Summary

Ex Vivo 실험 이미징에 대 한 성인 제 브라에서 준비 신선한 망막 조각

Published: May 09, 2018
doi:

Summary

망막 조직을 이미징 전통적인 생 화 확 적인 방법에서 수집 될 수 없는 단일 셀 정보를 제공할 수 있습니다. 이 프로토콜 confocal 영상에 대 한 제 브라에서 망막 조각의 준비를 설명합니다. 형광 유전자 센서를 인코딩 또는 표시기 염료 별개 망막 세포 유형에 수많은 생물 학적 과정의 시각화를 허용.

Abstract

망막은 비전의 첫 번째 단계를 통합 하는 복잡 한 조직. 망막 세포의 기능 장애는 많은 눈부신 질병의 품질 증명 그리고 미래 치료 세포는 정상적으로 작동 하는 어떻게 다른 망막에 대 한 기본적인 이해에 경첩. 특정 종류의 기여는 망막 세포 주위에 점감 된다 때문에 생 화 확 적인 방법으로 정보를 얻고 어려운 입증 되었습니다. 라이브 망막 이미징 subcellular 수준, 유전자 인코딩된 형광 바이오 센서의 증가 덕분에 수많은 생물 학적 과정의 보기를 제공할 수 있습니다. 그러나,이 기술은 지금까지 tadpoles 그리고 zebrafish 애벌레, 고립 된 망막의 바깥쪽 망막 레이어 또는 살아있는 동물에서 망막의 낮은 해상도 이미징 있었습니다. 여기 우리 confocal 현미경 검사 법을 통해 라이브 영상에 대 한 성인 제 브라에서 라이브 비보 전 망막 슬라이스를 생성 하기 위한 방법을 제시. 이 준비는 대부분 세포 유형 confocal 이미징 실험 살포를 사용 하 여 수행 볼 수와 모든 망막 레이어 가로 분할 영역 생성 합니다. 유전자 변형 zebrafish 표현 형광 단백질 또는 특정 망막 세포 유형 또는 세포 바이오 센서는 그대로 망막에서 단일 셀 정보를 추출 하는 데 사용 됩니다. 또한, 망막 조각 방법의 다양성에 추가 하는 형광 표시기 염료로 로드할 수 있습니다. 이 프로토콜 이미징 캘리포니아2 + 제 브라 콘 대뇌, 내 개발 되었습니다 하지만 적절 한 표시와 함께 그것은 수 적응 측정 캘리포니아2 + 또는 뮐러 셀, 바이 폴라 및 수평 세포, microglia, amacrine 세포, 또는 망막에서 대사 산물 신경 절 세포입니다. 이 메서드는 셀 형식을 공부에 적합 하지 않습니다 그래서 망막 안료 상피 조각에서 제거 됩니다. 연습, 여러 실험에 대 한 하나의 동물에서 직렬 슬라이스를 생성 가능 하다. 이 적응 기술에 대 한 망막 세포 생물학, 캘리포니아2 +, 에너지 항상성 많은 질문에 응답 하기 위한 강력한 도구를 제공 합니다.

Introduction

제 브라 (Danio rerio) 의료 및 기본적인 과학 연구1, 작은 크기, 빠른 개발 및 척추 기관 시스템 때문에 널리 사용 되는. Transgenesis에 대 한 설립된 방법과 결합 zebrafish 애벌레의 자연적인 투명도 살아있는 동물에서 세포 프로세스의 상세한 시각화를 사용할 수 있습니다. 다양 한 유전자 인코딩된 형광 바이오 센서는 감지 캘리포니아2 + 2, 과산화 수소3, apoptotic 활성화4 ATP5특정 zebrafish 셀에 표적이 되었습니다.

Vivo에서 화상 진 찰 zebrafish 애벌레의 신경 과학, 두뇌 회로6 의 매핑 등의 분야에서 혁신을 주도하 고 있다 및 중앙 신경 조직에 대 한 약물 개발 무질서7. Zebrafish는 비전 연구에 적합 그들의 망막 기능 구조 및 더 높은 척추 동물의 신경 종류 그리고 강력한 시각적 동작8,9표시 때문에. 여러 종류의 망막 유년 인간의 질병에 유사한 성공적으로 모델링 되 고 제 브라10,11, 망막2, 내 변질 개별 대뇌의 라이브 영상 등에서 공부 12.

애벌레 zebrafish 이미징 비보에 유용한 도구 동안, 그것은 더 많은 도전으로 물고기 성장 하 고 착 색, 개발 몇 가지 약리 치료 전체 동물을 침투 수 없습니다 된다. 또한, 특정 세포 프로세스 개발 및 나이, 성인 동물에 이해 기능과 질병의 진행에 대 한 중요 한 나중 시간 포인트를 만들고 변경 합니다. Immunoblot, quantitiative PCR, O2 소비, 및 metabolomic 분석 같은 방법을 전체적으로 망막의 생물학에 대 한 중요 한 단서를 제공할 수 있습니다 하지만 그것은 개별 종류의 세포에 의해 영향을 받는 기부를 분별 하기 어려운 생화학 질병입니다. 이러한 문제를 무시 비보 전 고립 된 망막 조직을 이미징 하 고 평면 이미징 하는 동안 탑재 된 망막 월급 외부 망막13의 보기, 깊은 내부 망막 기능 가려진. 가로 망막 조각, 그에 제시 모든 레이어 및 셀의 명확한 보기를 활성화 하려면 고정 immunohistochemical 분석 하지만 정상적인 기능 및 질병에 관련 된 동적 프로세스의 단일 스냅숏을 제공.

여기, 우리 이미징 성인 제 브라에서 비보 전 가로 망막 분할 영역을 생성 하기 위한 방법을 제시. 그것은 비슷한 electrophysiological 및 형태학 연구14,15, ex vivo 공초점 레이저를 사용 하 여 이미징 시간 경과 대 한 중요 한 수정에 대 한 수 륙 양용 그리고 zebrafish 망막 슬라이스를 준비 하기 위한 방법 현미경 검사 법입니다. 바이오 센서 또는 분할 영역에 염료의 형광 응답 약리 에이전트 관류를 사용 하 여 제공 하면서 confocal 현미경으로 실시간으로 모니터링 된다. 메서드가 대뇌 이미징 개발 되었습니다, 그것은 적절 한 형광 마커 뮐러 셀, 양극 세포, 수평 세포, amacrine 세포, 또는 망막 신경 절 세포를 시각화에 대 한 사용 가능한 수 있습니다. 또한, 조각 보고서 세포 생존 능력, 기공을 전송, 미토 콘 드 리아 기능, 또는 산화 환 원 상태에 형광 세포 투과성 염료로 로드할 수 있습니다. 이 다재 다능 한 준비는 망막, 캘리포니아2 + 역학, 대사 상태, 신호 변환 등을 통해 다양 한 subcellular 프로세스의 시각화 수 있습니다.

Protocol

모든 동물 실험 워싱턴 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 대학에 의해 승인 되었다. 1. 동물 및 장비 준비 참고: 망막 안료 상피 (RPE) 조직의 그 염색 망막 기능을 어둡게 하 고 때 ex vivoimaging confocal 조직을 손상 수 망막의 외부를 둘러싼 어두운 시트입니다. 어둠 속에서 zebrafish의 RPE 망막;에서 제거 됩니다. 어두운 자국과 이미징 하기 전에 망막에서 RPE?…

Representative Results

안정적인 위치 및 조각 가로 방향을 주입 또는 약리 에이전트의 관류와 성공적인 이미징에 열쇠입니다. 신중 하 게 검토 하 고 모든 망막 레이어는 표시 (그림 2A, 슬라이스 ii) 확인 하는 데 필요한 confocal 영상 전에 분할 영역 위치. 조각 회전 (그림 2A, 슬라이스 iii)를 약간 앞으로 하 고 외부 세그먼트의 번들 표시 됩니다 작은 조…

Discussion

신선한 zebrafish 망막 조각의 비보 전 영상 포토 리셉터 생물학20,,2122, 공부에 대 한 다양 한 도구를 것을 입증 했다 그리고 고유에서 완전히 성숙, 단일 셀의 분석 수 있습니다. 차별화 된 망막입니다. 연습으로, 망막의 동일한 부분에서 직렬 조각을 사용 하 여 단일 물고기에서 조직으로 여러 실험을 실시 가능 하다. 과제 …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리 감사 랄 프 넬슨과 다니엘 Possin 안정적인 유전자 변형 zebrafish 라인의 세대를 위해이 프로토콜, 그리고에 바 Ma, 애슐리 조지 게 일 스탠 튼을 개발 하면서 생각 지도. 일 밀리, 밀리, 화장실을 NIH 네이 5T32EY007031에 NSF GRFP 2013158531 고 재 혁 고 S.B. EY026020에 의해 지원 되었다

Materials

zebrafish Univeristy of Washington South Lake Union Aquatics Facility stocks maintained in-house as stable transgenic lines
petroleum jelly Fisher Scientific 19-090-843 for petroleum jelly syringe
3-mL slip tip syringe Fisher Scientific 14-823-436 for petroleum jelly syringe
20g 3.8 cm slip tip needle Fisher Scientific 14-826-5B for petroleum jelly syringe
plain 7 cm X 2.5 cm microscope slide Fisher Scientific 12-550-A3 for eyecup dissection, slicing chamber
Seche Vite clear nail polish Amazon B00150LT40 for slicing chamber
18 mm X 18 mm #1 glass coverslips Fisher Scientific 12-542A for imaging ladders
unflavored dental wax Amazon B01K8WNL5A for imaging ladders
double edge razor blades Stoelting 51427 for tissue slicing
tissue slicer with digital micrometer Stoelting 51415 for tissue slicing
filter paper – white gridded mixed cellulose, 13 mm diameter, 0.45 µm pore size EMD Millipore HAWG01300 filter paper for mounting retinas
10 cm petri dish Fisher Scientific FB0875712 for fish euthanasia, dissection, imaging ladder assembly
15 cm plain-tipped wood applicator stick Fisher Scientific 23-400-112 for wire eye loop tool
30g (0.25 mm diameter) tungsten wire Fisher Scientific AA10408G6 for wire eye loop tool
D-glucose Sigma Aldrich G8270 component of supplement stock solution
sodium L-lactate Sigma Aldrich L7022 component of supplement stock solution
sodium pyruvate Sigma Aldrich P2256 component of supplement stock solution
L-glutamine Sigma Aldrich G3126 component of supplement stock solution
 L-glutathione, reduced Sigma Aldrich G4251 component of supplement stock solution
L-ascorbic acid Sigma Aldrich A5960 component of supplement stock solution
NaCl Sigma Aldrich S7653 component of Ringer's solution
KCl Sigma Aldrich P9333 component of Ringer's solution
CaCl2 · 2H2O Sigma Aldrich C3881 component of Ringer's solution
NaH2PO4 Sigma Aldrich S8282 component of Ringer's solution
MgCl2 · 6H2O Sigma Aldrich M0250 component of Ringer's solution
HEPES Sigma Aldrich H3375 component of Ringer's solution
Tris base Fisher Scientific BP152 component of Na+-free Ringer's solution
6 N HCl Fisher Scientific 02-003-063 component of Na+-free Ringer's solution
KH2PO4 Sigma Aldrich P5655 component of Na+-free Ringer's solution
50 mL conical centrifuge tube Denville Scientific C1062-P container for Ringer's solution
Vannas scissors – 8 cm, angled 5 mm blades World Precision Instruments 501790 micro-scissors for eyecup dissection
Swiss tweezers – #5, 11 cm, straight, 0.06 X 0.07 mm tips World Precision Instruments 504510 fine forceps for eyecup dissection and slice manipulation
single edge razor blades Fisher Scientific 12-640 for eyecup dissection and trimming filter paper
EMD Millipore filter forceps Fisher Scientific XX6200006P flat forceps for handling wet filter paper
C12 558/568 BODIPY Fisher Scientific D3835 stains live cell nuclei; incubate 5 µg/mL for 15 min at room temperature
propidium iodide (PI) Fisher Scientific P3566 stains dead cell nuclei; incubate 5 µg/mL for 20 min at room temperature
Hoechst 33342 Fisher Scientific 62249 stains live cell nuclei; incubate 5 µg/mL for 20 min at room temperature
Tetramethylrhodamine, methyl ester (TMRM) Fisher Scientific T668 stains functional, negatively-charged mitochondria; incubate 1 nM for 30 min at room temperature
tissue perfusion chamber Cell MicroControls BT-1-18/BT-1-18BV [-SY] imaging chamber for injection or perfusion
2-(N-(7-Nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)Amino)-2-Deoxyglucose (NBDG) Fisher Scientific N13195 fluorescent glucose analog adminitered orally to zebrafish 30 min prior to euthanasia
Olympus laser scanning confocal microscope Olympus FV1000 confocal microscope for visualizing fluorescence of slices at single-cell resolution
Carbonyl cyanide 3-chlorophenylhydrazone (CCCP) Sigma Aldrich C2759 experimental reagent which ablates mitochondrial respiration; treat slices to a final concentration of 1 µM
miniature aspirator positioner Cell MicroControls FL-1 for perfusion
perfusion manifold, gas bubbler manifold, flow valve, 60cc syringe holder Warner Instruments various for perfusion

Referências

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Citar este artigo
Giarmarco, M. M., Cleghorn, W. M., Hurley, J. B., Brockerhoff, S. E. Preparing Fresh Retinal Slices from Adult Zebrafish for Ex Vivo Imaging Experiments. J. Vis. Exp. (135), e56977, doi:10.3791/56977 (2018).

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