Este protocolo descreve um método detalhado para a longo prazo ex vivo cultura e imagens ao vivo de um disco imaginal Drosophila. Ele demonstra a diferenciação de fotorreceptores e rotação ommatidial dentro do período de 10 h de imagens ao vivo do disco olho. O protocolo é simples e não requer instalação caros.
imagens ao vivo fornece a capacidade de monitorar continuamente os processos celulares e de desenvolvimento dinâmicos em tempo real. Drosophila discos imaginais das larvas foram usadas para estudar muitos processos biológicos, tais como a proliferação celular, a diferenciação, o crescimento, a migração, a apoptose, a competição, a sinalização célula-célula, e formação limite compartimental. No entanto, métodos para a ex vivo da cultura a longo prazo e imagens ao vivo dos discos imaginais não têm sido satisfatórios, apesar de muitos esforços. Recentemente, desenvolvemos um método para o longo prazo ex vivo da cultura e imagem ao vivo de discos imaginais para até 18 h. Além da utilização de uma elevada concentração de insulina no meio de cultura, uma agarose de baixo ponto de fusão também foi utilizado para incorporar o disco para impedir que deriva durante o período de imagem. Este relatório usa os discos olho-antenal como um exemplo. expressão mδ0.5-GA4 / 4-específica de fotorreceptores R3 foi seguido para demonstrar que fotorreceptores differenA rotação ommatidial pode ser observada durante um período de 10 h de imagem ao vivo. Este é um protocolo detalhado que descreve este método simples.
Os discos imaginais de Drosophila larvais ter sido um sistema experimental favorecida para o estudo de uma grande variedade de mecanismos biológicos. Estes discos invaginar a partir do epitélio embrionário e tornar-se estruturas de saco construídas por duas camadas epiteliais, Peripodial Epitélio (PE) e Disco adequada (DP) 1, 2. As células de discos imaginais proliferam e diferenciam-se progressivamente, durante as fases de larvas e de pupas e, eventualmente, tornar-se as estruturas do corpo adulto. Devido à estrutura de duas camadas plana e simples dos discos imaginais, elas são fáceis de observar quando dissecados a partir de larvas. No entanto, apesar de vários esforços por muitos grupos, os métodos atuais para a cultura de longo prazo dos discos imaginais não têm sido satisfatórios. Recentemente, desenvolvemos um método de cultura que pode sustentar o desenvolvimento normal de vários discos imaginais por até 18 h e que permite que imagens ao vivo 3 </s-se>. O método de cultura pode suportar a diferenciação das células e a migração, mas ele pode suportar a proliferação celular por apenas 7-12 h e não pode suportar o crescimento do disco. A principal diferença no meio de cultura é a elevada concentração de insulina 3. O método é simples, e não é necessária nenhuma aeração especial ou a circulação média.
Um dos discos imaginais mais estudado é o disco olho-antenal. O olho de Drosophila é construída de aproximadamente 800 ommatidia. Cada omatídeo é composta por oito células fotorreceptoras (R1-R8). No disco olho das larvas, as células fotorreceptoras diferenciam na sequência da passagem da Morfogenética Sulco (MF), que varre o disco olho de posterior para anterior 4, 5. Os fotorreceptores em um omatídeo diferenciar em sequência, começando com R 8, seguido por R2 / R5, R3 / R4, R 1 / R6, e R7 6. O ommatidia no dorsal e vemetades ntral do disco olho submetido a uma rotação de 90 ° em sentidos opostos, o que resulta em quiralidade oposta 7, 8. O processo de rotação ocorre em duas etapas: em primeiro lugar, uma rotação de 45 ° começa no e é completada a sexta linha ommatidia atrás do MF; a segunda rotação de 45 ° está concluída em cerca de linha 16 9, 10. Este estudo utilizou rotação ommatidial, marcado pela R3 / 4-específico mδ0.5-GA4 11, para demonstrar a diferenciação celular normal e dinâmica que pode ser observada através deste método para a cultura e vive-imagem do disco olho.
Neste estudo, nós fornecemos um protocolo detalhado para um experimento de imagens ao vivo de longo prazo sobre discos imaginais de Drosophila. Passamos muito tempo praticando a dissecção cuidadosa para evitar danos ao disco e para permitir a fixação do disco perto as lamelas. Tentámos poli-L-lisina (PLL) e baixo ponto de fusão de agarose para segurar o tecido; no final, o de agarose de baixo ponto de fusão, demonstrou maior capacidade para manter o tecido. Embora apenas o disco olho foi usado no presente documento para demonstrar a ocorrência normal de diferenciação de fotorreceptores e rotação ommatidial durante o período de imagens ao vivo 10 h, este método também pode ser aplicado a, pelo menos, um outro disco, o disco da asa, como demonstrado em um estudo anterior 3. Além disso, a preparação de meio de cultura e configuração imagens ao vivo são simples e não exigem aeração ou circulação média.
imagens ao vivo contínuo pode fornecer uma seqüência temporal clara de véspera biológicants. No nosso relatório anterior de diferenciação glia e migração no disco olho, nós fornecemos prova direta de que glia envolvendo diferenciar da glia existente após a migração para o anterior do disco olho 3. Longo prazo ex vivo cultura permite a rotulagem ativado por laser específico de células, como a foto-conversão da proteína fluorescente KAEDE, para seguir seus comportamentos 3. Ele também pode acomodar o teste de produtos químicos que são adicionados directamente ao meio de cultura; Assim, ele pode ser usado como uma plataforma de rastreio de drogas. Desde ocorrer algum processo dinâmico dentro de minutos ou segundos, alta resolução temporal é necessária. Para aumentar a resolução temporal, microscopia folha de luz 15, 16 ou microscopia de disco giratório 17 pode ser uma boa opção.
A condição cultura atual não é perfeito. Ele não suporta o crescimento disco. celular proliferation só é suportada por até 12 h 3. Após 12 h em cultura ex vivo, a taxa de diferenciação de fotorreceptores começa a diminuir 3. Isto pode ser devido à falta de determinados nutrientes ou hormônios. Uma vez que a principal diferença neste meio de cultura, é a elevada concentração de insulina, a insulina de mamero pode ser parcialmente imitar a função de péptidos endógenos do tipo insulina. A adição de extracto de mosca, a trealose de açúcar no sangue de insectos, e várias concentrações da hormona de muda de 20-hidroxiecdisona, não eram benéficas 3. No entanto, o período de cultura de 12-18 horas é suficiente para estudar muitos processos de desenvolvimento. Métodos de cultivo alternativos para cultivar discos imaginais larvas foram comparados 3, e nossa condição de cultura e imagem fornece a janela de tempo mais longo e mais clareza para imagens ao vivo. Embora os discos dentro de larvas vivas e pupas podem ser visualizados diretamente18, 19, 20, 21, 22, a janela de tempo para resolução e observações são limitados. Larvar tardio e discos de pupa podem ser cultivadas durante um longo período de tempo 23, 24, mas os discos passam por morfogénese significativa. Para aproveitar os, discos larvais 2D planas, nosso método de cultivo e de imagem é a melhor solução até agora.
The authors have nothing to disclose.
Somos gratos a Chun-lan Hsu e Yu-Chi Yang para preparar a comida mosca e manter os estoques da mosca, e Su-Ping Lee eo IMB imagem Núcleo por sua ajuda com a microscopia confocal. Este estudo foi apoiado por bolsas para YHS (NSC 101-2321-B-001 -004, NSC 100-2321-B-001 -012, NSC 102-2321-B-001 -002, MAIS 103-2311-B-001 -035 -MY3) do Conselho Nacional de Ciência e do Ministério da Ciência e Tecnologia da República da China.
Low-melting agarose | AMRESCO | 0815-25G | |
Phosphate buffered saline | AMRESCO | 0780-2PK | |
42×0.17 mm cover slips | PST | G401-42 | |
Schneider’s Drosophila medium | Thermo | 21720-024 | |
Fetal bovine serum | Sigma | F9665 | |
Penicillin-streptomycin | GIBCO | 759 | |
Insulin | Sigma | I9278 | |
Culture chamber | PECON | POC-R2 Cell Cultivation System | |
40x objective | C-Apochromat 40x/1.2W Korr objective | ||
Fly strain:nls.GFP | Bloominggton | 4775 |