Данио регенерации сетчатки в основном были изучены с использованием фиксированных сетчатку. Однако динамические процессы, такие как интеркинетического ядерной миграции происходят во время рекуперативного ответа и требуют живых клеток, чтобы исследовать основные механизмы. Здесь мы описываем культуру и условия формирования изображения для мониторинга интеркинетического ядерной миграции (НИМ) в режиме реального времени с использованием многофотонный микроскопии.
Эндогенная программа регенерации инициируется Müller глии в взрослых данио (Danio rerio) сетчатка следующие повреждения нейронов и смерти. Глии Мюллера вновь войти в клеточный цикл и производят нейрональные клетки-предшественники, которые претерпевают последующих раундов клеточных делений и дифференцируются в потерянных нейрональных типов клеток. Оба Müller глии и нейронов клеток – предшественников ядер реплицировать свою ДНК и подвергаются митоза в различных местах сетчатки, то есть они мигрируют между базальной Внутренний ядерный слой (INL) и наружный ядерный слой (ONL), соответственно, в способе , описанном в интеркинетического Ядерная миграция (INM). INM в основном была изучена в развивающейся сетчатке. Для изучения динамики INM во взрослом регенерирующим данио сетчатку в деталях, живых клеток изображений флуоресцентно-меченых Мюллер глии / нейрональных клеток-предшественников требуется. Здесь мы предоставляем условия для выделения и культуры спинные сетчаткуот Tg [GFAP: nGFP] mi2004 данио , которые подвергались воздействию постоянного интенсивного света в течение 35 часов. Мы также показали , что эти культуры сетчатки являются жизнеспособными для проведения экспериментов визуализации живых клеток, постоянно приобретая Z-стек изображений по всей толщине эксплантов сетчатки глаза до 8 ч с использованием многофотонной микроскопии для наблюдения за миграционную поведение GFAP: nGFP -положительным клетки , Кроме того, мы описываем детали для проведения анализа после обработки изображений для определения скорости апикальной и базальной INM. Подводя итог, мы создали условия для изучения динамики INM во взрослой модели регенерации нейронов. Это позволит углубить наше понимание этого ключевого клеточного процесса и позволяют определить механизмы, которые контролируют INM.
В отличие от людей, данио (Danio rerio) демонстрируют надежный ответ регенерации на гибель клеток нейронов сетчатки 1, 2, 3, 4. Фактор некроза опухоли α, сигнальная молекула , которая высвобождается от смерти нейронов сетчатки индуцирует Müller глии проживающее в базальном Внутренний ядерный слой (INL) сетчатки, пролиферировать 5 и производить нейрональных клеток – предшественников , которые продолжают разрастаться до того дифференцироваться в нейронную клетку типы , которые умерли 2, 3, 4. Во время пролиферативной фазы реакции регенерации, ядра Müller глии и их производные нейрональные клетки – предшественники проходят повторяющиеся миграционную картину в фазе с клеточного цикла (интеркинетического миграции ядер, INM) 6 </sup >, 7. Ядра расположены в базальной INL реплицировать свою ДНК, прежде чем переходить к наружному ядерный слой (ONL), где они делят до того, как возникающие ядра возвращают базально к INL. Этот процесс был впервые описан в ходе нейроэпителиальной разработки с использованием гистологических методов, в то время как методы визуализации живых клеток позже подтвердил толкование Sauer 8, 9, 10, 11, 12. Обе гистохимические и живых клеток подходы формирования изображений используются для определения механизмов , лежащих INM и его функции в развитии нейроэпителия включая сетчатку 9, 11, 12, 13. Однако механизмы, регулирующие INM во взрослом регенерирующейся сетчатку не были изучены достаточно подробноXref "> 6, 7. живых клеток будет неоценимым подход для продвижения наших знаний о сигнальных путей , которые контролируют INM во взрослом регенерирующей сетчатки.
До недавнего времени живой ячейки изображения INM в сетчатке не был ограничен либо живых эмбрионов данио или к эмбриональной птенца или послеродового мыши эксплантатов сетчатки глаза 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16. В то время как эксплантов сетчатки глаза от взрослых животных разных видов , включая мышей, крыс и данио были использованы для различных клетки биологические подходы 17, 18, 19, 20, эксперименты живых клеток с использованием эксплантатов сетчатки глаза гаве были ограничены короткими периодами времени и не выполняется непрерывно в течение нескольких часов 21, 22. Здесь мы описываем подробный протокол к культуре легких поврежденных взрослых данио сетчатке для проведения экспериментов живых клеток изображений INM мониторинга с использованием мульти-фотонной микроскопии 6. Подходы живых клеток имеют преимущество перед иммуногистохимических методов при исследовании механизмов , контролирующих INM, как динамика INM, например, скорости могут быть затронуты , а не место митоза, который бы не потенциально быть обнаружены с помощью иммуноцитохимии.
В дальнейшем, этот метод также имеет потенциал, чтобы быть модифицирована для изучения других динамических процессов во время регенерации сетчатки, такие как фагоцитоз смерти фоторецепторов Мюллером глии или поведение микроглии.
Исследования , расследующие механизмы , регулирующие регенерацию поврежденных взрослых данио сетчатки глаза преимущественно используются иммуноцитохимической методы 5, 25, 26, 27, 28, <…
The authors have nothing to disclose.
Мы высоко ценим поддержку, оказываемую Уильяма Арчер и Нотр-Дам Комплексная изображений фонда. Особая благодарность направлены на техников Freimann Life Sciences за их постоянную помощь и их ухода и животноводства в данио. Это исследование было поддержано грантами от Национального института глаза НИЗ к DRH (R01-R01, EY018417-EY024519) и Центра исследований данио, Университет Нотр-Дам, Нотр-Дам, 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 |