Tisular embrionario en tiempo real es un reto durante largos períodos de tiempo. Aquí presentamos un ensayo para el seguimiento de los cambios celulares y subcelulares en la médula espinal de pollo durante largos periodos con alta resolución espacial y temporal. Esta técnica puede ser adaptado para otras regiones del sistema nervioso y embrión en desarrollo.
La médula espinal de embriones consta de ciclismo células progenitoras neuronales que dan lugar a un gran porcentaje de las células neuronales y gliales del sistema nervioso central (SNC). Aunque se sabe mucho sobre los mecanismos moleculares que el patrón de la médula espinal y provocan la diferenciación neuronal 1, 2, carecemos de una comprensión profunda de estos primeros eventos en el nivel de comportamiento de las células. Por tanto, es fundamental para estudiar el comportamiento de los progenitores neuronales en tiempo real que sean sometidos a la neurogénesis.
En el pasado, imágenes en tiempo real de tejido embrionario temprano ha visto limitado por la viabilidad celular / tejido en cultivo, así como los efectos fototóxicas de imagen fluorescente. Aquí se presenta un nuevo ensayo para el tejido de imágenes tales durante largos períodos de tiempo, utilizando un ex vivo novela rebanada protocolo de cultivo y de campo amplio microscopía de fluorescencia (Fig. 1). Este enfoque logra a largo plazo de lapso de tiempo de seguimiento de los embriones de pollo sPinal de células progenitoras de la médula con alta resolución espacial y temporal.
Este ensayo puede ser modificado a la imagen de una gama de tejidos embrionarios 3, 4 Además de la observación de los comportamientos celulares y subcelulares, el desarrollo de la novela y periodistas altamente sensibles para la actividad de los genes (por ejemplo, la señalización de Notch 5) hace que este ensayo una poderosa herramienta con la que comprender cómo se regula la señalización comportamiento de las células durante el desarrollo embrionario.
Presentamos aquí una novela de lapso de tiempo de ensayo de imágenes para vigilar el comportamiento de células en cultivo rebanada de embriones de pollo. Este ensayo permite imágenes de alta resolución del tejido vivo para un máximo de 70 horas, aunque los plazos entre las 24-48 horas son más fáciles de capturar. El uso de un objetivo de aceite de NA y los intervalos relativamente cortos entre los puntos de tiempo permite la adquisición de imágenes en alta resolución, así como lo que nos permite monitorear el comportamiento de células, que a menudo se produce rápidamente, y puede ser fácilmente perdido durante el tiempo convencional de imágenes a intervalos utilizando confocal microscopía.
La principal ventaja de este ensayo es la capacidad de las células de la imagen durante largos períodos de tiempo. El uso de gran campo 6 en vez de láser confocal de barrido microscopio 7 es fundamental para esto. La microscopía confocal tradicionalmente ha ofrecido una serie de ventajas sobre todo la microscopía de campo, incluyendo la capacidad de tomar secciones ópticas y eliminar la información de atención directa <sup> 7, pero el uso de un agujero conduce a una pérdida de la luz al detector 8, excluyendo una cantidad significativa de información, y que requiere largos tiempos de exposición. Wide microscopía de campo, por el contrario, utiliza iluminación de campo completo y toda la luz que pasa a través del objetivo se envía al detector. Esto, junto con una alta eficiencia cuántica se enfrió (CCD) de la cámara garantiza imágenes con una elevada relación señal-ruido en comparación con la microscopía confocal 9, con tiempos de exposición muy rápidos. En nuestra aplicación, debemos la imagen durante largos períodos, registro de las pilas en 3D y en última instancia, resolver los pequeños-cerca de difracción de estructuras limitadas. Aunque microscopio confocal evita fuera del foco de luz de cada vez que llega al detector y por lo tanto reduce significativamente fondo en gruesos, densamente-etiquetados muestras 7, 8, sólo se logra una utilizable relación señal-ruido con entrada de luz mucho más grande que amplio microscopía de campo 10. Para sparsel muy sensible a la luzmuestras y marcados como los cortes electroporated de la médula espinal, por lo tanto, toda la microscopía de campo se comporta mejor que la microscopía confocal. Cuando se combina con la restauración de imágenes por deconvolución, que elimina la información de atención y mejora el contraste de campo amplio es entonces particularmente bueno para la detección de objetos pequeños, débiles 11. Si bien no es apropiado para todos los experimentos de imagen del tejido, este enfoque ha sido muy eficaz para nuestra aplicación en directo imágenes de células.
La elección de la proteína fluorescente es un factor importante que puede influir en la supervivencia celular. Nos parece que los mejores resultados se obtienen a partir de construcciones que utilizan la proteína verde fluorescente (GFP) 12 como un marcador. Actualmente estamos evaluando una serie de proteínas fluorescentes rojas que pueden ser utilizados eficazmente en combinación con las buenas prácticas agrarias para el canal de doble lapsos de tiempo. Hay una variedad de tales proteínas disponibles 13. Aunque muchas proteínas son estables como fusiones con una proteína fluorescente, Algunas proteínas pueden volverse inestable por fusión, dando como resultado la viabilidad celular reducida. En tales casos, el uso de construcciones que contienen un sitio interno de entrada al ribosoma (IRES) es útil para separar la proteína de interés a partir de la proteína fluorescente.
Cuando las rebanadas de imágenes de la médula espinal, se debe tener cuidado para minimizar la exposición a la luz fluorescente. Los oculares del microscopio debe ser utilizado sólo con luz transmitida (campo claro) para localizar y posición de las rebanadas. Imágenes fluorescentes siempre deben ser adquiridas utilizando el software de microscopio utilizando el mínimo tiempo de exposición. Estos deben mantenerse en el intervalo de 5-50 ms y el uso de filtros de densidad neutra se debe experimentar. A pesar de los tiempos de exposición más largos al principio puede producir imágenes más nítidas, los efectos de la exposición fototóxicas luz fluorescente puede conducir a la muerte celular. Los primeros 5-10 micras de tejido que está más cerca del cubreobjetos no debe ser reflejado ya que esta región contiene tejido que pueden haber sufrido daños durante elrebanar.
Aunque los ejemplos presentados aquí son de embriones en la etapa electroporadas HH 10 y fotografiado 6-7 horas más tarde, este método puede ser utilizado para los embriones hasta HH etapa 18. En etapas posteriores, el tejido de la médula espinal es mucho más grande y por lo tanto es difícil de cortar con la mano. En estos casos, la incorporación de los embriones en el bajo punto de fusión de agarosa, y se seccionó con un vibratome puede producir mejores resultados. A pesar de que presentan este ensayo como un método para células de imagen en la médula espinal en desarrollo, este enfoque también ha sido modificado para la imagen de otros tejidos embrionarios, incluyendo la sensorial placodas 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 |