マウス胚における心臓前駆細胞集団の定量的ホール マウント免疫染色解析
Summary
ここでは、全体のマウント蛍光マウス初期胚のイメージに基づく定量的容積測定分析のためのプロトコルについて述べる.定性的と定量的開発時に心臓の構造を評価し、他の器官に広く適応可能があることを提案する強力な方法としてこのテクニックを紹介します。
Abstract
日進月歩のイメージング技術の使用は、萌芽期の開発の高められた理解に広く貢献しています。着床前開発と器官形成は、着床前胚を画像から直接または生体内臓器 ex に取得することができますデータの高品質のため、これらの進歩から大いに恩恵を受けている研究の 2 つの領域です。着床前胚には、特に高空間分解能データが得られている、後期三次元再構成より影響を受けやすいされている.運命マッピングまたはトレースする遺伝的血統との組み合わせで知られている萌芽期の構造の高品質 3 D または体積データを取得に胚発生中に場所を取って形成イベントのより包括的な分析になります。
このプロトコルでは、キーの構造体は、心の発育中に形成のラベリング、視覚化、および開発心臓三日月内前駆細胞集団の定量化できるホール マウント免疫組織アプローチについて説明します。アプローチの設計のような細胞レベルおよび組織レベルの情報の両方を得ることができる方法。このプロトコルにより、ローカリゼーションとの間に特定の前駆細胞集団の組織を分析する機能を実現、心臓三日月の三次元空間再構成用共焦点顕微鏡と画像処理を使用して、この重要な心の開発の段階。重要なは、心臓の三日月の連続的マスキングと三日月内領域の後続の定量的測定では、参照抗体の使用もできます。このプロトコルのみ初期心開発の詳細な検査を行うことはできませんが、適応を持つ原腸胚初期の体節期マウス胚にほとんどの器官システムに適用する必要があります。
Introduction
器官形成の研究は、発育中の胚の形態形成イベントの観測に頼っている長い。これらの研究は、よく定義された参照集団の付け蛍光染料やリネージュ トレース記者の組み合わせでの使用に依存します。1これらのラベルの相対的な位置を比較すると、情報は起源、動き、または興味の人口の究極の貢献に収集することができます。移植と運命マッピング実験開発の胚への貢献が検査されます、興味のセルの開始点を定義するのに形態学的ランドマークまたは非運動性系統に染料の注入のいずれかを使用します。2,3,4,5遺伝の系譜トレース実験は、実験操作せずラベル細胞集団に使用する明確に定義されたレポーター遺伝子と同じ概念を使用します。これらのアプローチの鍵は、高空間分解能、実験の場所の参照ラベルと判断することです。これらのアプローチは、着床前の開発の顕著な進展が得られているし、器官形成研究を外植体します。6,7,8,9
心臓形態の根底にある発達のイベントは近年ますますよく説明されています。10研究のこの分野での主要な発見の 1 つは、ユニークなマーカーの発現によって区別することができます前駆細胞集団の数の説明です。11これらの集団を含める最初と心の 2 番目のフィールド (急性肝不全と SHF) 日 (E) 8.25 マウス開発の胚の前方側に心臓三日月内で存在しています。12これらの人口は頻繁に検査広視野顕微鏡、蛍光アッセイを組織レベルの情報、およびシリアル断面を提供、高い携帯電話の解像度だけを提供するの組み合わせによって二次元空間情報。13したがって、これらの研究が大きく進歩した心臓の開発の私達の理解、利用可能なメソッドが限られている形態の深さ定量分析における調べるアプローチの必要性を作成するこれらの段階の間に、全体生物レベルでこれらの集団の組織。
最近、比較的簡単に細胞や構造の場で高解像度と高速アルゴリズム復元を可能にする共焦点顕微鏡と 3 D 画像解析の進歩従って複合体の詳細な研究の道を舗装細胞の構造。14計算力の増加と大きなデータ管理アルゴリズム、イメージング、データ セットのサイズの指数関数的増加に対処する開発分析今完全に自動化できます。15イメージング データ セットの自動解析は、公平であることの利点、それは入力データセットの品質と信頼性その後、ベスト ・ プラクティスを使用取得と画像の前処理中に最高の品質、公平な分析を確保することが不可欠です。16プロトコルは完全に自動化された、再現性の共有をすることができ、独自のソフトウェアによって使用されるアルゴリズムは、容易に独自の現代の知識を持った科学者が使用するライブラリで利用可能なまたはオープン ソース開発者向けツール。17
次のプロトコルでは、器官形成、心臓の開発中に心臓の三日月形の形成の 1 つのよく定義されたモデルのような分析を実行に必要な手順について説明します。具体的には、このプロトコルは、(1) 収穫する方法をについて説明しますと心臓の三日月形段階の胚を解剖、(2) 参照 (Nkx2 5) の全台紙の蛍光を実行と実験 (Foxa2Cre:YFP18,19) マーカー、(3)準備し、共焦点顕微鏡を用いた胚をイメージ、最後に (4) を分析し、高度な 3次元アプローチを使用して結果の画像を定量化します。心臓の三日月は適切な変更でここでは、例として使用される体節の段階の初期胚に原腸胚における複数系統の分析のためこのプロトコルを使用することがあります。
Protocol
Representative Results
Discussion
上記のプロトコルでは、着床後胚の高品質全台紙の蛍光画像から定量的なデータを取得するための戦略について説明します。正しく実行されると、これらの手順によって生成される 3 D ボリューム データが交差形の比較分析および胚内の複数のドメインの使用できます。老舗参照構造と比較して新規な細胞集団を調査するとき説明するアプローチをマスキング面の信号、特定使用されます。<…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、NIH/NHLBI R56 HL128646 と Mindich 子保健開発研究所 (MCHDI) (n.d.) に ISMMS での資金を供給されました。E.B. は、NIH/NIDCR 見習 T32 HD075735 によってサポートされます。マウント シナイ P30 CA196521-がんセンター助成金でティッシュ癌研究所で部分的にサポートされているシナイ山で、Icahn 医学部の顕微鏡コアで顕微鏡と画像解析を行った.
Materials
| Blunt probe | Roboz | RS-9580 | |
| Forceps | Roboz | RS-8100 | |
| Fine forceps | Roboz | RS-5015 | |
| Dissection scissors | Roboz | RS-5912 | |
| Saponin | Sigma Aldrich | 84510 | |
| Bovine Serum Albumin | Sigma Aldrich | A8022 | |
| Triton | RPI | A4490 | |
| Goat anti-Nkx2-5 | Santa Cruz Biotech | sc-8697 | Used at 1:100-1:500 |
| Chicken anti-GFP | abcam | ab13970 | Used at 1:500 |
| Rabbit anti-Islet1 | abcam | ab109517 | Used at 1:100 |
| Rabbit anti-Hcn4 | Millipore | AB5808 | Used at 1:100 |
| 488 anti-chicken | Jackson Immunoresearch | 703-546-155 | Reconstituted in water and stored at -20 °C in final concentration of 50% glycerol. Used at 1:500. |
| 555 anti-goat | Thermo Fisher Scientific | A21432 | Used at 1:500 |
| 647 anti-rabbit | Jackson Immunoresearch | 711-606-152 | Reconstituted in water and stored at -20 °C in final concentration of 50% glycerol. Used at 1:500. |
| DAPI | Sigma Aldrich | D9542 | |
| n-Propyl gallate | Sigma Aldrich | 2370 | Stock solution is 20% w/v in DMSO. Working solution prepared by mixing 1 part 10x PBS with 9 parts 100% glycerol and slowly adding 0.1 part stock solution. |
| Superfrost Plus microscopy slides | VWR Scientific | 48311-703 | |
| 22×22 mm coverslips | VWR Scientific | 48366-227 | |
| Imaris 8.4.1 | Bitplane |
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