regeneração de retina de peixe-zebra foi principalmente estudada usando retinas fixos. No entanto, os processos dinâmicos, como a migração nuclear interkinetic ocorrer durante a resposta regenerativa e exigem processamento de imagem de células vivas para investigar os mecanismos subjacentes. Aqui, descrevemos as condições de cultura e de imagem para monitorar Migração Nuclear Interkinetic (INM) em tempo real através de microscopia multiphoton.
Um programa de regeneração endógena é iniciada por Müller glia no peixe-zebra adulto (Danio rerio) retina seguintes danos e morte neuronal. As Müller glia re-entrar no ciclo celular e produzir células progenitoras neuronais que são submetidos a ciclos subsequentes de divisões celulares e diferenciar em tipos de células neuronais perdidas. Ambos Müller glia e células progenitoras neuronais núcleos replicar o seu ADN e sofrem mitose em locais distintos da retina, ou seja, elas migram entre o basal camada interna Nuclear (INL) e a camada exterior Nuclear (ONL), respectivamente, em um processo descrito como Interkinetic Migração nuclear (INM). INM foi predominantemente estudados na retina em desenvolvimento. Para examinar a dinâmica do INM no adulto regenerar retina zebrafish em detalhe, processamento de imagem de células vivas de células fluorescentes marcado Müller glia / neuronais progenitoras é necessária. Aqui, nós fornecemos as condições para isolar e retinas cultura dorsaisde Tg [GFAP: nGFP] mi2004 peixe-zebra que foram expostos à luz intensa constante por 35 h. Também mostram que estas culturas de retina são viáveis para efectuar experiências de imagiologia ao vivo de células, a aquisição de imagens continuamente Z-pilha, através da espessura do explante da retina por até 8 h, usando microscopia multifotônica para monitorar o comportamento migratório das GFAP: células -positivas nGFP . Além disso, descrevemos os detalhes para realizar a análise pós-imagem para determinar a velocidade do INM apical e basal. Para resumir, nós estabelecemos condições para o estudo da dinâmica do INM em um modelo adulto da regeneração neuronal. Isto irá avançar nossa compreensão deste processo celular crucial e nos permitem determinar os mecanismos que controlam INM.
Ao contrário dos humanos, peixe-zebra (Danio rerio) apresentam uma resposta regeneração robusta sobre a morte celular dos neurônios da retina 1, 2, 3, 4. Factor de necrose tumoral α, uma molécula de sinalização que é libertado a partir de morrer neurónios retinais induz Müller glia residente no basal camada interna Nuclear (INL) da retina, a proliferar 5 e produzir células progenitoras neuronais que continuam a proliferar antes de se diferenciar em a célula neuronal tipos que morreram 2, 3, 4. Durante a fase proliferativa da resposta de regeneração, os núcleos de células da glia Müller e suas células progenitoras neuronais provenientes passam por um padrão repetitivo migratório em fase com o ciclo celular (migração nuclear Interkinetic, INM) 6 </sup >, 7. Núcleos posicionado no INL basal replicar o seu DNA antes de migrar para a camada exterior Nuclear (ONL), onde se dividem antes de retornar os núcleos resultantes basalmente para o INL. Este processo foi descrito pela primeira vez durante o desenvolvimento neuroepithelial usando métodos histológicos, enquanto abordagens de imagens ao vivo de células mais tarde confirmado a interpretação por Sauer 8, 9, 10, 11, 12. Ambas as abordagens de imagem histoquímicos e em células vivas, foram usadas para determinar os mecanismos subjacentes INM e a sua função no desenvolvimento neuroepithelia incluindo a retina 9, 11, 12, 13. No entanto, os mecanismos que regem INM no adulto regenerar retina não foram estudadas em grande detalhexref "> 6, 7. imagens ao vivo de células será uma abordagem de valor inestimável para avançar o nosso conhecimento sobre as vias de sinalização que controlam o INM na retina regenerar adulto.
Até recentemente, a criação de imagens de células vivas de INM na retina foi limitada a qualquer embriões de peixe-zebra ao vivo ou para pinto embrionário ou o rato pós-natal explantes de retina 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16. Enquanto explantes de retina de animais adultos de uma variedade de espécies, incluindo ratinhos, ratos e peixes-zebra foram utilizadas para diferentes células abordagens biológicas 17, 18, 19, 20, experimentos com imagens em células vivas a partir de explantes de retina have sido restrita a breves períodos de tempo e não foram executadas de forma contínua ao longo de várias horas 21, 22. Aqui, descrevemos um protocolo detalhado para a cultura adultos retinas de peixe-zebra danificado de luz para realizar experimentos com imagens em células vivas, monitoramento INM usando microscopia multi-fotão 6. Abordagens de imagem de células vivas são vantajosos em relação aos métodos de imuno-histoquímica ao investigar os mecanismos que controlam INM, como a dinâmica do INM, por exemplo, as velocidades podem ser afetadas em vez de a localização da mitose, o que não seria potencialmente ser detectada usando imunocitoquímica.
No futuro, este método tem também o potencial de ser modificado para estudar outros processos dinâmicos durante a regeneração da retina, tais como fagocitose de morrer fotorreceptores por Muller glia ou o comportamento da microglia.
Estudos investigando os mecanismos que regem a regeneração do adulto danificado retina zebrafish métodos utilizados predominantemente imunocitoquímicos 5, 25, 26, 27, 28, 29, 30. Estabelecer condições para a cultura de explantes de retina e para realizar processamento de imagem de cé…
The authors have nothing to disclose.
Agradecemos o apoio fornecido por William Archer e do Mecanismo de Notre Dame Integrado Imaging. Agradecimentos especiais são direcionados para os técnicos Freimann Ciências Biológicas por sua ajuda contínua e seus cuidados e criação de peixe-zebra. Este estudo foi apoiado por subsídios da National Eye Institute dos NIH para DRH (R01-EY018417, R01-EY024519) eo Centro de Zebrafish Research, University of Notre Dame, Notre Dame, IN.
Dumont forceps size #5 | World precision instruments | 14098 | |
Dumont forceps size #5, 45° angle | World precision instruments | 14101 | |
McPherson-Vannas scissors | World precision instruments | 501233 | |
Fluordishes | World precision instruments | FD35-100 | |
Stereomicroscope | Nikon | SMZ-1B | similar type of dissection stereomicroscope will work |
Biological Safety Cabinet class type A2 | Labconco | equivalent type will work | |
tissue culture incubator | Thermoscientific | HEPA-class 100 | equivalent type will work |
Sylvania fluorescent lamps OSFP5835HOECO | Bulbtronics | 31850 | |
0.2 µm pore-size Acrodisc syringe filter | VWR | 4192 | |
10 ml Luer-lok syringe | VWR | BD309604 | |
60 ml Luer-lok syringe | VWR | BD309653 | |
NaHCO3 | FischerScientific | S233-500 | |
CaCl2 | ThermoScientific | C79-500 | |
MgCl2 | EMD Millipore | 5980 | |
HBSS w/o Ca2+/Mg2+, w/o phenol red, Gibco | ThermoScientific | 14175-095 | |
MEM w/o phenol red, Gibco | ThermoScientific | 5100-038 | |
Horse serum, heat-inactivated | ThermoScientific | 26050-070 | |
penicillin/streptomycin | VWR | 16777-164 | |
Ultrapure low melting point agarose | ThermoScientific | 16520-100 | |
ethanol, absolute | ThermoScientific | BP2818-4 | |
2-phenoxyethanol | Sigma | 77699 | |
Corning Cell-Tak cell and tissue adhesive | VWR | 354240 | |
refractive index liquid | Cargille Lab | 1803Y | |
Nikon A1 multiphoton microscope equipped with a MaiTai infrared laser | Nikon | equivalent system will work | |
40x Apo long-distance water immersion objective (N.A. 1.15) | |||
environmental chamber equipped with insert for 35 mm petridishes | Okolab | equivalent system will work | |
NIS analysis software | Nikon |