 horas são mais fáceis de capturar. A utilização de uma objectiva de óleo elevado NA e intervalos de tempo relativamente curtos entre os pontos de aquisição de imagem permite em alta resolução, bem como nos permitindo controlar o comportamento das células, que muitas vezes ocorre rapidamente, e pode ser facilmente perdido durante imagiologia lapso de tempo convencional utilizando confocal microscopia.
A principal vantagem deste ensaio é a capacidade de células de imagem ao longo de períodos longos de tempo. A utilização de gama-campo 6 em vez de laser confocal 7 microscopia é crítico para este. A microscopia confocal tem tradicionalmente oferecia várias vantagens sobre gama microscopia de campo, incluindo a capacidade de tomar secções ópticas e eliminar de informações diretamente foco <sup> 7, mas o uso de um furo de pino conduz a uma perda de luz para o detector de 8, excluindo uma quantidade significativa de informação, e que necessitam de tempos de exposição mais longos. Gama microscopia de campo, por outro lado, utiliza iluminação de campo completo e todos passagem da luz através do objectivo é enviado para o detector. Isto acoplado com uma elevada eficiência quântica arrefecida com dispositivo de acoplamento de câmara (CCD) assegura de imagem com uma alta relação sinal-ruído em comparação com microscopia confocal 9, com tempos de exposição muito rápidos. Em nossa aplicação, devemos imagem por longos períodos, registro pilhas 3D e, finalmente, resolver pequenos de difração de quase-estruturas limitadas. Embora microscopia confocal impede fora-de-foco de luz sempre de alcançar o detector e assim reduz significativamente fundo em espessura, densamente-rotulados amostras 7, 8, ele só atinge uma relação sinal-ruído utilizável com a entrada de luz muito maior do que largo microscopia de campo 10. Para sparsel muito sensível à luzamostras y-rotulados como nossos eletroporados fatias de medula espinhal, portanto, ampla microscopia de campo tem um desempenho melhor do que a microscopia confocal. Quando combinado com restauração de imagem por deconvolução, que remove as informações de foco e melhora o contraste, campo-larga é então particularmente bom para a detecção de objetos pequenos, dim 11. Apesar de não ser apropriado para cada experimento tissular, esta abordagem tem sido muito eficaz para a nossa aplicação de células vivas de imagem.
A escolha de proteína fluorescente é um factor importante que pode influenciar a sobrevivência celular. Descobrimos que os melhores resultados são obtidos a partir de construções que utilizam a proteína fluorescente verde (GFP) 12 como um marcador. Estamos neste momento a avaliar uma série de proteínas fluorescentes vermelhas que podem ser efetivamente utilizados em combinação com GFP para dual channel lapsos de tempo. Há uma variedade de tais proteínas disponíveis 13. Embora muitas proteínas são estáveis como fusões com uma proteína fluorescente, Algumas proteínas podem ser processado por fusão instável, resultando na viabilidade celular reduzida. Em tais casos, a utilização de construções que contêm um local de entrada interna ribossoma (IRES) é útil para separar a proteína de interesse a partir da proteína fluorescente.
Obtenção de imagens de fatias de medula espinhal, cuidados devem ser tomados para minimizar a exposição à luz fluorescente. As oculares do microscópio deve ser usado somente com luz transmitida (brightfield) para localizar e posição fatias. Imagens fluorescentes devem sempre ser adquiridos utilizando o software microscópio usando tempos de exposição mínimos. Estes devem ser mantidos na gama de 5-50 ms eo uso de filtros de densidade neutra deve ser experimentado. Embora os tempos de exposição mais longos podem, inicialmente, produzir imagens claras, os efeitos fototóxicas de exposição à luz fluorescente pode conduzir à morte celular. Os primeiros 5-10 iM de tecido que está mais próxima da lamela não deve ser trabalhada como esta região contém tecido que pode ter sido danificado durantecorte.
Embora os exemplos aqui apresentados são de embriões electroporado em HH fase 10 e fotografada 6-7 horas mais tarde, este método pode ser usado para os embriões até HH fase 18. Em fases posteriores, o tecido da medula espinal é muito maior e assim é difícil de cortar com a mão. Nestes casos, a incorporação dos embriões em baixo ponto de fusão de agarose e corte com um vibratome pode produzir melhores resultados. Mesmo que apresentam este ensaio como um método para células de imagem na medula espinhal em desenvolvimento, esta abordagem também tem sido modificado para outros tecidos embrionários de imagem, incluindo o placódios sensorial 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 |