Kultur und Transfektion von Primärzellen Zebrafisch
Summary
Wir präsentieren Ihnen eine effiziente und einfach zu bedienende Protokoll für die Zubereitung von primären Zellkulturen von Zebrafisch-Embryonen zu Transfektion und live Cell Imaging sowie ein Protokoll Primärzellen von Erwachsenen Zebrafisch Gehirn vorzubereiten.
Abstract
Zebrafisch-Embryonen sind durchsichtig und entwickeln sich rasch außerhalb der Mutter, wodurch ausgezeichnete in-Vivo Bildgebung der dynamischen biologischen Prozesse in einer intakten und Entwicklungsländern Wirbeltier. Allerdings ist die detaillierte Darstellung der Morphologien von verschiedenen Zelltypen und subzelluläre Strukturen in ganzen Halterungen begrenzt. Daher gründeten wir eine effiziente und einfach zu bedienende Protokoll zur Kultur live Primärzellen von Zebrafisch-Embryonen und Erwachsenen Gewebe.
In Kürze sind 2 Dpf Zebrafisch-Embryonen Dechorionated, Deyolked, sterilisiert und auf einzelne Zellen mit Kollagenase dissoziiert. Nach einem Filtrationsschritt sind Primärzellen vergoldet auf unteren Glasschalen und für mehrere Tage kultiviert. Neue Kulturen, wie lange Begriff differenziert sind, können für hochauflösende konfokale bildgebenden Studien verwendet werden. Die Kultur enthält verschiedene Zelltypen mit gekerbten Myozyten und Neuronen Prominenten auf Poly-L-Lysin-Beschichtung. Speziell Label subzelluläre Strukturen von fluoreszierenden Marker-Proteine haben wir auch eine Elektroporation-Protokoll ermöglicht die Transfektion von Plasmid DNA in verschiedenen Zelltypen, einschließlich Neuronen. So kann in Gegenwart von Bediener definierte Reize, komplexe Zelle Verhalten und intrazellulären Dynamik der primären Zebrafisch Zellen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung beurteilt werden. Darüber hinaus mithilfe von Erwachsenen Zebrafisch Gehirn zeigen wir, dass die beschriebenen Dissoziation-Technik sowie die Kultivierung Rahmenbedingungen auch für Erwachsene Zebrafisch Gewebe.
Introduction
Der Zebrabärbling (Danio Rerio, D. Rerio) ist ein beliebtes Modell für zahlreiche Anwendungsfelder Grundlagen- und biomedizinischen Forschung1Wirbeltier. Zebrafisch-Embryonen entwickeln sich rasch ex Utero, sind transparent und unter dem Mikroskop, so bietet hervorragende Voraussetzungen für das Studium vertebrate Entwicklung in einem lebenden Organismus Fit. Aufgrund der genetischen Lenkbarkeit der Zebrafisch2wurden viele stabile transgenen Reporter Linien mit Zelle Typ-spezifischen Ausdruck der verschiedenen fluoreszierenden Marker ermöglichen die Beobachtung von bestimmten Zellpopulationen gegründet. Die Zebrafisch-Community bietet eine breite Palette von so genannten Gal4-Fahrer-Linien, die eine Transgene Ausdruck der synthetischen Kal4TA4 (oder KalTA3-Äquivalent GalFF) tragen gen mit Gal4-DNA-bindende Domäne von Hefe verschmolzen zu einer viralen transkriptionelle Aktivierung Domains unter der Kontrolle der Zelle typspezifische Enhancer. Diese Treiber-Linien sind Effektor Linien durchzogen, die transgene bestehend aus einer definierten vorgelagerten aktivierenden Reihenfolge (UAS) verschmolzen zu einem Reportergen tragen. Das Kal4TA4-Protein bindet an die FH-Element, und aktiviert die Zelle Typ-selektiven Ausdruck des Reporter-gen3,4. Dieser Ansatz ermöglicht für unterschiedlichste kombinatorische Studien über fast aller verfügbaren Enhancer und Reporter Elemente bei Doppel-transgenen Tieren.
Allerdings ist eingehende live Bildgebung mit Schwerpunkt auf einzelne Zellen oder deren subzelluläre Inhalt im ganzen und sich ständig verändernden Embryo begrenzt. Um bestimmte Zelle biologische Fragestellungen mit der höchsten Auflösung zu begegnen, ist die Verwendung von Zellkulturen oft vorzuziehen. Einige Zelllinien Zebrafisch vorhanden, aber sie gelten als stark ausgewählten5,6,7 und ihre Vermehrung ist oft zeitaufwendig. Darüber hinaus sind alle verfügbaren Zelllinien Fibroblasten abgeleitet, Experimente mit Zellkultur auf eine Art von Zellen zu begrenzen. Daher gründeten wir eine effiziente und einfach zu bedienende Protokoll um primäre Zellen direkt von Zebrafisch-Embryonen und Erwachsenen Zebrafisch Gehirn zusammen mit Ansätzen, die Langlebigkeit der Kultur zu erhöhen und die Vielfalt der kultivierten erweitern vorzubereiten Zelltypen. Darüber hinaus präsentieren wir ein Verfahren zur embryonalen Primärzellen mit Ausdruck Konstrukte für fluoreszierende Organelle Marker transfizieren. So können Morphologien zellulärer und subzellulärer Strukturen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung in verschiedene Zelltypen analysiert werden die ihre Hauptmerkmale zu behalten.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hier präsentieren wir Ihnen zwei verschiedene Protokolle zur primären Zellkulturen aus 2 Dpf Zebrafisch-Embryonen oder Erwachsenen Zebrafisch Gehirn.
Die Vorbereitung der primären Zellkulturen aus 2 Dpf Zebrafisch ist relativ einfach für jemanden mit Erfahrung in der Keimzelle Kulturtechniken durchzuführen. Um gute und reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, ist jedoch eine ausreichende Anzahl von Embryonen als Ausgangsmaterial entscheidend (100 ist das Minimum). Während der Anhebung der…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken T. Fritsch, A. Wolf-Asseburg, I. Linde und S.-M. Tokarski für ausgezeichnete Tierpflege und technischen Support. Wir sind dankbar für alle Mitglieder des Köster Lab für intensive und hilfreiche Diskussionen. Wir erkennen dankbar, Finanzierung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (KO 1949/5-1) und des Bundeslandes Niedersachsen, Niedersächsisches Vorab (VWZN2889).
Materials
| Fish lines | ||||||
| AB (wild-type) | established by Streisinger and colleagues, available from the Zebrafish International Resource Center (ZIRC) | |||||
| Tg(ptf1a:eGFP)jh1 | stable transgenic line in which the enhancer of the zebrafish gene ptf1a drives expression of the fluorescent protein EGFP (Parsons et al., 2007) | |||||
| Tg(XITubb:DsRed)zf148 | stable transgenic line in which the Xenopus neural-specific beta tubulin promoter drives expression of the fluorescent protein DsRed (Peri and Nüsslein-Volhard, 2008) | |||||
| Name | Company | Catalog Number | Comments | |||
| Equipment | ||||||
| centrifuge | Eppendorf | model 5804 R | ||||
| ChemiDoc MP imaging system | BioRad | model XRS+, used to acquire black-and-white images of Petri dishes containing 1 da embryos | ||||
| confocal laser scanning microscope | Leica microsystems | model SP8, equipped with 28 °C temperature box and a 63 x objective | ||||
| epifluorescent microscope | Leica microsystems | model DM5500B, equipped with 28 °C temperature box and a 40 x objective | ||||
| Gene Pulser Xcell with capacitance extender | BioRad | 1652661 | electroporation device | |||
| Horizontal shaker | GFL | model 3011 | ||||
| incubator for cell culture (28 °C) | Memmert | model incubator I | ||||
| incubator for embryos (28 °C) | Heraeus | type B6120 | ||||
| light microscope | Zeiss | model TELAVAL 31 | ||||
| micro pipettes | Gilson | |||||
| sterile work bench | Bio Base | with laminar flow and UV light | ||||
| tweezers | Dumont | Style 5, Inox | ||||
| vertical tube rotator | Labinco B.V. | model LD-79 | ||||
| Name | Company | Catalog Number | Comments | |||
| Software | ||||||
| Image Lab Software | BioRad | for the ChemiDoc MP imaging system from BioRad | ||||
| ImageJ | National Institutes of Health | used for counting 1 dpf embryos by applying the Count particles-tool to the respective black-and-white images; Rasband, W.S., ImageJ, U. S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, https://imagej.nih.gov/ij/. (1997-2016). | ||||
| LAS X | Leica Microsystems | for both confocal and epifluorescent microscopes from Leica Microsystems | ||||
| Name | Company | Catalog Number | Comments | |||
| Plasmids | ||||||
| pCS-DCX-tdTomato | Köster Lab | # 1599 | based on the backbone pCS2+ (Rupp et al., 1994) | |||
| pCS-eGFP | Köster Lab | # 7 | based on the backbone pCS2+ (Rupp et al., 1994) | |||
| pCS-H2B-mseCFP | Köster Lab | # 2379 | based on the backbone pCS2+ (Rupp et al., 1994) | |||
| pCS-mClover | Köster Lab | # 3865 | based on the backbone pCS2+ (Rupp et al., 1994) | |||
| pCS-MitoTag-YFP | Köster Lab | # 2199 | based on the backbone pCS2+ (Rupp et al., 1994) | |||
| pCS-ss-RFP-KDEL | Köster Lab | # 4330 | based on the backbone pCS2+ (Rupp et al., 1994) | |||
| pCS-VAMP1-mCitrine | Köster Lab | # 2291 | based on the backbone pCS2+ (Rupp et al., 1994) | |||
| pSK-UAS:mCherry | Köster Lab | # 1062 | based on the pBluescript-backbone of Stratagene | |||
| Plasmid numbers refer to the database entries of the Köster lab. Plasmids are available upon request. | ||||||
| Name | Company | Catalog Number | Comments | |||
| Plastic and glass ware | ||||||
| BD Falcon Cell Strainer (40 µm) | FALCON | REF 352340 | distributed by BD Bioscience, used as “landing net” to dip deyolked embryos into ethanol and to transfer them quickly to fresh cell culture medium | |||
| 1.5 mL reaction tubes | Sarstedt | 72690550 | ||||
| 24-well plate | Sarstedt | 83.3922 | ||||
| 50 mL falconic tube | Sarstedt | 62.547.004 | ||||
| 96-well plate | Sarstedt | 83.3924.005 | ||||
| EasyStrainer (40 µm) | Greiner Bio-One | 542 040 | with venting slots; used to filter cells after collagenase-mediated dissociation | |||
| electroporation cuvette (0.4 cm) | Kisker | 4905022 | ||||
| glass coverslips | Heinz Herenz Medizinalbedarf GmbH | 1051201 | ||||
| Microscope slides | Thermo Fisher Scientific (Menzel Gläser) | 631-0845 | ||||
| Neubauer chamber | Henneberg-Sander GmbH | 9020-01 | ||||
| Pasteur pipettes (plastic; 3 mL) | A. Hartenstein | PP05 | ||||
| Petri dishes (plastic; diameter 10 cm) | Sarstedt | 821473 | for zebrafish embryos | |||
| pipette tips | Sarstedt | Blue (1000 µl): 70762; Yellow (200 µl): 70760002; White (10 µL): 701116 | ||||
| sterile cell culture dishes (plastic; diameter 3 cm) | TPP Techno Plastic Products AG | 93040 | ||||
| sterile cell culture dishes (plastic; diameter 6 cm) | Sarstedt | 72690550 | ||||
| sterile Petri dishes (plastic; diameter 10 cm) | Sarstedt | 83.3902 | for brain dissection | |||
| Name | Company | Catalog Number | Comments | |||
| Chemicals and Reagents | ||||||
| sodium chloride | Roth | 0601.1 | ||||
| 4 % paraformaldehyde in 1 x PBS | Sigma-Aldrich | 16005 | ||||
| 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Thermo Fisher Scientific | D1306 | ||||
| calcium nitrate tetrahydrate | Sigma-Aldrich | C1396 | ||||
| ethanol p.a. 100% | Sigma-Aldrich | 46139 | ||||
| goat α-mouse IgG (Fc specific) FITC conjugated | Thermo Fisher Scientific | 31547 | ||||
| HEPES | Roth | 9105.4 | ||||
| high vacuum grease | DOW CORNING | 3826-50 | silicon grease used for self-made glass bottom dishes | |||
| magnesium sulfate heptahydrate | Merck | 105886 | ||||
| methylene blue | Serva | 29198.01 | ||||
| Monoclonal Anti-Tubulin, Acetylated antibody | Sigma-Aldrich | T6793 | ||||
| Aqua-Poly/Mount (mounting medium) | Polyscience | 18606 | ||||
| poly-L-lysine | Biochrom | L 7240 | ||||
| potasssion chloride | Merck | 104938 | ||||
| Skim milk | Roth | 68514-61-4 | ||||
| Texas Red-X Phalloidin | Thermo Fisher Scientific | T7471 | ||||
| Tricaine | Sigma-Aldrich | E10521 | Synonym: Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate | |||
| Triton X-100 | BioRad | 1610407 | ||||
| Trypan Blue | Gibco by Life Technologies | 15250061 | ||||
| Name | Company | Catalog Number | Comments | |||
| Enzymes | ||||||
| collagenase (Type 2) | Thermo Fisher Scientific | 17101015 | dissolve powder in cell culture medium (8 mg/mL) and sterile-filter the solution, store aliquots at -20 °C | |||
| pronase (from Streptomyces griseus) | Roche | 11459643001 | distributed by Sigma-Aldrich, dissolve in 30% Danieau (10 mg/mL) and store aliquots at -20 °C | |||
| Name | Company | Catalog Number | Comments | |||
| Medium and solutions for cell culture | ||||||
| 1 x PBS (Dulbecco's Phosphate Buffered Saline) | Gibco by Life Technologies | 14190-169 | distributed by Thermo Fisher Scientific | |||
| CO2-independent medium | Gibco by Life Technologies | 18045054 | distributed by Thermo Fisher Scientific | |||
| filtrated bovine serum (FBS) | PAN-Biotech | individual batch | ||||
| glutamine 100 x | Gibco by Life Technologies | 25030081 | distributed by Thermo Fisher Scientific | |||
| Leibovitz's L-15 medium | Gibco by Life Technologies | 11415049 | distributed by Thermo Fisher Scientific | |||
| PenStrep (10,000 units/mL) | Gibco by Life Technologies | 15140148 | distributed by Thermo Fisher Scientific |
Referências
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