Изображений эмбриональной ткани в режиме реального времени является сложной задачей в течение длительного периода времени. Здесь мы представляем анализ для контроля клеточного и субклеточные изменения в куриных спинного мозга в течение длительного времени с высоким пространственным и временным разрешением. Этот метод может быть адаптирован и для других регионов нервной системы и развитие эмбриона.
Эмбрионального спинного мозга состоит из нервных клеток велосипеде предшественников, которые приводят к большой процент нейронов и глиальных клеток центральной нервной системы (ЦНС). Хотя многое известно о молекулярных механизмах, модель спинного мозга и вызывает нейронную дифференциацию 1, 2, нам не хватает глубокого понимания этих ранних событий на уровне поведения клеток. Таким образом, решающее значение для изучения поведения нейронных предшественников в режиме реального времени, как они проходят нейрогенеза.
В прошлом, в режиме реального времени изображения ранней эмбриональной ткани была ограничена клеток / жизнеспособности тканей в области культуры, а также фототоксических эффекты флуоресцентных изображений. Здесь мы представляем новый тест для визуализации, такие ткани в течение длительного периода времени, с использованием естественных роман бывшего часть протокола культуры и широким полем флуоресцентной микроскопии (рис. 1). Такой подход позволяет достичь долгосрочного покадровой мониторинга куриных эмбриональных сPinal шнур клеток-предшественников с высоким пространственным и временным разрешением.
Этот анализ может быть изменен, чтобы изображение спектра эмбриональных тканей 3, 4 в дополнение к наблюдению клеточном и субклеточном поведения, развитие новых и очень чувствительны к журналистам активности генов (например, Notch сигнального 5) делает этот анализ мощный инструмент, с которым понять, как сигнализации регулирует поведение клеток в процессе эмбрионального развития.
Мы приведем здесь роман покадровой визуализации анализа для контроля поведения клеток в культуре эмбриональных куриных срез. Этот анализ позволяет высокого разрешения живой ткани до 70 часов, хотя временные рамки между 24-48 часов легче захватить. Использование высоких цен на нефть Н.А. объективных и относительно короткие промежутки времени между точками обеспечивает получение изображений с высоким разрешением, а также позволяет нам контролировать поведение клеток, что часто происходит быстро, и могут быть легко пропущены во время обычной покадровой визуализации с помощью конфокальной микроскопии.
Основным преимуществом данного анализа является возможность изображения клеток в течение длительного периода времени. Использование широкого поля 6 вместо конфокальной лазерной сканирующей микроскопии 7 имеет решающее значение для этого. Конфокальной микроскопии традиционно предлагают несколько преимуществ по сравнению с широким полем зрения микроскопа, в том числе способность принимать оптические разделов и устранить не в фокусе информацию непосредственно <sup> 7, но использование отверстие приводит к потере света детектора 8, исключая значительный объем информации, а также необходимым более длительное время экспозиции. Широкое поле микроскопа, с другой стороны, использует полное освещение поля и весь свет, проходящий через объектив направляется в детектор. Это в сочетании с высокой квантовой эффективностью охлаждения связью (ПЗС), камера обеспечивает изображение с высоким отношением сигнал-шум по сравнению с конфокальной микроскопии 9, с очень малым временем экспозиции. В нашем приложении, мы должны изображение в течение длительного времени, записывать 3D-стеков и в конечном итоге решать малого почти дифракционного предела структуры. Несмотря на то, конфокальной микроскопии позволяет вне фокуса свет от доходя до детектора и тем самым значительно снизить уровень фоновых в толстых, плотно-меченных образцов 7, 8, только достигает использовать сигнал-шум с гораздо большей, чем свет вход широкий микроскопии 10. Для очень светочувствительный sparselу-меченные образцы, как наши электропорации спинного кусочки мозга, поэтому широкого поля микроскопии работает лучше, чем конфокальной микроскопии. В сочетании с восстановления изображения по деконволюции, который удаляет из фокуса информации и повышает контрастность, широкие поля является то особенно хорош для обнаружения малых, слабых объектов 11. Не подходит для любой эксперимент изображений тканей, этот подход был очень эффективным для нашей жизни приложения визуализации клеток.
Выбор флуоресцентный белок является важным фактором, который может повлиять на выживаемость клеток. Мы считаем, что наилучшие результаты получаются от конструкции, которые используют зеленый флуоресцентный белок (GFP) 12 в качестве маркера. В настоящее время мы оценке ряда красных флуоресцентных белков, которые могут быть эффективно использована в сочетании с GFP для двухканальной временем утратит свою силу. Есть целый ряд таких белков доступно 13. Хотя многие белки являются стабильными, как слияния с флуоресцентный белокНекоторые белки могут быть оказаны неустойчивым путем слияния, что приводит к снижению жизнеспособности клеток. В таких случаях использование конструкций содержащие внутренний сайт рибосомы запись (IRES) полезно отделить белок от флуоресцентного белка.
При визуализации спинного кусочки мозга, необходимо позаботиться, чтобы минимизировать воздействие дневного света. Микроскоп Окуляры должны использоваться только в проходящем свете (светлое), чтобы найти и положение ломтиками. Флуоресцентные изображения всегда должны быть получены с помощью микроскопа, программное обеспечение, используя минимальное время экспозиции. Они должны быть в диапазоне 5-50 мс и использование нейтральные фильтры должны быть опробованы. Несмотря на более длительное время экспозиции может сначала произвести более четкие изображения, фототоксических эффекты воздействия дневного света может привести к гибели клеток. Первые 5-10 мкм ткани, которая находится ближе всего к покровным не должны быть отображены как эта область содержит ткани, которые могут быть повреждены во времянарезки.
Хотя примеры, представленные здесь эмбрионов электропорации на этапе HH 10 и отображаемого 6-7 часов спустя, этот метод может быть использован для эмбрионов до стадии Высочеству 18. На более поздних стадиях, спинной мозг ткани намного больше, и так трудно резать вручную. В этом случае вложения эмбрионов при низкой температуре плавления агарозы и секционирования с vibratome может дать лучшие результаты. Хотя мы и представить этот анализ как метод визуализации клеток в спинной мозг развивается, этот подход также был изменен на другой изображение эмбриональных тканей, в том числе сенсорных плакод 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 |