Los procesos de desarrollo tales como la proliferación, el patrón, la diferenciación, y guía de axones se pueden modelar fácilmente en la médula espinal pez cebra. En este artículo se describe un procedimiento de montaje para los embriones de pez cebra, que optimiza la visualización de estos eventos.
La médula espinal pez cebra es un modelo de investigación eficaz para la investigación del sistema nervioso por varias razones. En primer lugar, genética, transgénicos y de genes enfoques desmontables pueden ser utilizados para estudiar los mecanismos moleculares que subyacen desarrollo del sistema nervioso. En segundo lugar, las grandes garras de embriones de desarrollo sincronizados proporcionan grandes tamaños de muestras experimentales. En tercer lugar, la claridad óptica del embrión de pez cebra permite a los investigadores visualizar progenitoras, gliales, y poblaciones neuronales. Aunque los embriones de pez cebra son transparentes, espesor de la muestra puede impedir la visualización microscópica efectiva. Una razón para esto es el desarrollo en tándem de la médula espinal y el tejido somite suprayacente. Otra razón es la bola yema grande, que todavía está presente durante los períodos de la neurogénesis temprana. En este artículo, nos demuestran microdisección y la eliminación de la yema de embriones fijos, lo que permite la visualización microscópica, preservando el tejido circundante somito. Nosotros also demostrar montaje semipermanente de embriones de pez cebra. Esto permite la observación de neurodesarrollo en los ejes dorso-ventral y anterior-posterior, ya que conserva la tridimensionalidad del tejido.
Visualización de la médula espinal en el pez cebra se inhibe por un número de factores. Debido al espesor de los somitas suprayacentes y la ubicación interna de la médula espinal, se requiere una distancia considerablemente larga de trabajo para alta resolución celular. El balón ha yema (que todavía está presente durante las primeras etapas de la neurogénesis) aumenta aún más la distancia de trabajo necesario, y se daña fácilmente con la presión de un cubreobjetos. Además, los restos de yema dañado prohíbe la visualización clara de los tejidos. Aunque son posibles secciones transversales en el eje (DV)-dorso-ventral, que no permiten fácilmente la visualización simultánea en el eje antero-posterior (AP) 1.
Para superar estos obstáculos, los embriones se disecan y se montaron en portaobjetos. Este procedimiento proporciona varias ventajas. En primer lugar, embriones de pez cebra se encuentran fácilmente con la cara lateral hacia arriba, lo que facilita la visualización eje AP. En segundo lugar, la eliminación de la yema de BALl disminuye la distancia de trabajo requerido, y limita los escombros. En tercer lugar, este procedimiento de montaje permite por tanto fluorescente y microscopía de campo claro. En cuarto lugar, los embriones montados son estables durante meses a 4 ° C, lo que permite la visualización espécimen prolongado. Por último, la progresión del desarrollo se da en que los segmentos anteriores son más maduros que los segmentos posteriores. Con el fin de asegurar que por etapas hemisegments espinales emparejados se comparan entre embriones, que recubre el tejido somite se utiliza como una guía. Por ejemplo, la décima somite más posterior se superpone a la décima hemisegment espinal, que es equivalente de desarrollo en embriones de etapa con ajuste. Este procedimiento de montaje de los embriones intactos permite una fácil identificación de los somitas.
Utilizamos la genética y genes tecnologías knock-down para estudiar los mecanismos de guiado de los axones en la médula espinal en desarrollo. En particular, se ha determinado que se requieren robo2, ROBO3 y DCC para comisural Asce PrimariaNding (COPA) pathfinding axón. Usando el procedimiento de montaje descrito aquí, hemos sido capaces de examinar el crecimiento ventral, cruce la línea media, ancho de comisura, dorsal y anterior 2,3 de crecimiento. Este procedimiento de montaje también se puede aplicar a DV o AP patrón de la médula espinal. Hemos utilizado este procedimiento para determinar los papeles dispares de efectores aguas abajo de Wnt en DV patrón de la médula espinal. El uso de este montaje, hemos sido capaces de obtener la resolución de los marcadores de DV en el nivel de células individuales, y determinar los cambios de modelado minutos como consecuencia de la alteración de recepción de señales Wnt 4,5. Este procedimiento de montaje también permite el cálculo del índice mitótico a través de anti-fosfohistona 3 o etiquetado BrdU (proliferación de progenitores) 5 diferenciación.
Montaje lateral del pez cebra fija ayudas embriones visualización del desarrollo de la médula espinal. A través de la eliminación de la pelota yema de huevo, se reduce la distancia de trabajo requerido para imágenes microscópicas excepcional. Nuestros resultados representativos se limitan a la etapa 24 HPF, sin embargo, esta técnica se puede utilizar tan pronto como 18 HPF, aunque embriones anteriores son más difíciles de diseccionar debido al tamaño del embrión y la fragilidad del tejido. Esta técnica también es aplicable a los embriones de más de 24 HPF. Ayudado por la claridad óptica de la embriones de pez cebra, la capacidad de realizar pantallas adelante genéticos, genética inversa, y enfoques transgénicos, varios procesos de desarrollo pueden ser investigados. Esto incluye los índices mitóticos de progenitores neuronales con marcadores como BrdU y anti-fosfato histona marzo 4 a 6 y los patrones a través de la expresión de marcadores progenitoras neuronales y gliales en el pax, nkx, dbx, y familie oligs 1,4-6. Los reactivos que reportan determinación glial y neuronal (como la proteína glial fibrilar ácida (GFAP) y HuC / D) 1,4,5,10 se puede utilizar. Diferenciación subtipo neuronal puede ser analizada a través de la expresión de los islotes, vsx, engrailed y genes gata 1,4-6. Y, por último, el análisis de la orientación axón es posible a través de anticuerpos tales como anti-tubulina acetilada, 3A10 y ZNP-1 2,11,12. Aunque otros sistemas modelo de vertebrados (ratón y pollo) se utilizan para estudiar el desarrollo de la médula espinal, sólo el permiso de pez cebra visualización simultánea de todos los ejes de desarrollo en el embrión intacto.
La limitación obvia de este enfoque es que los embriones se fijan, que excluye de imágenes en vivo. De hecho, la eliminación de (o daño a) los resultados de yema de huevo en la rápida muerte embrionaria, por lo que no es posible reducir la distancia de trabajo en embriones vivos utilizando esta técnica. Sin embargo, una gran ampliación de la médula coimágenes rd en embriones vivos es posible. Con el fin de preservar la yema durante de imágenes en vivo, los embriones se pueden colocar en las diapositivas de depresión, que proporcionan un espacio más grande entre la muestra y el cubreobjetos. Alternativamente, varios cubreobjetos de 22 mm x 22 mm se pueden pegar a cada diapositiva de un 3 en 1 x en portaobjetos de microscopio. Los cubreobjetos sirven como un "puente" para el cubreobjetos encima. Si los embriones son mayores de 18 HPF, tricaína se utiliza para anestesiar a los embriones para evitar el movimiento. Si bien se requiere una distancia de trabajo de 0,288 mm para los embriones deyolked en 24 HPF, cuando se trabaja con embriones vivos incrustados en agarosa, con yemas intactas, una lente microscópica con una distancia de trabajo de 3,3 mm es suficiente. Alternativamente, cultivos de explantes derivados a partir de embriones deyolked pueden ser visualizados utilizando una técnica de inmovilización coágulo de plasma 13. Varias poblaciones de células se pueden observar a través del uso de proteínas fluorescentes codificadas genéticamente, tales como GFP, mCherry, o el fotoconductortinte convertibles Kaede (por nombrar algunos). Además, las células marcadas con fluorescencia dentro de embriones quiméricos también se pueden ver con este enfoque 14.
Una técnica de montaje consistente que es estable durante meses es una herramienta crítica para los biólogos celulares y de desarrollo. Esta técnica sencilla y reproducible, lo que permite una fácil comparación entre los diferentes ensayos experimentales. Además, la alineación de los embriones en filas permite fácilmente la identificación de los embriones específicos para su posterior análisis.
The authors have nothing to disclose.
Skidmore Facultad Donaciones para el Desarrollo financió la preparación y publicación de este manuscrito.
Petri dishes 35mm X 10mm |
VWR |
25373-041 |
Dumont Forceps #3 |
Fisher Scientific |
NC9839169 |
Cover glass |
Fisher Scientific |
12-541-B22X22-1.5 |
Slides |
Fisher Scientific |
12-550-343 |
SlowFade Gold |
Fisher Scientific |
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ProLong Gold |
Life Technologies |
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Petroleum Jelly |
Any grocery store |
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Loop Holders |
VWR |
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Insect Pins |
Fine Science Tools |
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Nickel Plated Pin Holders |
Fine Science Tools |
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Name of Equipment |
Company |
Catalog number |
Olympus Stereo microscope |
Olympus |
SZ61 |