Summary

Recuperação de Zebrafish Adulto Corações para aplicações de alto rendimento

Published: December 12, 2014
doi:

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

A utilização do sistema modelo para estudar o desenvolvimento do peixe-zebra, a regeneração, e a doença está a expandir para utilização de coração do adulto para dissociação de células e purificação de RNA, DNA e proteínas. Todas estas aplicações exigem a rápida recuperação de um número significativo de corações de peixe-zebra para evitar gene regulador, metabólicas e outras mudanças que começam após a morte. Corações de peixe-zebra adultos são também necessários para estudar a estrutura do coração para uma variedade de mutantes e para estudar a regeneração cardíaca. No entanto, a dissecção do coração do peixe-zebra tradicional é lento e difícil e requer ferramentas especializadas, tornando dissecção em larga escala de corações de peixe-zebra adultos tedioso. Os métodos tradicionais também abrigam o risco de danificar o coração durante a dissecção. Aqui, descrevemos um método para dissecção de corações peixe-zebra adulto que é rápido, reprodutível, e preserva a arquitetura coração. Além disso, este método não requer ferramentas especializadas, é indolor para o peixe-zebra,pode ser realizada em amostras frescas ou fixos, e pode ser realizado em peixes-zebra tão jovens como um mês de idade. A abordagem descrita amplia o uso de peixe-zebra adulto para a investigação cardiovascular.

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

NOTA: Certifique-se sempre de que a aprovação IACUC ou comitê de ética está no lugar antes de iniciar qualquer procedimento experimental usando peixe-zebra. 1. Prepare os reagentes e configuração Prepare as seguintes soluções. Encontrar as receitas para todas estas soluções em manuais de peixe-zebra padrão de 10. 500 ml de água ovo 200 ml de 0,03% em tricaina ovo Água 1x 100 ml de solução salina tamponada com fosfato (PBS) </…

Representative Results

Usando este método, um peixe-zebra coração adulto pode ser dissecado em menos de 1 minuto, em comparação com mais de 5 min, utilizando métodos tradicionais 8. Corações dissecados utilizando este método são seguramente intacta (Figura 2A), enquanto que os métodos tradicionais requerem 8 cortar cegamente no pericárdio e, portanto, comumente causar dano ou perda do átrio ou bulbus arterial (Figura 2B). Corações dissecados manter a sua integridade estrut…

Discussion

Embora os métodos para dissecar o coração de adulto peixe-zebra foram descritos, estes métodos foram demorada e normalmente causado dano ao coração durante a dissecção. Para realizar experiências onde pode ser necessário um grande número de coração do adulto, e / ou ao evitar a degradação do tecido do coração é importante para aplicações a jusante, o tempo necessário utilizando técnicas tradicionais de dissecção é proibitivo. Da mesma forma, a obtenção de reprodutível, corações intactos nã…

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).
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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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