Live beeldvorming van de embryonale zoogdieren slakkenhuis is uitdagend omdat de ontwikkelingsprocessen bij de hand werken op een tijdelijke helling van meer dan tien dagen. Hier presenteren we een methode voor het kweken en dan het afbeelden embryonale cochleair explant weefsel afkomstig van een fluorescerende reporter muis over vijf dagen.
Hier presenteren we een methode voor langdurige time-lapse imaging van live-embryonale muis cochleair explants. De ontwikkelings-programma verantwoordelijk is voor de bouw van de sterk geordende, complexe structuur van de zoogdieren slakkenhuis opbrengst voor ongeveer tien dagen. Om veranderingen in genexpressie gedurende deze periode en de reactie op geneesmiddelen of genetische manipulatie studie op lange termijn beeldvorming nodig. Eerder heeft live beeldvorming doorgaans beperkt door de levensvatbaarheid van geëxplanteerde weefsel in een bevochtigde kamer boven op een standaard microscoop. Moeilijkheden bij het handhaven van optimale omstandigheden voor cultuur groei inzake vochtigheid en temperatuur beperkingen van de lengte van imaging experimenten. Een microscoop geïntegreerd in een gewijzigde weefselkweek incubator biedt een uitstekende omgeving voor lange termijn-live beeldvorming. In deze methode demonstreren we hoe embryonale muis cochleair explants stellen en hoe je een incubator microscoop gebruiken om time lapse Imagi voerenng met zowel helderveld en fluorescentie microscopie om het gedrag van een typische embryonale dag (E) 13 cochleaire explantaat en Sox2, een marker van de prosensory cellen van de cochlea, gedurende 5 dagen onderzocht.
Het zoogdier cochlea is een sterk geordende complex orgaan. In de muis, tussen het ontstaan van de primitieve binnenoor van de otic blaasje op dag E11 en de voltooiing van het ontwikkelingsprogramma in de vroege postnatale fase, verschillende golven van celsignalen en gecoördineerde veranderingen in genexpressie plaatsvindt. Loopt van de basis tot top van het cochleaire kanaal is het geluid detecteren zintuiglijke epitheel, of orgaan van Corti. Ontwikkeling van het orgaan van Corti is prachtig gestuurd dat eind ontwikkeling, zal het bestaan uit een enkele rij binnenste haarcellen, drie rijen buitenste haarcellen afgewisseld met vijf rijen van steuncellen (twee rijen pijler cellen drie rijen cellen Deiters ') 1. Afwijking van deze precieze volgorde leidt tot gehoorverlies, heighlighting het belang van studye Ofthe genese en patroonvorming van de zintuiglijke epithemlium 2.
In vitro kweken van de embryonale muis Cochlea is een essentieel instrument in het bestuderen van de mechanismen van de ontwikkeling van het orgaan van Corti. Deze techniek werd in 1974 en in de afgelopen 40 jaar is gebruikt om veel van de mechanismen die de sensorische epitheel wordt gespecificeerd en het orgaan van Corti vastgestelde 3 helderen. De cochlea is een complex orgaan met dynamische ontwikkelingsprocessen; een manipulatie kan zo lang duren als zeven dagen te manifesteren 1. Bijvoorbeeld, het toevoegen GSK 3β remmers een cochleair explantaatkweek op E13, de optimale incubatietijd observeren een robuust effect van de verbinding zes dagen 4.
Levende beeldvorming van de ontwikkeling cochlea maakt onderzoek naar veranderingen in de morfologie van het orgaan van Corti, veranderingen in genexpressie, het volgen van migrerende prolifererende of stervende cellen en maakt real-time observatie van de resultaten van farmaceutische middelen en verstoring signalering trajecten. Tot nu, leeft beeldvorming van de cochleais voornamelijk uitgevoerd met behulp van confocale microscopie om het kleine gebieden van het orgaan van Corti in een kort tijdsbestek 5-8, maar deze techniek heeft beperkingen als gevolg van explant levensvatbaarheid. In beeld brengen van de effecten op de langere termijn manipulaties op trage ontwikkelingsprocessen, de imaging omgeving is cruciaal. Typisch een confocale live beeldvorming systeem een vochtige plastic doos die zit op de microscoop. Warmte en vocht kunnen door de spleten in het incuberen doos waar het de microscoop tafel, door de toegang ramen, door de scharnierende openingen en door de spleten rond verschillende delen van de microscope- ontsnappen als het doel of de lichtbron. Dit is niet optimaal voor het behoud van gezonde explantaten meer dan twee of drie dagen.
We definiëren 'incubator microscoop "als een omgekeerde microscoop verzegeld in een standaard CO2 incubator, in plaats van een incubator rond de microscoop. Een incubator microscoop exneigt de levensduur van het experiment zodanig dat in plaats beeldvorming gedurende twee of drie dagen, monsters worden afgebeeld maximaal twee weken. Een incubator microscoop biedt een uitstekende omgeving voor celgroei en differentiatie, met minimale verstoring van culturen en standaard gecontroleerde omstandigheden explanteren. In studies die plaatsvinden over meerdere dagen is het gebruikelijk om gebruik te beeldvorming monsters dagelijks door ze te verwijderen uit de incubator en de uitvoering daarvan een geïnverteerde fluorescentiemicroscoop. Hoewel deze aanpak kan werken, het verwijderen van de gerechten uit de incubator toebrengt stress op de gevoelige ontwikkelen van weefsel. Veranderingen in de zuurgraad van het kweekmedium en schommelingen in de temperatuur als gevolg van verwijdering uit de incubator kan resulteren in een suboptimale ontwikkeling en ongezond weefsel. Beeldvorming hetzelfde gebied op dezelfde focal plane en in dezelfde richting op elk tijdstip is zeer uitdagend. Via een geautomatiseerd systeem in een incubator, kan men gezond houdenweefsel, om beelden te verzamelen op meer tijdstippen en ervoor te zorgen dat hetzelfde gebied zich in elk frame. In de afgelopen jaren verschillende geïntegreerde microscoop weefsel incubators zijn ontwikkeld, zijn deze nuttig niet alleen in klinische praktijk 9 maar ook in stamcellen en kankeronderzoek 10,11.
Hier presenteren we een protocol voor de lange termijn live beeldvorming van embryonale muis cochleair explants. We maken gebruik van een geautomatiseerde microscopie-systeem in een standaard CO 2 incubator die de mogelijkheid om beelden van meerdere monsters vastleggen op vaste tijdstippen heeft. Het systeem bestaat uit een omgekeerde microscoop set in een couveuse. Monsters worden geplaatst in een roterend podium die beeldvorming van meerdere monsters mogelijk maakt op elk tijdstip. Verlichting, het vastleggen van beelden, en de rotatie van het podium worden aangestuurd door een geautomatiseerd systeem bediend door Metamorph software. Door het instellen van een imaging routine met behulp van de besturingssoftware kunnen we een experiment ingesteld om te werken voor maximaal two weken met minimale menselijke tussenkomst. In dit voorbeeld worden zowel helderveld en fluorescentie grootschalige groei en herschikking van de cochlea, en specifiek de prosensory regio tonen. In dit experiment wordt cochleae ontleed uit Sox2 EGFP reporter muizen op embryonale dag E13. In vitro kweken worden opgezet en vervolgens gescand gedurende vijf dagen.
Er zijn een aantal technische punten om te overwegen wanneer culturen worden vastgesteld en bij het opzetten van de time-lapse microscoop om voor de lange termijn beeldvorming.
We gebruiken basaalmembraan matrix als een substraat voor het kweken cochleaire explantaten, maar de ondergrond moet worden afgestemd op het celtype. Om bijvoorbeeld het neuronale culturen, kan het beter zijn om een fibronectine bekleding. Incubatie temperatuur en gassamenstelling moet ook worden gekozen op basi…
The authors have nothing to disclose.
Bedankt aan Willy Zon voor technische bijstand en Dr. Kris Gellynck voor nuttig commentaar en drie anonieme reviewers voor hun constructieve advies. Dit werk werd gefinancierd door de Sunnybrook Hearing Regeneration Initiative
Dulbecco's Modified Eagle media | Gibco | 12430 | Multiple brands manufacture this | http://www.lifetechnologies.com/us/en/home/life-science/cell-culture/mammalian-cell-culture/classical-media/dmem.html |
Basement membrane extract | Corning | 354230 | Matrigel. Alternative similar products are available from other suppliers. http://catalog2.corning.com/Lifesciences/en-US/Shopping/Product.aspx?categoryname=Cell+Culture+and+Bioprocess%28Lifesciences%29|Extracellular+Matrix+Proteins+ECMs+and+Attachment+Factors%28Lifesciences%29|Matrigel+Basement+Membrane+Matrix+%28Lifesciences%29 |
|
Fetal bovine serum | Gibco | 16000044 | Multiple brands manufacture this http://www.lifetechnologies.com/search/global/searchAction.action?query=fbs&resultPage=1&results PerPage=15&autocomplete= |
|
HEPES | Gibco | 5630080 | Multiple brands manufacture this http://www.lifetechnologies.com/search/global/searchAction.action?query=hepes&resultPage=1&results PerPage=15&autocomplete= |
|
100 x N2 supplement | Gibco | 17502-048 | Multiple brands manufacture this http://www.lifetechnologies.com/search/global/searchAction.action?query=n2&resultPage=1&results PerPage=15&autocomplete= |
|
Ciprofloxacin | Sigma Aldrich | 17850-5G-F | Multiple brands manufacture this http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/fluka/17850?lang=en®ion=CA |
|
Hank's balanced salt solution | Gibco | 14170161 | Multiple brands manufacture this. Should be refidgerated before use. http://www.lifetechnologies.com/us/en/home/life-science/cell-culture/mammalian-cell-culture/reagents/balanced-salt-solutions/hbss-hanks-balanced-salt-solution.html?s_kwcid=AL!3652!3!26107410508!e!!g!!hbss&ef_id=xoFOglw2s UMAAMU8:20140228185720:s |
|
Fine Forceps | Fine Science tools | 11254-20 | Size number 5 http://www.finescience.ca/Special-Pages/Products.aspx?ProductId=350&CategoryId=29 |
|
Curette | Fine Science Tools | 10080-05 | size 1 mm http://www.finescience.ca/Special-Pages/Products.aspx?ProductId=91&CategoryId=118 |
|
Insect Pins | Fine Science Tools | 26001-35 | Must be stainless Steel http://www.finescience.ca/Special-Pages/Products.aspx?ProductId=124 |
|
50 mm plastic dishes | Corning/Falcon | 351006 | Multiple brands manufacture this | |
charcoal | Sigma Aldrich | 05105-250G | Multiple brands manufacture similar items http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/fluka/05105?lang=en®ion=CA |
|
184 silicone elastomer | Dow/Corning | SYLGARD® 184 SILICONE ELASTOMER KIT | Dishes are home made several weeks in advance. Silicone elastomer can be from any supplier.http://www.dowcorning.com/applications/search/products/Details.aspx?prod=01064291 | |
Glass bottom dishes | MatTek | P35G-0-10-C | The dimensions of the dish are determined by the specifications of the imaging system. 35 mm diameter, 10mm well, number 0 coverslip fits Olympus Vivaview FL. http://glass-bottom-dishes.com/catalog/index.php?main_page=product_info&cPath= 1_4_15&products_id=2 |
|
Stereomicroscope | Zeiss | 495101-9804-000 | Stemi 2000 model. multiple brands manufacture similar items http://microscopy.zeiss.com/microscopy/en_de/products/stereo-zoom-microscopes/stemi-2000.html |
|
Cold Light Source | Zeiss | 000000-1063-182 | Multiple brands manufacture similar items http://microscopy.zeiss.com/microscopy/en_de/products/microscope-components/lightsources.html |
|
Fluorescent Stereomicroscope | Leica microsystems | Contact Leica microsystems | Leica M165-FC. Multiple brands manufacture similar items http://www.leica-microsystems.com/products/stereo-microscopes-macroscopes/fluorescence/details/product/leica-m165-fc/ |
|
Incubator Microscope +imaging software | Olympus | Contact Olympus | Inverted microcope sealed inside a Co2 incubator. Vivaview FL incubator microscope with proprietry Metamorpoh imaging software. http://olympuscanada.com/seg_section/product.asp?product=1055&c=0 |
|
Clean bench | Thermo Scientific | 51029701 | Multiple brands manufacture similar items http://www.thermoscientific.com/en/product/heraguard-eco-clean-bench.html |
|
CO2 incubator | Thermo Scientific | 3310 | Multiple brands manufacture similar items http://www.thermoscientific.com/en/products/co2-incubators.html |
|
Laminar Flow hood | Thermo Scientific | 51026651 | Multiple brands manufacture similar items http://www.thermoscientific.com/en/products/biological-safety-cabinets-clean-benches.html |