Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

높은 해상도 단일 셀 형태학 초파리 에서 명과의 세포 상호 작용을 공부 하 고 다 색 FlpOut 기술의 응용

Published: October 20, 2017 doi: 10.3791/56177

Summary

셀 다른 형태학을 표시 하 고 그들의 이웃과 상호 작용의 다양 한 설정. 이 프로토콜에는 단일 세포의 형태를 공개 하 고 확고 Gal4/UAS 식 시스템을 사용 하 여 세포 세포 상호 작용을 조사 하는 방법을 설명 합니다.

Abstract

셀 다른 형태학 및 복잡 한 해 부 관계를 표시합니다. 그들의 이웃과 셀 어떻게 상호 작용 합니까? 상호 작용 세포 유형 사이 또는 지정 된 형식 내에서 심지어 다릅니까? 그들은 어떤 종류의 공간 규칙을 따라 합니까? 이러한 근본적인 질문에 비보에 대 한 답변 고해상도 단일 셀 라벨에 대 한 도구의 부족으로 지금까지 방해 되어 있다. 여기, 상세한 프로토콜 멀티 컬러 FlpOut (MCFO) 기법으로 단일 세포를 대상으로 제공 됩니다. 이 방법은 3 다르게 태그 기자 (HA, 플래그 및 V5) UAS 통제 transcriptional 터미네이터 2 개의 FRT 사이트 (FRT-정지-FRT)에 의해 형벌에 의해 자동 보관을 사용 합니다. 열 충격 펄스 유도 열 충격 유도 Flp recombinase, 개별 셀에 FRT-정지-FRT 카세트를 임의로 제거 하 식: 식 또한 GAL4 드라이버를 표현 하는 셀에만 발생 합니다. 이것은 높은 해상도에서 개별 셀 형태학의 시각화 수 있는 특정된 셀 종류의 서로 다른 색된 셀의 배열. 예를 들어, MCFO 기술 초파리 두뇌의 다른 폐해의 형태학을 시각화 하기 위해 특정 glial GAL4 드라이버와 결합할 수 있습니다.

Introduction

명과, 신경 계통 (NS), 비 신경 세포 인구 했다 긴 신경 세포에 대 한 정적 프레임 워크를 제공 하 고 따라서 자세히 공부 하지 했다. 그러나, 인간, 명과 셀 NS (~ 90%)의 대다수를 구성 하 고 이다, oligodendrocytes, microglia 및 Schwann 세포를 포함 하 여 일부의 범주에 빠지다. 초파리에서 명과 NS에 있는 세포의 약 10%를 구성 합니다. 글에, 그들의 형태학과 기능 척추 동물1,2에서 발견 된 현저 하 게 유사 하다. 그들의 형태학 혈액-뇌 장벽 (BBB) 형성 epithelia, ensheathing, 사이토와 같은 셀을 포함 합니다.

다음 주 구조 이루어져 초파리 중앙 신경 시스템 (CNS): 신경 셀 시체;를 포함 하는 피 질 영역 neuropils 시 냅 스 연결 항구 다른 neuropiles; 연결 하는 크고 작은 축 삭 책자 CNS는 (그림 1)과 감각 기관과 근육을 연결 하는 주변 신경 명과 이러한 모든 해 부 구조와 관련 된 찾을 수 있습니다: 피 질 명과 (CG) 대뇌 피 질의 영역, 사이토 처럼 명과 (ALG) 및 neuropile 지역, ensheathing 명과 ensheathing 명과 (EG)에 또한 중앙 축 삭 책자와 주변 기기 연결 신경 (EGN), 그리고 마지막으로, 두 개의 시트 같은 명과, perineurial 명과 (PG) subperineurial (SPG)는 함께 전체 NS (그림 2)를 포함 하는 연속 층을 형성 하 고.

이전 연구는 명과 NS;의 개발에 중요 한 역할을 그들은 체계적으로 순환 인슐린 같은 펩 티 드에 반응 하 여 신경 세포 수를 모니터링 하 고 사이토 신경 젖 셔틀 같은 신경에 영양 지원을 제공, 먹어서3,4 여 죽어가는 신경 세포를 제거 , 5 , 6. 성숙한 NS에서 명과 BBB 유지, 신경 전달 물질을 차지 하 고 이온 항상성 유지, NS, 주요 면역 세포 대 식 세포 수 없기 때문에 BBB, 위반 시 냅 스 활동으로 동물 행동6 조절 역할 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11.

다른 폐해 하위 전문된 기능을 수행 하는 여부는 중요 한 미결 문제에 남아 있다. 그러나, 명과, 성인, 특히에 대 한 체계적인 게놈 넓은 분석 그들의 조작에 대 한 적절 한 유전 도구의 부족에 의해 방해 되어 있다. 여기, 셀 셰이프 셀을 복잡 한 상호 작용을 공부를 효율적이 고 쉬운 특성을 허용 하는 메서드가 제공 됩니다. 이 기술은 성인 초파리 뇌의 다른 폐해의 형태학 특성을 적용 하지만, 특정 GAL4 드라이버 사용에 따라 그것은 신경12,13 공부에 적응 수 있습니다. , intermingling 셀의 원리에 어떤 종류 어떤 발달 단계에 있는 조직.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. 멀티 컬러 FlpOut (MCFO) 실험에 대 한 준비 파리

참고: The MCFO 기술 소위 Flp 중재 중지 카세트 절단 (FlpOut)의 수정된 된 버전을 말합니다. 유전자 변형 MCFO 파리 열 충격 발기인 (hsp) 수행-Flp recombinase UAS 아래 다른 기자 제어. 각 기자 myristoylated (myr) 슈퍼 폴더 녹색 형광 단백질 (sfGFP), 피토 프 태그의는 10 년에서의 일반적인 백본 구성 됩니다 (., 하, 플래그 또는 V5) 삽입 되었습니다. 결과 비 형광 단백질의 이름은 " 스파게티 괴물 GFPs " (smGFPs) 14 다른 epitope 태그에 대 한 특정 항 체를 사용 하 여 감지할 수 있습니다.

  1. 크로스 파리 MCFO 카세트와 hsp-Flp (hsp Flp; 10XUAS-FRT-stop-FRT-myr-smGFP-HA,10XUAS-FRT-stop-FRT-myr-smGFP-FLAG, 10XUAS-FRT-stop-FRT-myr-smGFP-V5)는 적절 한 폐해 GAL4 드라이버 라인에 (재료의 표 참조) .
    1. 는 hsp 이미 25 ° C에 활성화 하 고 몇 셀 재결합 한 불특정 라벨을 선도 받을 수 시스템의 시키는 피하기 위하여 18 ° C에서 십자가를 설정 합니다. F1 세대를 18 ° C에서 약 20 일을 기다립니다. 열 후 (2 단계 참조) 충격, 25 ° C ( 그림 3)에서 날아 유지.

2. 열 충격

참고: 삽입 사이트 따라 hsp Flp의 효율은 달라질 수 있습니다; 그리고 따라서, 최적의 열 충격 시간 최적화가. 이 프로토콜에 대 한 hsp Flp X 염색체에 삽입 된 MCFO 비행 재고 사용 되었습니다 (재료의 표 참조).

  1. 전송 자손 단계 1.1에서에서 십자가의 (F1 세대 파리, 3-4 일) 음식과 열을 포함 하는 새로운 유리병에 물 욕조에 37 ° C에서 그들을 충격.
    참고: 젊은 파리 (1-2 일)는 열 충격에 매우 민감합니다. 치료로 인 한 사망률을 줄이기 위해 열 충격을 수행 하기 전에 더 많은 일 1 또는 2를 기다립니다. 사용 F1 세대의 일부 컨트롤, 열 충격 없이 파리.
  2. 열 충격 동안 스트레스 유발 사망률의 속도 감소 음식으로 일반 튜브에서 파리를 유지. 여성 및 남성 별도 튜브에 넣어.
  3. 전체 유리병 균질 열 충격을 보장 하기 위해 물에 젖어 있는지 확인 합니다. 5-8 분 충격 적당 한 시작 지점으로 사용 하 여 스파스 많은 GAL4 드라이버 라인; 명과 셀의 라벨에 대 한 각 드라이버 및 실험 (짧은 또는 긴 열 충격 시간이 필요할 수 있습니다)에 대 한 충격 기간을 최적화 해야 합니다.
  4. 열 충격 후 열 충격에서 회복 하기 위해 파리를 수 있도록 하기 위해 몇 분 동안 벤치에 가로로 튜브 하다.
    참고: 그것은 튜브를 변경할 필요가 없습니다.
  5. 25 ° C에서 파리를 유지 하 고 해 부 (3, 4 단계 참조) 그들 2 일 이상 열 충격 후 최적의 기자 식.

3. 해 부 준비 및 솔루션

  1. 해 부, 주 20 %paraformaldehyde (PFA)를 2 %PFA 솔루션의 20 µ L와 S2 세포 배양 매체의 180 µ L를 혼합 하 여 200 µ L PCR 튜브에 신선한 통 솔루션을 준비. 전과 해 부 동안에 얼음 통 솔루션 유지.
    주의: PFA 독성 그리고 관리와 처리 해야 합니다.
    참고: 혼합 S2 세포 배양 매체의 160 µ L 2% 솔루션 대신 4 %PFA 솔루션을 준비 하는 200 µ L PCR 튜브에 20 %paraformaldehyde (PFA)의 40 µ L.
  2. 튜브 당 8-10 두뇌의 최대 유전자 당 1 개의 PCR 관을 사용 하 여 최적의 얼룩 결과.
  3. 두뇌 세척 솔루션의 준비: 0.5% 소 혈 청 알 부 민, 0.5 %PBS 트라이 톤 X-100.
    참고: 얼룩, 1%를 포함 하는 솔루션에 따라 트라이 톤 X-100 필요할 수 있습니다. Triton X-100의 높은 농도 조직에 항 체의 침투를 증가 하 고 그것은 깊은 조직 (예: 성인 초파리 뇌의 시 냅 스 지역) 안에 얼룩 지역 필요.
  4. 차단 솔루션 준비: 3% 정상 염소 혈 청, 3% 정상 당나귀 혈 청, 그리고 0.5 %PBS 트라이 톤 X-100.
  5. 두뇌 세척 솔루션 및 차단 솔루션의 몇 주 동안 4 ℃에 저장할 수 있습니다.
  6. 얼음에 깊은 우울증 웰 스 유리 접시를 넣고 각 채우기 다음 솔루션과 잘:와 70% 에탄올, 하나 PBS, S2 세포 배양 매체와 하나 하나.

4. 성인 뇌 해 부

  1. 3cm는 stereomicroscope의 무대에서 요리를 해 부하 고 차가운 S2 세포 배양 매체와 그것을 채우기. 조직 해 부 절차 동안 건강 한 유지에이 매체의 모든 해 실시.
    참고: (이미지)에서 좋은 배경 대조를 제공 하는 블랙 실리콘의 몇 밀리미터 늘어서 해 접시를 사용 하 고 해 부 동안에 집게를 보존.
  2. CO 2 원하는 유전자의 파리 anesthetize.
  3. 집게, 날개에 의해 파리를 잡아와 30에 대 한 차가운 70% 에탄올에 그것을 씻어 다음 추가 30에 대 한 차가운 PBS 가진 s s.
  4. 깊은 우울증 잘 S2 세포 배양으로 가득으로 즉시 전송.
  5. 동일한 유전자 형의 모든 파리에 대 한 동일한 절차를 반복 하 고 해 부, 조직 유지 됩니다 때까지 차가운 S2 세포 배양 매체에서 그들을 유지.
    참고: Anesthetize 수 수 해 부 약 30 분의 기간에 S2 세포 배양 매체에서 긴 보육 시간 파리의 수는 조직 손상 될 수 있습니다만.
  6. 집게와 함께 파리를 잡아와, stereomicroscope에서 잠수함 S2 세포 배양 매체에서 비행.
  7. 머리는 시체의 나머지 부분에서 분리합니다. 본문을 삭제 하 고 S2 세포 배양 매체에 빠져들 머리를 유지. 그것은 매우 중요 한 해 부의 전체 기간에 대 한 집게로 머리를 잡아입니다. 머리를 시작 하는 경우는 조직 손상 없이 검색 하기 어려울 것입니다.
  8. 항상 적어도 하나의 집게로 머리를 잡고 한쪽 눈을 꺼내 여 해 부를 시작 합니다. 그는 집게의 끝은 바로 피하려고 망막 아래는 조직 손상 아래 다는 것을 확인 하십시오. 다른 눈에 밖으로 끌어와 두뇌가 나타날 때까지 표 피를 제거 시작.
  9. 제거 모든 tracheal 조직과 뇌 주변의 표 피 조직 깨끗 한 때까지 합니다. 최적의 얼룩 결과; 뇌 주변의 모든 tracheal 조직을 제거 확인 조직 고정 하 고 얼룩이 될 준비가 됩니다.
  10. 차가운 S2에 모든 해 부 머리 고정 단계 시간 위하여 PFA 솔루션으로 그들을 전송 하기 전에 배양 세포 유지.

5. 성인 두뇌 얼룩

< ol>
  • 전송 P10 피 펫과 격리 된 뇌 실 온 (RT)에서 PFA 솔루션으로. 조직 손상을 방지 하려면 해 부 후 두뇌를 전송 집게를 사용 하지 마십시오. 200 µ L PCR 튜브는 nutator에 있는 모든 단계를 수행 하십시오.
  • 튜브의 하단에 정착을 두뇌 허용 P200 피 펫과 오래 된 솔루션을 삭제 하기 전에 모든 단계. 발음은 조직 없이 상쾌한을 제거 하려고 합니다. 가벼운 노출에서 조직 보호.
  • 수정 2%의 200 µ L에서 두뇌 PFA S2 세포 배양 매체 1 h 또는 4% PFA 30 분. 재현성을 증가 하기 위하여 샘플 사이 동일한 고정 시간을 유지.
  • 세척 솔루션, 성인 뇌의 200 µ L에 각각 15 분의 3 (또는 이상) 세척 후 30 분에 대 한 솔루션을 차단의 200 µ L로 조직 차단. 솔루션을 차단에 더 이상 부 화 시간이 가능 하다.
  • 두뇌 두뇌 세척 솔루션 200 µ L의 총 볼륨 희석 주 항 체와 4 ° C에서 하룻밤 품.
    참고: 보육 시간 사용 하는 항 체의 종류에 따라 달라질 수 있습니다. 더 이상 외피 필요할 수 있습니다.
    1. 3 MCFO 마커의 라벨에 대 한 안티와 두뇌를 품 어-하 (1: 500), 반대로 플래그 (DYKDDDDK epitope) (1: 100), 및 안티-v 5 기본 항 체.
    2. 기본 직접 활용 된 항 체는 정상적인 1 차 + 2 차 조합 대신 사용할 수 (., 안티-V5:DyLight 549 (1: 200)). 이 경우에, 2 차 항 체로 직접 활용 된 항 체 치료.
      참고: 각 유전자 형에 대 한 컨트롤을 확인 하는 얼룩의 특이성으로 일부 머리를 유지. 1 차적인 항 체 외피를 생략 하 고 다음 단계로 직접 이동.
  • 성인 뇌 세척 솔루션 (단계 3.3)의 200 µ L에 3 번 1 시간을 위한 조직을 세척 하 고 보조 fluorophore-어원이 같은 말/기본 직접 활용 된 항 체 두뇌 4 솔루션을 하룻밤 세척 희석으로 그들을 품 어 ° C 또는 200 µ L의 전체 볼륨에 RT에서 4 h
    참고: 적절 한 항 체의 예: AlexaFluor 488 (1: 250), 안티-V5:DyLight 549 (1: 200) 및 DyLight 647 (1: 100)-항 체를 활용 시켰다.
  • 성인 뇌 세척 솔루션, 4 ° C에서 하룻밤 또는 RT에 1-2 h는 PBS의 200 µ L에서 최종 세척 뒤의 200 µ L에 1 시간에 3 번 두뇌 세척, PBS 최종 세척 단계 Triton X-100의 모든 흔적을 제거 하 고 필요 최적의 얼룩 결과입니다. 유리 coverslips에 방지 페이드 에이전트 설치 매체에 두뇌를 탑재.
  • 6. 이미징에 대 한 두뇌의 장착

    가 위를 사용 하 여 적절 한 크기를
      이미징은 트림
    1. 스페이서. 고해상도 현미경 검사 법에 대 한 두 개의 유리 coverslips 사이 견본 및 이미징 스페이서 샌드위치.
      참고: 이미징 스페이서는 얇은 (0.12 m m 두께) 접착제 스페이서 껍질 및 유리 coverslips 또는 현미경 슬라이드에 충실 하는 압축 하지 않고 표본의 장착 수.
    2. 집게를 사용 하 여, 1 개의 표면에서 접착제 라이너를 제거 하 고 스페이서, 접착 면이 아래로, 유리 coverslip (22 m m x 60 m m)의 표면에 적용. 새로운 유리 coverslip 장착 매체의 10 µ L 적용.
    3. P10와 피 펫, 200 µ L 튜브에서 설치 매체의 드롭 옆 coverslip 두뇌를 전송. 조직, 함께 솔루션에 두뇌를 유지 하기 위해 일부 PBS 전송.
    4. P10와 피 펫, PBS에서 PBS의 양을 제한 하는 설치 매체의 드롭 두뇌를 이동 합니다. 설치 매체에 있는 표본 이미징 스페이서와 coverslip에 전송 합니다. 충분 한 설치 미디어를 사용 하 여 표본을 커버.
    5. 는 스페이서의 상단에서 다른 접착제 라이너를 제거 하 고는 표본 위에 유리 coverslip 추가. 집게의 끝에와 함께 부드러운 압력 밀봉 접착제 영역에 적용 됩니다. 이미지 탑재 된 조직을 즉시 또는 나중에 분석-20 ° C에서 슬라이드 저장.

    7. 이미지 수집

    1. confocal 형광 이미지 40 X confocal 현미경을 사용 하 여 취득 스택 (나 = 1.2, 물 침수) 목표 또는 63 X (NA = 1.4, 기름 침수) 목표 (픽셀 크기 xy 평면;에서 1024 x 1024 = 두 개의 confocal 섹션 사이의 거리 = 0.5 µ m). 감지기 이득 및 오프셋 아무 포화 픽셀 및 0 픽셀 값은 이미지;에 존재 하는 방식으로 각 채널에서을 조정합니다 이 정보 손실 방지 및 검출기의 전체 동적 범위를 사용 하 여 보장.
      참고: 지금까지 3D 영상 시간이 소요 때문에에 측정 다른 위치에서 동시에 여러 개의 샘플을 검색 하 여 자동화할 수 있습니다. 물 침수 목적으로 증발을 피하기 위해, 사용 하 여 특별 한 기름 침수 매체 굴절률 n = 1.33.
    2. Confocal 스택 최대 밀도 프로젝션, 채널 색조 및 밝기 조정에 변화를 처리 하 고 모든 표준 이미지 분석 소프트웨어를 사용 하 여 대조 (재료의 표 참조).

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    이 섹션에서는 초파리 두뇌의 MCFO 기술을 사용 하 여 얻을 수 있는 결과의 예를 보여 줍니다. 그림 3 방법의 회로도 보여준다. 3 명의 다르게 막 태그 기자 (myr-smGFP-하, myr-smGFP-플래그 myr-smGFP-V5) UAS 통제 transcriptional 터미네이터 2 개의 FRT 사이트 (FRT-정지-FRT)에 의해 형벌에 의해 자동 보관 됩니다. 열 충격 펄스 유도 임의로 개별 셀에서 FRT-정지-FRT 카세트를 제거 하는 Flp recombinase 표현 합니다. 이것은 서로 다른 색된 셀 형식의 셀을 주어진된, GAL4 드라이버 사용 하 여 지정 된 배열에.

    전반적으로, 7 색상 수 있습니다. 그림 4그림 5 표시 예 고 ALG 셀의 단일 형태학 초파리 의 더듬이 엽 (알), 각각. 열 충격 시간 열 충격 프로토콜의 초기 최적화 필요 하다 따라서 GAL4 드라이버의 유형에 따라 레이블이 지정 된 셀의 양이 증가 유도 합니다. 그림 6 라벨 EG의 초파리 광 엽 (OL)에 단일 MCFO 기자와 함께 보여 줍니다.

    Figure 1
    그림 1: 해부학 성인 초파리 NS의. 시 냅 스 연결을 포함 하는 neuropile 영역 (파란색 영역) 대뇌 피 질의 영역 (회색 영역이 점선) 모두는 신경 그리고 glial 세포 시체의 대부분 포함. 로 지역 (진한 파란색) 다른 neuropiles에 연결합니다. 이 그림 Kremer 에서 수정 되었습니다. (2017) 18. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

    Figure 2
    그림 2: 초파리 CNS에에서 일반 glial 하위. 막 태그 GFP (UAS-mCD8-GFP) 기자 특정 GAL4 드라이버에 의해 구동 수 있습니다 5 일반 glial 하위의 시각화 (PG: perineurial 명과, SPG: subperineurial 명과, CG: 피 질 명과, ALG: 사이토 처럼 명과 EG: ensheathing 명과). Neuropil 지역 (마젠타 지역) 연 접 표시 NC82 (BRUCHPILOT)와 함께 검색 됩니다. 하단에 다른 폐해 하위에 대 한 셀 수도 표시 됩니다. 눈금 막대 = 100 µ m. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

    Figure 3
    그림 3: MCFO 기술에 대 한 횡단 계획. MCFO 기술의 회로도 MCFO 카세트와 hsp-Flp (hsp Flp; 10XUAS-FRT-stop-FRT-myr-smGFP-HA,10XUAS-FRT-stop-FRT-myr-smGFP-FLAG, 10XUAS-FRT-stop-FRT-myr-smGFP-V5)를 운반 하는 Homozygousvirgins는 특정 homozygous GAL4 드라이버 남성으로 건 넜 다. F1 세대는 다음 열 충격된입니다. 기자에서 임의로 제거 하는 FRT-정지-FRT 카세트의 수에 따라 7 가지 색상 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

    Figure 4
    그림 4: 더듬이 엽 (알)에 ensheathing 명과 (EG)의 형태. Confocal z-누적 초파리 알의 wholemount immunostaining 후 됩니다. (A) 형태학의 알 연 접 표시 NC82 (BRUCHPILOT)와 함께 발견. (B-D) 열 충격 시간 증가 의해 유도 된 EGcells의 확률적 라벨: 8 분 (B), (C) 8.5 분 및 10 분 (D). EG 걸릴 많은 다른 모양 및 크기에 그들은 ensheath 그 외 여러분 인접국의 표면 예 세포 접촉의 지역에서 부분적으로 interdigitate 하지만 커버 가지 영역. 눈금 막대 = 20 µ m. 하: 인간의 인플루엔자 조류. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

    Figure 5
    그림 5: 더듬이 엽 (알)에서 사이토와 같은 명과 (ALG)의 형태. Confocal z-누적 초파리 알의 wholemount immunostaining 후 됩니다. (A) 형태는 알의 연 접 표시 NC82 (BRUCHPILOT)와 함께 발견. (B-D) 열 충격 시간을 증가 하 여 유발 확률 ALG 셀 라벨: 8 분 (B), 10 분 (C) 및 15 분 (D). ALG 쇼 가변 크기와 형태학 하지만 크게 겹치지 않는 영역을 커버. 눈금 막대 = 20 µ m. 하: 인간의 인플루엔자 조류. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

    Figure 6
    그림 6: 광 엽 (OL)에서 ensheathing 명과 (EG)의 형태. Confocal z-누적 초파리 OL의 wholemount immunostaining 후 됩니다. (A C) MCFO myr smGFPs HA, 플래그와 V5 3 중지 카세트 기자와 라벨. Flp recombinase 37 ° c.에서 10 분 열 충격에 의해 유도 되었다 (A C) 개별 MCFO 기자와 병합 (D) 표시 됩니다. 눈금 막대 = 20 µ m. 하: 인간의 인플루엔자 조류. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    이 프로토콜 높은 해상도에 관심의 조직 내에서 다른 세포 유형의 형태를 연구 하는 간단 하 고 효율적인 방법을 설명 합니다. MCFO 기술을 다른 epitope 태그로 여러 기자 색 확률적 라벨 (그림 2)에 대 한 조합에 사용 됩니다. Brainbow/Flybow15,,1617등 다른 방법과 마찬가지로 MCFO 증가 마커 coexpression 통해 레이블 다양성 셀 경계 세포 세포 상호 작용 연구에 대 한 시각화를 허용 합니다. 예를 들어 3 기자, 7 잠재적인 표식 조합 가능 하다. 이전 표시 방법에 비해, MCFO 기술을 보여줍니다 셀 밀도17라벨의 더 정확 하 고 쉽게 제어: Flybow 1.0 파리 익스프레스 단일 셀 라벨 더 어려운; 하 게 기본 마커 Flybow 2.0 파리 더 복잡 한 시스템을 만드는 두 가지 다른 Flp recombinases의 식이 필요로 합니다.

    사용 하는 특정 GAL4 드라이버에 따라 MCFO 기술 어떤 발달 단계에서 공부 하는 모든 조직에 적용할 수 있습니다. 여기, 기술은 높은 해상도에서 성인 초파리 뇌에 일반 폐해의 형태학 특성에 적용 되었습니다. 단일 셀의 여러 가지 빛깔의 라벨 다른 경계의 시각화를 허용 하 고, 예를 들어 두 개의 인접 한 셀; 사이 공간 상호 작용을 이해 하는 데 도움이 의미 하는 형태로 epithelia, 다른 모든 폐해 하위 표시 타일링, PNG 및 SPG 셀 떨어져 그건 엔벌로프된 신경 구획과의 접촉을 극대화 하면서 그들의 폐해 이웃과의 접촉을 최소화 (세포 체, 축 삭, 모 수석, 그리고 시 냅 스)입니다. 그들은 모두 그들의 현지 인근으로 뿐만 아니라 먼 주변18에 정밀한 lamellipodial 또는 filopodial 프로세스를 보냅니다.

    이 프로토콜의 성공에 대 한 시스템에 시키는 피하기 위하여 18 ° C에서 파리를 후방에 결정적 이다. 해 하 고 전체 착 절차를 통해, 최적의 얼룩 결과 대 한 조직에 어떤 손상을 방지 하기 위해 중요 하다. 마지막으로, 두 가지 기술적 측면 고려해 야 할: 열 충격 시간 셀 태그 표현 되는 정의 합니다. 짧은 열 충격 긴 열 충격 태그는 극단적인 경우까지 많은 셀 모든 FRT-정지-FRT 카세트 모든 셀에서 기자에서 제거의 표현을 유도 것입니다 하는 동안 몇 가지 셀 라벨 이어질 것입니다. 이 경우에 하나의 색상 (세 개의 epitope 태그의 병합) 표시 됩니다, 단일 세포 형태학의 시각화를 방지. 열 충격에 따라서 초기 최적화 단계를 필요한 수 있습니다 hsp Flp와 GAL4 드라이버의 삽입 위치에 따라 다릅니다. 마커 식 임의 이며 GAL4 드라이버에 의해 구동 하는 세포의 특정 한 부분 모집단을 대상으로 수 없습니다. 한 셀에 다른 태그 이웃 다른 색상으로 세포의 항 체 얼룩이 지기 사용 표현 수 있습니다. 그러나, 때때로, 하나 이상의 태그 두 가지 색상의 오버랩을 선도 한 셀에 표시 됩니다.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Disclosures

    작가의 아무도 경쟁 또는 충돌 관심 있다.

    Acknowledgments

    저자는 아 르 님 Jenett, Aljoscha Nern, 및 조언을 루빈 연구소의 다른 회원 들과 공유 되지 않은 시 약 및 confocal 이미지를 생성 하기 위한 Janelia 비행 빛 프로젝트 팀 감사 합니다. 저자 또한 원고에 의견에 대 한 갈리아 연구소의 회원을 감사합니다.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Water bath Grant GD100
    PCR tubes Sarstedt 72.737.002
    Forceps Dumont 11251-20
    Dissecting dish 30 mm x 12 mmm Electron Microscopy Sciences 70543-30 Glass dissection dish
    Pyrex 3 Depression Glass Spot Plate Corning 7223-34 Glass dissection plates
    Sylgard Black SYLGARD, Sigma-Aldrich 805998 home made with charcoal
    ExpressFive S2 cell culture medium Invitrogen 10486-025
    20% PFA Electron Microscopy Sciences 15713
    Triton X-100 Roth 3051.3
    Normal goat serum Jackson Laboratories 005-000-121
    Normal donkey serum Jackson Laboratories 017-000-121
    Bovine Serum Albumin Sigma A9647
    Rabbit HA-tag Cell Signaling C29F4 Primary antibody, dilution 1:500
    Rat FLAG-tag Novus Biologicals NBP1-06712 Primary antibody, dilution 1:100
    Mouse V5-tag:DyLight 549 AdSerotec 0411 Conjugated antibody, dilution 1:200
    anti-rabbit AlexaFluor 488 Invitrogen A11034 Secondary antibody, dilution 1:250
    anti-rat DyLight 647 Jackson Laboratories 712-605-153 Secondary antibody, dilution 1:100
    Vecta Shield Vector Laboratories H-1000
    SlowFate Gold Invitrogen S36937
    Secure Seal Spacer Grace Biolabs Contact company for ordering
    Microscope cover glass 22 X 60 mm Marienfeld 101152
    Microscope cover glass 22 x 22 mm Roth H874
    Stereo Microscope, Leica MZ6 Leica
    Confocal laser scanning microscope LSM710 Zeiss
    Immersol Zeiss 518 F Immersion oil for fluorescence-microscopy, halogen free
    Immersol Zeiss W 2010 Immersion fluid for water-immersion objectives, halogen free
    R56F03-GAL4 (EG) Bloomington Stock Center 39157 GAL4 driver
    R86E01-GAL4 (ALG) Bloomington Stock Center 45914 GAL4 driver
    hspFlpPestOpt; UAS-FRT-stop-FRT-myr-smGFP-HA, UAS-FRT-stop-FRT-myr-smGFP-FLAG, UAS-FRT-stop-FRT-myr-smGFP-V5 Bloomington Stock Center 64085 UAS reporter (https://bdscweb.webtest.iu.edu/stock/misc/mcfo.php)
    Fiji (Image J) Image analysis software
    Multi Time Macro Zeiss Software for automated scanning

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Freeman, M. R., Doherty, J. Glial cell biology in Drosophila and vertebrates. Trends Neurosci. 29 (2), 82-90 (2006).
    2. Stork, T., Bernardos, R., Freeman, M. R. Analysis of glial cell development and function in Drosophila. Cold Spring Harb Protoc. 2012 (1), 1-17 (2012).
    3. Corty, M. M., Freeman, M. R. Cell biology in neuroscience: Architects in neural circuit design: Glia control neuron numbers and connectivity. J Cell Biol. 203 (3), 395-405 (2013).
    4. Hidalgo, A., Kato, K., Sutcliffe, B., McIlroy, G., Bishop, S., Alahmed, S. Trophic neuron-glia interactions and cell number adjustments in the fruit fly. Glia. 59 (9), 1296-1303 (2011).
    5. Liu, J., Speder, P., Brand, A. H. Control of brain development and homeostasis by local and systemic insulin signalling. Diabetes Obes Metab. 16, Suppl 1. 16-20 (2014).
    6. Kurant, E., Axelrod, S., Leaman, D., Gaul, U. Six-microns-under acts upstream of Draper in the glial phagocytosis of apoptotic neurons. Cell. 133 (3), 498-509 (2008).
    7. Barres, B. A. The mystery and magic of glia: a perspective on their roles in health and disease. Neuron. 60 (3), 430-440 (2008).
    8. Edenfeld, G., Stork, T., Klambt, C. Neuron-glia interaction in the insect nervous system. Curr Opin Neurobiol. 15 (1), 34-39 (2005).
    9. Oland, L. A., Tolbert, L. P. Key interactions between neurons and glial cells during neural development in insects. Annu Rev Entomol. 48, 89-110 (2003).
    10. Stork, T., Sheehan, A., Tasdemir-Yilmaz, O. E., Freeman, M. R. Neuron-glia interactions through the Heartless FGF receptor signaling pathway mediate morphogenesis of Drosophila astrocytes. Neuron. 83 (2), 388-403 (2014).
    11. Zwarts, L., Van Eijs, F., Callaerts, P. Glia in Drosophila behavior. J Comp Physiol A Neuroethol Sens Neural Behav Physiol. 201 (9), 879-893 (2015).
    12. Nern, A., Pfeiffer, B. D., Svoboda, K., Rubin, G. M. Multiple new site-specific recombinases for use in manipulating animal genomes. Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (34), 14198-14203 (2011).
    13. Nern, A., Pfeiffer, B. D., Rubin, G. M. Optimized tools for multicolor stochastic labeling reveal diverse stereotyped cell arrangements in the fly visual system. Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (22), E2967-E2976 (2015).
    14. Viswanathan, S., Williams, M. E., Bloss, E. B., Stasevich, T. J., Speer, C. M., Nern, A., Pfeiffer, B. D., Hooks, B. M., Li, W. P., English, B. P., Tian, T., Henry, G. L., Macklin, J. J., Patel, R., Gerfen, C. R., Zhuang, X., Wang, Y., Rubin, G. M., Looger, L. L. High-performance probes for light and electron microscopy. Nat Methods. 12 (6), 568-576 (2015).
    15. Livet, J., Weissman, T. A., Kang, H., Draft, R. W., Lu, J., Bennis, R. A., Sanes, J. R., Lichtman, J. W. Transgenic strategies for combinatorial expression of fluorescent proteins in the nervous system. Nature. 450 (7166), 56-62 (2007).
    16. Hampel, S., Chung, P., McKellar, C. E., Hall, D., Looger, L. L., Simpson, J. H. Drosophila Brainbow: A recombinase-based fluorescence labeling technique to subdivide neural expression patterns. Nat Methods. 8 (3), 253-259 (2011).
    17. Hadjieconomou, D., Rotkopf, S., Alexandre, C., Bell, D. M., Dickson, B. J., Salecker, I. Flybow: Genetic multicolor cell labeling for neural circuit analysis in Drosophila melanogaster. Nat Methods. 8 (3), 260-266 (2011).
    18. Kremer, M. C., Jung, C., Batelli, S., Rubin, G. M., Gaul, U. The glia of the adult Drosophila nervous system. Glia. 65 (4), 606-638 (2017).

    Tags

    행동 문제 128 형태학 세포 세포 상호 작용 초파리 멀티 컬러 FlpOut (MCFO) GAL4/UAS 시스템 confocal 현미경 검사 법
    높은 해상도 단일 셀 형태학 <em>초파리</em> 에서 명과의 세포 상호 작용을 공부 하 고 다 색 FlpOut 기술의 응용
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Batelli, S., Kremer, M., Jung, C.,More

    Batelli, S., Kremer, M., Jung, C., Gaul, U. Application of MultiColor FlpOut Technique to Study High Resolution Single Cell Morphologies and Cell Interactions of Glia in Drosophila. J. Vis. Exp. (128), e56177, doi:10.3791/56177 (2017).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

    Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter