Summary

ハイスループットのアプリケーションのための大人のゼブラフィッシュハーツの回復

Published: December 12, 2014
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Summary

Use of zebrafish for cardiovascular research is expanding towards research on adult hearts. For these applications, quick and simple isolation of cardiac tissues is key to avoid post-mortem changes and to obtain an adequate number of samples. Here, we describe a fast and reproducible method for dissecting adult zebrafish hearts.

Abstract

発達、再生、および疾患を研究するためのゼブラフィッシュモデル系の使用はRNA、DNA、およびタンパク質の細胞分離および精製のための大人の心の使用に向けて拡大している。これらのアプリケーションはすべて、調節遺伝子、代謝、および死後に始まる他の変更を避けるために、ゼブラフィッシュの心のかなりの数の急速な回復を要求する。大人のゼブラフィッシュの心も、突然変異体のさまざまな心臓の構造を研究するため、心臓の再生を研究するために必要とされる。しかし、従来のゼブラフィッシュの心臓解剖が遅いとは困難であり、退屈な大人のゼブラフィッシュの心の大規模な解剖をする、特殊なツールが必要です。伝統的な方法はまた、切開中に心臓を損傷する危険性を保有する。ここでは、高速で再現性があり、心臓のアーキテクチャを保持成体ゼブラフィッシュの心臓の解剖するための方法を記載する。さらに、この方法は、特殊なツールを必要としない、ゼブラフィッシュのために無痛である、新鮮なまたは固定された試料で行うことができ、生後1ヶ月の幼いゼブラフィッシュで行うことができる。記載されたアプローチは、心血管研究のための大人のゼブラフィッシュの使用を拡大する。

Introduction

Zebrafish are an excellent model for studying heart development and human disease1,2. Specific advantages include the translucent nature of zebrafish embryos, the availability of many genetic mutants and transgenic reporter lines, and the availability of genome editing technologies. In addition to their advantages for studying early heart development, zebrafish are an ideal system for studying vertebrate heart regeneration3.

More recently, adult zebrafish are playing an important part in bioinformatics approaches to studying cardiovascular development and disease, due to their relatively large clutch size and relatively quick and inexpensive breeding compared to other vertebrate models. Promising techniques include ribosome profiling, RNA-Seq, and cell dissociation and FACS sorting4-7. However, for these techniques the quality of the data can depend on obtaining a large number of samples in a rapid, efficient, and reproducible manner, before gene regulatory, metabolic, transcriptional, and other changes occur.

Dissection of adult zebrafish organs has been described in the past8,9. However, previous approaches to dissection of the heart were slow, ran the risk of damaging the heart during dissection, required special tools, and/or required fixation of the zebrafish prior to dissection; for these reasons, past approaches to zebrafish adult heart dissection were not optimized for high-throughput applications and/or applications requiring fresh tissue.

Here, we describe a method for adult zebrafish heart dissection that is simple, fast, efficient, and reproducible, while preserving cardiac morphology. This method does not include cutting into the pericardial space and therefore does not risk damaging the heart during dissection. Instead, this method relies on anatomical landmarks of the zebrafish, and therefore, it is highly reproducible. This dissection method is also versatile in that it can be used on fresh or fixed fish, and on zebrafish as young as one month old. Finally, this method results in minimal suffering to the zebrafish because after anesthesia and/or rapid cooling, the fish is additionally decapitated and pithed in the course of the dissection procedure.

Protocol

注:常に動物実験委員会または倫理委員会の承認は、ゼブラフィッシュを使用して、任意の実験手順を開始する前に、所定の位置にあることを確認してください。 1.試薬およびセットアップを準備以下のソリューションを準備します。標準のゼブラフィッシュマニュアル10におけるこれらのソリューションのすべてのレシピを検索します。 卵水500ml?…

Representative Results

この方法を用いて、成体ゼブラフィッシュの心臓は、伝統的な方法8を用いて5分間かけて比較して、1分未満で解剖することができる。ハーツは、この方法を使用して解剖し、従来の方法8は心膜に盲目的に切断が必要なので、一般的にアトリウムまたは球部動脈( 図2B)の損傷または損失の原因となりながら、確実に( 図2A)は無傷である。切開した?…

Discussion

成体ゼブラフィッシュの心臓を切開するための方法が記載されているが、これらの方法は時間がかかりました、一般に切開の間に心臓への損傷を引き起こした。成人の心臓の多数必要になることが実験を実行するために、および/または心臓組織の劣化を回避することが下流の適用のために重要である場合、従来の切開技術を使用してかなりの時間が必要である。同様に、再現可能に損傷を受…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors would like to thank Dr. Shaun Coughlin for hosting the filming of this procedure in his laboratory, and for general support. R.A. was supported by the NIH (F32HL110489) and the Sarnoff Cardiovascular Research Foundation. S.R. was supported by a Research Fellowship of the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) and the American Heart Association (AHA). D.Y.R.S was supported by the NIH (RO1HL54737), the Packard Foundation, and the Max Planck Society.

Materials

small tank for transporting fish Aquaneering ZHCT100
fish net Petsmart 36-16731
250mL glass beaker Kimble 14005-250
9cm polystyrene petri dish Nunc 172958
razor blade Personna American Safety Razor Company 94-120-71
two Dumont #5SF forceps Fine Science Tools 11252-00
dissecting microscope Olympus SZX16
Tricaine Sigma A-5040
plastic transfer pipette Thermo Scientific 202-20S
gooseneck light source Dolan-Jenner Industries, Inc Fiber-Lite 180 Illuminator, 181 Dual Gooseneck System
fluorescent light source Lumen Dynamics X-Cite 120Q optional
micro-scissors Biomedical Research Instruments, Inc 11-1000 optional
RBC Lysis Buffer eBioscience 00-4333-57 optional

References

  1. Arnaout, R., et al. Zebrafish model for human long QT syndrome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (27), 11316-11321 (2007).
  2. Chi, N. C., et al. Genetic and physiologic dissection of the vertebrate cardiac conduction system. PLoS Biology. 6 (5), 109 (2008).
  3. Poss, K. D. Getting to the heart of regeneration in zebrafish. Seminars in Cell & Developmental Biology. 18 (1), 36-45 (2007).
  4. Fang, Y., et al. Translational profiling of cardiomyocytes identifies an early Jak1/Stat3 injury response required for zebrafish heart regeneration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (33), 13416-13421 (2013).
  5. Manoli, M., Driever, W. Fluorescence-activated cell sorting (FACS) of fluorescently tagged cells from zebrafish larvae for RNA isolation. Cold Spring Harbor Protocols. 2012 (8), (2012).
  6. Cannon, J. E., et al. Global analysis of the haematopoietic and endothelial transcriptome during zebrafish development. Mechanisms of Development. 130 (2-3), 122-131 (2013).
  7. Wang, Z., Gerstein, M., Snyder, M. RNA-Seq: a revolutionary tool for transcriptomics. Nature Reviews Genetics. 10 (1), 57-63 (2009).
  8. Gupta, T., Mullins, M. C. Dissection of organs from the adult zebrafish. Journal of Visualized Experiments. 37, (2010).
  9. Singleman, C., Holtzman, N. G. Heart dissection in larval, juvenile and adult zebrafish, Danio rerio. Journal of Visualized Experiments. 55, (2011).
  10. Westerfield, M. . The zebrafish book: a guide for the laboratory use of zebrafish (Brachydanio rerio. , (1993).
check_url/kr/52248?article_type=t

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Cite This Article
Arnaout, R., Reischauer, S., Stainier, D. Y. Recovery of Adult Zebrafish Hearts for High-throughput Applications. J. Vis. Exp. (94), e52248, doi:10.3791/52248 (2014).

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