Bu işlemin amacı Drosophila melanogasterkullanarak nörodejeneratif hastalık modellerinde DLM nöromüsküler kavşaklar (NMJs) yapısal bütünlüğünü değerlendirmek için dorsal uzunlatanal kas (DLM) doku incelemektir.
Drosophila nörodejeneratif hastalıklar ile ilişkili sinaptik yapısı ve fonksiyonu değerlendirmek için yararlı bir model olarak hizmet vermektedir. Çok iş nöromüsküler kavşaklar odaklanmış iken (NMJs) Drosophila larvaları, yetişkin Drosophila sinaptik bütünlüğünü niçin değerlendirilmesi çok daha az dikkat aldı. Burada uçuş yeteneği için gerekli olan dorsal uzunlamasına kasların (DLM) diseksiyonu için basit bir yöntem salıyoruz. Davranışsal bir okuma olarak uçuşa ek olarak, bu diseksiyon hem DLM sinapslarının hem de kas dokusunun sinaptik belirteçler veya ilgi proteinleri için floresan olarak etiketlenmiş antikorlar kullanılarak yapısal analize uygun olmasını sağlar. Bu protokol, çoğu nörodejeneratif hastalığın ilerleyici, yaşa bağlı doğasını modellemek için yaşlanma sırasında erişkin Drosophila’daki sinapsların yapısal bütünlüğünün değerlendirilmesine olanak sağlar.
Sinaptik disfonksiyon en büyük nörodejeneratif hastalıkların bilinen en erken özellikleri arasında yer alıyor1,2,3,4,5,6. Ancak, bu yapısal ve fonksiyonel bozuklukların hastalığın ilerlemesinin sonraki aşamalarıile nasıl ilişkili olduğu konusunda çok az şey bilinmektedir. Drosophila larva NMJs7,8,,9kullanarak sinaps büyüme ve gelişme anlamak için yararlı bir model sistemi olduğu kanıtlanmıştır. Ancak, üçüncü larva instar aşamasında sadece birkaç gün sürer, ilerleyici çalışmada kendi yarar sınırlayan, yaşa bağlı nörodejenerasyon. Larva NMJs değerlendirmek için bir alternatif yetişkin Drosophilasinaptik yapıları incelemektir , Dorsal Longitudinal Kaslar oluşan sinaps gibi (DLMs) uçuş için gerekli olan10,11,12,13,14,15,16. Bu üçlü sinapslar yapısal memeli sinaps benzer bir şekilde organizeedilir 17, nörodejeneratif hastalıkların modellerini değerlendirmek için benzersiz bir avantaj sağlayan.
Burada nörodejenerasyon bir Drosophila modelinde yetişkin NMJs yapısal bütünlüğünü analiz etmek için basit bir yöntem açıklar. Önceki DLM diseksiyon yöntemleri ve çalışmaları çeşitli uygulamalar için kas dokusunun korunmasının önemini vurgulamıştır18,19,20,21,2222,23. Protokolümüz nörodejeneratif hastalıkları araştırmak için hem nöronal hem de kas dokusunu korumak için kapsamlı bir yöntem sağlar. Bu hastalıkların incelenmesinin bir diğer önemli bileşeni de yaşa bağlı bir şekilde nöronal kaybı anlama yeteneğidir. Önceki çalışma dlm NMJs erken yetişkinlik içine metamorfoz sırasında nasıl oluştuğunu eleştirel ve derinlemesine bir anlayış sağlar11,12,14,15,1616,24. Protokolümüz, dlm NMJ’lerini yaşlanma ve nörodejeneratif hastalıklarda yaşa bağlı bir şekilde araştırmak için bu çalışma üzerine inşa etmek için bir yöntem belirlememektedir.
Bu protokolde açıklanan yöntemleri kullanarak, DLM dokusunun diseksiyonu için basit bir yaklaşım sağlar ve yetişkin Drosophila’da yapısal boyama ve sinaptik belirteçler yoluyla sinaptik bütünlüğü değerlendirmek için bunun nasıl uygulanabileceğini gösteririz. Protokolde DLM dokusunun incelenmesini kolaylaştıran kritik bir adım, sıvı nitrojenle donan flaştır. Bu adım olmadan, doku daha az sert ve şekil 3’tegözlenen tam olarak kesmek daha zordur. Bu protokol hem motor nöronların hem de kas dokusunun korunmasına olanak sağlamak için önceki diseksiyon yöntemleri üzerine inşa18,19,20,21,22,23. Bu protokolün bir sınırlama sıyrık için orta hat aşağı kesim yaparken, toraks başına iki temiz hazırlık almak zor olabilir. Sinek başına en az bir hemithorax sağlamak için bir yolu, bilerek bir temiz hazırlık almak için toraks bir tarafına kesebilir. Bu modifikasyon ile, bir de bıçak kesici ile örnek temizlemek için kesim ek fazla doku kaldırmak gerekebilir. Bu teknikte yeni olanlar için, sürekli uygulama ile, bisection doğruluğu artacaktır.
Burada açıklanan yöntem, araştırmacıların yaşam süreleri boyunca yetişkin DLM NMJ’lerinin yapısal bütünlüğünü herhangi bir zamanda kolayca değerlendirmelerine olanak tanır. Bu protokolün en önemli avantajı, nörodejeneratif hastalık modellerinde sinaptik belirteçler kullanılarak sinaptik bütünlüğe erişebilme yeteneğidir. Bu uygulamanın brüt morfolojideki değişiklikleri yapısal boyama ile görselleştirmeye yardımcı olabileceğini gösteriyoruz (Şekil 1C\u2012H). Ayrıca, sinaptik bütünlük dahil ancak Synapsin28 (Şekil 2A\u2012F), Sözdizim2 ( Şekil229 G\u2012L) ve BRP30 (Şekil 2M\u2012R)dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere presinaptik belirteçlerin boyanması ile değerlendirilebilir. Postsinaptik kas dokusu da Glutamat Reseptör III alt ünite antikor kullanılarak değerlendirilebilir31 (Şekil 2S\u2012X), Bu protokolün yarar gösteren.
Araştırmacılar ayrıca kapsamlı hastalıkların geniş bir yelpazede ile ilişkili sinapsların yapısal bütünlüğünü incelemek için fonksiyonel verileri tamamlamak için bu diseksiyon yöntemini kullanabilirsiniz. Bu sinapslar aynı zamanda elektrofizyolojik kayıtlar32,33,34 ve uçuş tahlil10ile fonksiyonel analiz için izin verir. Bu protokol aynı zamanda birçok uygulama ve tahliller için doku erişim kolaylığı sağlayabilir. Gelecekteki çalışmalar, örneğin, yoğunluk ve sinaps sayısı 15 ,,16niceliksel yoluyla sinaptik değişiklikleri ölçmek için bu protokolü kullanabilirsiniz.15 Burada açıklanan protokol özellikle motor nöronların sinaptik bütünlüğünü incelerken, kas hücre kaybını değerlendirmek için tamamlayıcı protokoller de TUNEL boyama kullanılarak bu diseksiyon ile yapılabilir35. Nöronal kaybı incelemek için, torasik ganglion diseksiyon36 da TUNEL boyama ile kullanılabilir. Burada açıklanan diseksiyonun yaşa bağlı patolojilerin yanı sıra nörodejeneratif hastalıkları değerlendiren gelecekteki çalışmalara daha fazla uygulama yapmasını bekliyoruz.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma D.T.B.’ye Ulusal Sağlık Enstitüleri (R01 NS110727) tarafından desteklenmiştir.
32% Formaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 15714 | Tissue preservation |
Alexa Fluor 568 goat anti mouse | Fisher Scientific | A11031 | Labels primary antibodies. Used at 1:200 concentration. |
Alexa Fluor 568 goat anti rabbit | Fisher Scientific | A11036 | Labels primary antibodies. Used at 1:200 concentration. |
anti- Bruchpilot (BRP) antibody | Developmental Studies Hybridoma Bank | NC82 | Stains the active zones in presynaptic neurons. Used at 1:25 concentration. |
anti-GluRIII antibody | Gift from Aaron DiAntonio | N/A | Labels glutamate receptor subunits. Used at 1:1000 concentration. |
anti-Synapsin antibody | Developmental Studies Hybridoma Bank | 3C11 | Labels the synaptic protein synapsin. Used at 1:50 concentration. |
anti-Syntaxin antibody | Developmental Studies Hybridoma Bank | 8C3 | labels the synaptic protein syntaxin. Used at 1:10 concentration. |
BenchRocker | Genesee Scientific | 31-302 | Rotating samples during staining |
Blade Breaker | Fine Science Tools | 10053-09 | Used for holding feather blade |
cover slips | Fisher Scientific | 12548A | For mounting tissue |
cryogenic gloves | VWR | 97008-198 | protect hands from liquid nitrogen |
cryogenic tweezers | VWR | 82027-432 | Hold 2.0 mL tube in liquid nitrogen |
dewar flask-1900 mL | Thomas Scientific | 5028M54 | Hold liquid nitrogen |
Feather Blades | Electron Microscopy Sciences | 72002-01 | Scalpel Blades |
Fine Forecps x 2 | Fine Science Tools | 11252-20 | One fine pair for Clearing midline of thorax. The other pair can be dulled using a sharpening stone. |
FITC-conjugated anti HRP | Jackson Laboratories | 123-545-021 | Stains Motor Neurons. Used at 1:100 concentration |
freezer box (Black) | Fisher Scientific | 14100F | Protects samples from light |
glass pasteur pipettes | VWR | 14637-010 | Used to transfer samples |
glass slides | Fisher Scientific | 12550143 | For mounting tissue |
mounting media (vectashield) anti-fade | VWR | 101098-042 | Mounting media retains fluorescent signaling |
nail polish | Electron Microscopy Sciences | 72180 | Seals microscope slides |
normal goat serum | Fisher Scientific | PCN5000 | Prevents non-specific binding of antibodies |
paint brush | Genesee Scientific | 59-204 | Transferring flies |
PBS | Fisher Scientific | 10-010-023 | Saline solution for dissecting and staining |
Phalloidin 647 | Abcam | AB176759 | Stains F-Actin in muscle Tissue. Used at 1:1000 concentration |
plastic petri dish (100 mm) | VWR | 25373-100 | Dissection dish |
reinforcement labels | W.B. Mason | AVE05722 | Provides support for glass coverslip over the mounted tissue |
sharpening block | Grainger | 1RDF5 | Keeping fine forceps sharp and also dulling separate pair |
slide folder | VWR | 10126-326 | Sample storage |
standard office scissors | W.B. Mason | ACM40618 | Cutting reinforcement labels |
Sylgard 184 | Electron Microscopy Sciences | 24236-10 | Coating for dissection dish |
Triton-X-100 | Electron Microscopy Sciences | 22140 | Helps to permeabilize tissue |
Vannas Disssection Sissors | Fine Science Tools | 1500-00 | Ued for removing fly legs and making an incision on thorax |