Biz onların uzman balık bakımı için Melissa Griffin ve Jenna Rozacky teşekkür ederim. PDM teşekkürler EGN yardım, cömertlik, sabır ve yazma için. Bu çalışma JKE NIH / NIDCR R01DE020884 tarafından desteklenmiştir.

1.. Hayvancılık ve Mutant Aleller <ol><li> 21 anlatıldığı gibi zebrafish yükseltmek ve üremek. </li><li> Bu çalışmada kullanılan Zebrafish mutant alel, 16 b1059 smad5 b1100 22 ve smo b577 23 PDGFRA edildi. Bu Zebrafish suşları için kaynaklar Zirc içerir. </li></ol> 2. Çözümleri ve uygular hazırlanması Not: Tüm çözümler ve uygular önceden yapılan ve ileride kullanılmak üzere saklanabilir. <ol><li> Daha önce 21 açıklandığı gibi embriyo medya (EM) olun. </li><li> 4 g / L MS-222 (Tricaine) olun. 450 ml steril su içinde 4 g disodyum fosfat (Na 2 HPO 4) çözülür. Çözeltiye 2 g MS-222 ekleyin. 7,0-7,2 pH değerini ayarlayın. 500 ml&#39;lik toplam hacme kadar steril su ekleyin. </li><li> İsteğe bağlı: 4 g / L karanfil yağı olun. 50 ml konik bir tüp içinde 0.2 g saf karanfil yağı tartılır. 50 ml&#39;lik bir toplam hacme EM ekleyin. 4 ° C&#39;de saklayın </li><li> % 3 methylcellulo olunse. Çıban EM + 0.1 M HEPES&#39;in 50 ml getirmek. Ateşten alın. Çözelti homojen olana kadar 1,5 g metil selüloz ilave edin. 4 ° C&#39;de saklayın </li><li> % 0.2 agaroz olun. 50 ml EM, 0.1 g agarozun ekleyin. Mikrodalga veya ocak üzerinde kaynatın EM getirin ve agaroz çözülmüş olduğunu doğrulayın. 4 ° C&#39;de mikrosantrifüj tüpleri ve mağaza içinde 500 ul hacim içine kısım Not: Gerektiğinde Birimleri ayarlanabilir. </li><li> Kılcal deliciler olun. Bir 0.9 mm İD, kılcal boru içine süper yapıştırıcı bir damla yerleştirin. Hattının yaklaşık 3-4 mm borunun ucunun ötesine uzanır, öyle ki, kılcal boru içine £ 6 Test monofilament olta bir 4-5 cm uzunlukta yerleştirin. </li><li> Numune başına iki köprülü lamelleri olun. Orta serbest bırakarak 24 x 60-1 kapak cam her ucuna Süper yapıştırıcı 22 x 22-1 cam kapak. Eski bir günden daha az embriyo için single (sonunda başına 1 küçük cam kapak) yapmak, 03:59 d embriyolar için (sonunda başına birbirlerinin üstüne 2 küçük kapak bardak) iki katınaembriyoların beş gün ya da eski eski AYS, ya da üçe (sonunda başına birbirlerinin üstüne 3 küçük kapak bardak). </li><li> Yüksek vakum yağ ile bir 10 ml şırınga doldurun. Not: Vakum gres uzun süre üzerinde örneklerin dehidratasyonu önlemek için bir dolgu olarak hizmet veren ve daha uçucu sızdırmazlık malzemeleri ile karşılaştırıldığında toksisite için düşük bir potansiyele sahiptir. </li></ol> 3. Eşodaklı Mikroskopi için Montaj Zebra balığı Embriyolar (Bakınız Şekil 1) <ol><li> Anestezik ortamı hazırlayın. Tamamen sıvı kadar 20 saniye aralıklarla mikrodalga% 0.2 agaroz bir kısım eritin. % 0.2 agaroz içinde 195 ul% 0.2 &#39;lik agaroz içine ya da 4 g / L karanfil yağı 5 ul 192 ul içine MS-222 8 ul karıştırın. 42 ° C ısıtma bloğu koruyun. Not: MS-222 Uzun pozlama embriyonik zebrabalıkları 24 yapar karanfil yağı daha güçlü gelişimsel gecikmelere neden olur. </li><li> Gerekirse: El çıkmamış Transgenik embriyolar hemen önce analiz için analiz edilecek dechorionate. Forseps kullanarak, yavaşça teembriyo serbest kadar açık koryon ar. </li><li> Zebra balığı embriyolar uyutmak. MS-222 embriyo medya ml 24 kadar bir 4 g / L stoklar 1 ml ilave edilir. Seçenek olarak ise, balık su 24 24 ml 4 g / L karanfil yağı 390 ul ekleyin. Not: Karanfil yağı eylemler yavaş yavaş bu yüzden zaman atlamalı mikroskopi önce en az 15-20 dk bu adımı gerçekleştirin. </li><li> Yukarı doğru bakan bir köprülü lamel merkezi alanı etrafında vakum gres bir boncuk yerleştirin. Yavaş yavaş ve köprü ve lamel kenarının içine bitişiğindedir düzgün, sürekli bir boncuk hale şırınga üzerinden vakum yağ itin. </li><li> Ahşap bir aplikatör kullanılarak köprülü lamel ortasında% 4 metilselüloz içinde bir daire yayıldı. </li><li> Yansıması için, embriyo transfer edin. Embriyo anestezi olduğunda bir cam pipet içine kadar çizin. Embriyo pipet içindeki sıvının dibine çöker izin vermek için dikey olarak pipet tutun. Agaroz çözüm içine pipet hareket ettirin ve embriyo damla izinAgaroz içine. Sıvı sınırdışı etmeyin. </li><li> Numune yerleştirin. Pipet içine bazı agaroz çözüm ve embriyo çizin. Metilselüloz üstüne agaroz bir solüsyon damla embriyo boşaltınız. Metilselüloz üzerine aşağı embriyoyu itin ve görüntüleme için arzu edildiği gibi embriyo yönlendirmek için bir kılcal poker kullanın. </li><li> Numune Seal. <ol><li> Aşağıya bakacak şekilde monte birinin üstüne bir köprülü lamel yerleştirin. Köprüler iki lamelleri doğrudan temas ve agaroz açılan mühürler yapmak kadar sandviç lamelleri her iki tarafına da baskı uygulayın. Embriyo düzgün odaklı olduğunu doğrulayın. </li><li> Vakum gres boncuk çatlaklar ve boşlukları düzeltmek için cam boyunca ahşap bir aplikatör ovun. Kenarlardan fazla yağı silin. </li></ol></li></ol> 4. Transgenik Zebra balığı Embriyolar Time-lapse Eşodaklı Görüntüleme (Bu protokol Zeiss LSM 710 konfokal mikroskop bize için optimize edilmiştirZEN görüntüleme yazılımı ing, ve diğer sistemler ile kullanım için modifiye edilebilir.) <ol><li> Ekipman etkinleştirin. Konfokal mikroskop ve herhangi bir harici lazer cihazları açın. Konfokal mikroskop bağlı bilgisayarı açın. Açık konfokal görüntüleme yazılımı ve görüntü alma denetimlerini etkinleştirmek için &quot;Start Sistemi&quot; seçeneğini seçin. </li><li> Isıtmalı sahne hazırlayın. Konfokal mikroskop evreleme platformu indirin ve pozisyon dışında objektif lensleri taşımak. Elektronik ısıtılmış aşaması ile varsayılan sahne değiştirin. Isıtılmış aşaması için kontrol açın ve 29.5 ° C için sıcaklığını ayarlamak </li><li> Görüş alanında örnek yerleştirin. Sahnede monte örneği yerleştirin. Pozisyona 20X objektif lens taşımak ve hazırlama platformu yükseltmek. Görünür ışık yayıcı etkinleştirin ve göz mercekleri ile bakmak. Görüş alanında embriyonun baş merkezi. </li><li> Deneme ayarlarını tanımlayın. <ol><li> Seçerek floresan kanalları etkinleştirmektespit ve gereken floresan dalga boyu her kanal için renk arama tabloları (LUT) seçin. Gerekirse, gerekli lazerler (RFP örneğin 561 nm) açmak için yazılım manuel kontrolleri kullanın. Her floresan kanal için 10,0 lazer yoğunluğu ve 600-700 arasındaki photomultiplier gerilim (HV veya kazanç) ayarlayın. 4 averajlama ve 16 bit bit derinliğini ayarlayın. </li><li> Z-yığını ve zaman serisi modülleri etkinleştirin. 5 mm veya daha küçük Z-çözümü için iğne deliği ayarlayın ve önerilen optimum mesafeye Z-aralığını ayarlayın. Not: Genellikle, 5 um Z çözünürlüklü her Z-yığın görüntü için yeterince hızlı bir şekilde elde edilmesini sağlar, aynı zamanda bir tek hücrelerin çözülmesi sırasında, belirli bir zaman noktasında embriyo &quot;anlık&quot;. Ortalamasını düşürülmesi de imajlar süreyi azaltır. </li><li> Görüntüler arasında istenilen zaman aralığını (genellikle 10-20 dk) ve deney toplam uzunluğunu tanımlayın. </li></ol></li><li> Pozisyonel Setbilgi. <ol><li> Canlı moduna kamerayı açın. Odağı ayarlayın ve gerekirse floresan görmek için lazer yoğunluğunu artırır. Istenirse, daha geniş bir görünüm için 0.6 dijital zoom ayarlayın. </li><li> Ilgilendiren tüm yapıları görünür şekilde sahne yerleştirin ve öne akıbet dorsal ve için görüş alanında oda var. Floresan üst ve alt sınırlara embriyo ile Odak. Ilk ve son Z-yığın dilim konumlarını bu sınırların ötesinde en az 100 mikron veya daha fazlasını ayarlayın. </li></ol></li><li> Floresan yoğunluğu optimize. <ol><li> Göstergesi aralığı için ekran LUT&#39;a ayarlayın. Floresan yapılar artık beyaz görünmelidir ve görüş alanının geri kalanı (algılama yok) mavi veya siyah olması gerekir. </li><li> Sadece doymuş yerin altındaki bir seviyeye HV / kazancını artırmak (kırmızı) piksel görünür. Gerekirse, böylece arka planda bir çoğunluğu (mavi) algılanmaz offset adjust. Not: Daha küçük iğne deliği çapı ve artan lazer yoğunluğu görüntü def geliştirmek hemInition, ancak lazer yoğunluk canlı dokuları korumak için düşük tutulmalıdır. Artan HV / kazanç ve iğne deliği çapı (&lt;5 um), genellikle yüksek lazer yoğunluk tercih edilir. </li><li> Yeterince geniş 4&#39;e setleri, ortalama bir zamanında görüntüleri toplamak için iğne deliği çapı tutun. Z-aralığı, her iğne deliği çapı için önerilen en uygun mesafe ayarlanmalıdır. Farklı ayarlarla kısa taramalar (ortalama = 1) gerçekleştirin ve istenilen çözünürlük elde minimum lazer yoğunluğu kullanın. </li></ol></li><li> Istenen zaman süresi için deney çalıştırın. Daha sonra, ısıtılmış aşamasından embriyo kaldırmak ve yavaş yavaş lamelleri ayırın. 30 mm Petri kabındaki EM lamel ve embriyo daldırın. Cam bir pipet kullanarak hafifçe lamel kapalı embriyo yıkayın ve Petri kabı lamel kaldırmak. Geliştirmeye devam etmek bir 28.5 ° C inkübatör içine embriyo yerleştirin. </li><li> Büyüme karşılaştırın. Deneyin sonunda, bireysel Zs almakBenzer Deneyin başlangıcında numune için aşamalı, fakat agaroz monte edilmiş kardeş embriyo tack görsel bir 28.5 ° C kuluçka makinesi içinde EM yetiştirilmiştir. </li><li> Gerektiği gibi, yutak kemerler ölçün. Ölçümler bazı konfokal yazılımı suit yapılabilir. Burada bulunan Ölçümler tek tek kare. Lsm dosyaları içe ve Z-yansıtarak Fiji25 kullanılarak yapıldı. </li></ol>

<ol>
	<li>Trainor, P. A., Melton, K. R., Manzanares, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Origins+and+plasticity+of+neural+crest+cells+and+their+roles+in+jaw+and+craniofacial+evolution.">Origins and plasticity of neural crest cells and their roles in jaw and craniofacial evolution.</a> Int. J. Dev. Biol. 47, 541-553 (2003).</li><li>Eberhart, J. K., Swartz, M. E., Crump, J. G., Kimmel, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+Hedgehog+signaling+from+neural+to+oral+epithelium+organizes+anterior+craniofacial+development.">Early Hedgehog signaling from neural to oral epithelium organizes anterior craniofacial development.</a> Development. 133, 1069-1077 (2006).</li><li>Wada, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hedgehog+signaling+is+required+for+cranial+neural+crest+morphogenesis+and+chondrogenesis+at+the+midline+in+the+zebrafish+skull.">Hedgehog signaling is required for cranial neural crest morphogenesis and chondrogenesis at the midline in the zebrafish skull.</a> Development. 132, 3977-3988 (2005).</li><li>Roessler, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+in+the+human+sonic+hedgehog+gene+cause+holoprosencephaly.">Mutations in the human sonic hedgehog gene cause holoprosencephaly.</a> Nat. Genet. 14, 357-360 (1996).</li><li>Jeong, J., Mao, J., Tenzen, T., Kottmann, A. H., McMahon, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hedgehog+signaling+in+the+neural+crest+cells+regulates+the+patterning+and+growth+of+facial+primordia.">Hedgehog signaling in the neural crest cells regulates the patterning and growth of facial primordia.</a> Genes Dev. 18, 937-951 (2004).</li><li>Hu, D., Marcucio, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+SHH-responsive+signaling+center+in+the+forebrain+regulates+craniofacial+morphogenesis+via+the+facial+ectoderm.">A SHH-responsive signaling center in the forebrain regulates craniofacial morphogenesis via the facial ectoderm.</a> Development. 136, 107-116 (2009).</li><li>Cordero, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+perturbations+in+sonic+hedgehog+signaling+elicit+the+spectrum+of+holoprosencephaly+phenotypes.">Temporal perturbations in sonic hedgehog signaling elicit the spectrum of holoprosencephaly phenotypes.</a> J. Clin. Invest. 114, 485-494 (2004).</li><li>Westphal, H., Beachyr, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclopia+and+defective+axial+patterning+in+mice+lacking+Sonic+hedgehog+gene+function.">Cyclopia and defective axial patterning in mice lacking Sonic hedgehog gene function.</a> Nature. 383, 3 (1996).</li><li>Moore-Scott, B. A., Manley, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+expression+of+Sonic+hedgehog+along+the+anterior-posterior+axis+regulates+patterning+of+pharyngeal+pouch+endoderm+and+pharyngeal+endoderm-derived+organs.">Differential expression of Sonic hedgehog along the anterior-posterior axis regulates patterning of pharyngeal pouch endoderm and pharyngeal endoderm-derived organs.</a> Dev. Biol. 278, 323-335 (2005).</li><li>Swartz, M. E., Nguyen, V., McCarthy, N. Q., Eberhart, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hh+signaling+regulates+patterning+and+morphogenesis+of+the+pharyngeal+arch-derived+skeleton.">Hh signaling regulates patterning and morphogenesis of the pharyngeal arch-derived skeleton.</a> Dev. Biol. 369, 65-75 (2012).</li><li>Balczerski, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+Sphingosine-1-phosphate+signaling+mutants+reveals+endodermal+requirements+for+the+growth+but+not+dorsoventral+patterning+of+jaw+skeletal+precursors.">Analysis of Sphingosine-1-phosphate signaling mutants reveals endodermal requirements for the growth but not dorsoventral patterning of jaw skeletal precursors.</a> Dev. Biol. , (2011).</li><li>Nie, X., Luukko, K., Kettunen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BMP+signalling+in+craniofacial+development.">BMP signalling in craniofacial development.</a> Int. J. Dev. Biol. 50, 511-521 (2006).</li><li>Alexander, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinatorial+roles+for+BMPs+and+Endothelin+1+in+patterning+the+dorsal-ventral+axis+of+the+craniofacial+skeleton.">Combinatorial roles for BMPs and Endothelin 1 in patterning the dorsal-ventral axis of the craniofacial skeleton.</a> Development. 138, 5135-5146 (2011).</li><li>Zuniga, E., Rippen, M., Alexander, C., Schilling, T. F., Crump, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gremlin+2+regulates+distinct+roles+of+BMP+and+Endothelin+1+signaling+in+dorsoventral+patterning+of+the+facial+skeleton.">Gremlin 2 regulates distinct roles of BMP and Endothelin 1 signaling in dorsoventral patterning of the facial skeleton.</a> Development. 138, 5147-5156 (2011).</li><li>Swartz, M. E., Sheehan-Rooney, K., Dixon, M. J., Eberhart, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Examination+of+a+palatogenic+gene+program+in+zebrafish.">Examination of a palatogenic gene program in zebrafish.</a> Dev. Dyn. 240, 2204-2220 (2011).</li><li>Eberhart, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNA+Mirn140+modulates+Pdgf+signaling+during+palatogenesis.">MicroRNA Mirn140 modulates Pdgf signaling during palatogenesis.</a> Nat. Genet. 40, 290-298 (2008).</li><li>Soriano, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+PDGF+alpha+receptor+is+required+for+neural+crest+cell+development+and+for+normal+patterning+of+the+somites.">The PDGF alpha receptor is required for neural crest cell development and for normal patterning of the somites.</a> Development. 124, 2691-2700 (1997).</li><li>Tallquist, M. D., Soriano, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+autonomous+requirement+for+PDGFRalpha+in+populations+of+cranial+and+cardiac+neural+crest+cells.">Cell autonomous requirement for PDGFRalpha in populations of cranial and cardiac neural crest cells.</a> Development. 130, 507-518 (2003).</li><li>Ho, L., Symes, K., Yordan, C., Gudas, L. J., Mercola, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localization+of+PDGF+A+and+PDGFR+alpha+mRNA+in+Xenopus+embryos+suggests+signalling+from+neural+ectoderm+and+pharyngeal+endoderm+to+neural+crest+cells.">Localization of PDGF A and PDGFR alpha mRNA in Xenopus embryos suggests signalling from neural ectoderm and pharyngeal endoderm to neural crest cells.</a> Mech. Dev. 48, 165-174 (1994).</li><li>Liu, L., Korzh, V., Balasubramaniyan, N. V., Ekker, M., Ge, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Platelet-derived+growth+factor+A+(pdgf-a)+expression+during+zebrafish+embryonic+development.">Platelet-derived growth factor A (pdgf-a) expression during zebrafish embryonic development.</a> Dev. Genes Evol. 212, 298-301 (2002).</li><li>Westerfield, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Zebrafish Book; A guide for the laboratory use of zebrafish (Brachydanio rerio). , (1993).</li><li>Sheehan-Rooney, K., Swartz, M. E., Lovely, C. B., Dixon, M. J., Eberhart, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bmp+and+Shh+Signaling+Mediate+the+Expression+of+satb2+in+the+Pharyngeal+Arches.">Bmp and Shh Signaling Mediate the Expression of satb2 in the Pharyngeal Arches.</a> PloS one. 8, e59533 (2013).</li><li>Varga, Z. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+smoothened+functions+in+ventral+neural+tube+specification+and+axon+tract+formation.">Zebrafish smoothened functions in ventral neural tube specification and axon tract formation.</a> Development. 128, 3497-3509 (2001).</li><li>Grush, J., Noakes, D. L. G., Moccia, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+efficacy+of+clove+oil+as+an+anesthetic+for+the+zebrafish,+Danio+rerio.">The efficacy of clove oil as an anesthetic for the zebrafish, Danio rerio.</a> 1, 46-53 (2004).</li><li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiji:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nat. Methods. 9, 676-682 (2012).</li><li>Crump, J. G., Maves, L., Lawson, N. D., Weinstein, B. M., Kimmel, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+essential+role+for+Fgfs+in+endodermal+pouch+formation+influences+later+craniofacial+skeletal+patterning.">An essential role for Fgfs in endodermal pouch formation influences later craniofacial skeletal patterning.</a> Development. 131, 5703-5716 (2004).</li><li>Kimmel, C. B., Ballard, W. W., Kimmel, S. R., Ullmann, B., Schilling, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stages+of+embryonic+development+of+the+zebrafish.">Stages of embryonic development of the zebrafish.</a> Dev. Dyn. 203, 253-310 (1995).</li><li>Alexandre, P., Reugels, A. M., Barker, D., Blanc, E., Clarke, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurons+derive+from+the+more+apical+daughter+in+asymmetric+divisions+in+the+zebrafish+neural+tube.">Neurons derive from the more apical daughter in asymmetric divisions in the zebrafish neural tube.</a> Nat. Neurosci. 13, 673-679 (2010).</li></ol>

Yazarlar, hiçbir rakip mali çıkarlarını olmadığını beyan ederim.

Time-lapse konfokal mikroskopi gelişim analizi için güçlü bir araçtır. Burada, biz nöral krest hücreleri etiketler bir transgenik kullanarak önemli bir sinyal yollar için mutant olan zebrabalıkları faringeal kemer morfogenetiğine okuyan metotun göstermektedir. Doku seviyesine ek olarak zaman atlamalı analizler de hücresel ölçekte 28 analizleri için geçerlidir, analiz eder. Bir çok yaygın olarak kullanılan bir yöntem, aynı zamanda zebra balığı morpholinos mikroenjeksiyonu, mRNA ya da transjenik yapıları yanı sıra, embriyolar arasında nakli dahil olmak üzere, zaman atlamalı mikroskopi deneyleri içine dahil edilebilir. Birden çok gelişmekte olan dokulara analizi sadece floresan etiket dokulara yeteneği ile ve karışma olmaksızın farklı florofor istenilen sayıda tespit etmek için eş odaklı mikroskop kabiliyeti ile sınırlıdır. Zebra balığı embriyolarının bir kavrama gelen görüntülü olabilir bireylerin sayısı ciddi kısıtlı, ancak gelişmiş tekniklerAynı süre içinde birkaç embriyo otomatik görüntüleme sağlar. Kolayca erken zaman noktalarında tespit olmayan bir mutant zaman atlamalı analizi gerçekleştirmek isteyen Bu özellikle yararlıdır. Time-lapse konfokal görüntüleri ölçümlerini yaparken, bazı gelişimsel gecikme süreci neden olduğunu dikkate almak önemlidir. Gelişim gecikmeler de mutant embriyolar nadir değildir, bu nedenle kontrol kardeş görüntüleme mutant / manipüle embriyolar gibi yabani-tip kontrol her ikisi için de gereklidir. Hatta bir kez evreleme için kontrollü, floresan etiketli yapıların karşılaştırmalı ölçümü zordur. Floresans yoğunluğu bireyler arasında ve aynı yapının ayrı parçalar arasında son derece değişken olabilir. Böylece, nondiscrete kantitatif ölçümler bir derecede öznellik var ve biz birden tek tutarlılığı sağlamak için ölçümler gerçekleştirmenizi öneririz. Müfettişler ayrıca embriyo yönlendirilmesi disiplinli olmalıdırkarşılaştırmalı ölçümü için sürekli, bunu başarısızlık olarak yok olabilir morfolojik farklılıklar görünüme neden olur. Numune embriyoların hareketleri düpedüz bir deney berbat edebilirsiniz ve biz mikro dalgada agaroz kalınlaştırmak için izin alındıktan sonra anestezi ekleyerek embriyolar ağrılarını etkinliğini azaltır bulabilirsiniz. Zor elde etmek olsa da, zaman atlamalı mikroskopi veriler nitel morfogenetiğine karşılaştırarak statik görüntülerin üzerinde belirgin avantajları vardır. Statik görüntüler sık ​​sık belirli bir zaman noktasında yapıların kolay ölçümü, ama izin giden veya bu aşamadan sonra doku davranışların hiçbir belirti verecektir. Morfolojilerinden olarak iki veya daha fazla ayrı dokuların etkileşimlerin incelenmesinde Bu tür bilgiler önemlidir. Morfojenezinin en iyi genel karakterizasyonu elde etmek amacıyla, en iyisi, her yöntemin avantajları kullanmak için hem zaman gerçekleştirilmemesi ve statik analizlerini gerçekleştirmek için faydalıdır. Zaman lapsed Analyses, dinamik hücre ve doku davranışları statik analizlerde, embriyoların çok sayıda değişkenlik iyi anlaşılmasını sağlamak için incelenebilir, analiz ve edilebilir. In vivo verileri gerçek zamanlı morfonogenezi araştırmacılar arasında altın standart haline gibi diğer tekniklerin Zebrafish transgenik hatları ve ilerleme artan sayıda, sıradan çoklu dokuların zaman atlamalı konfokal mikroskopi yapacaktır.

Kraniyofasiyal morfonogenezi birden fazla hücre tipleri arasında koordineli etkileşimi gerektiren karmaşık, çok aşamalı bir süreçtir. Kraniofasiyal iskeletin çoğunluğu nöral krest hücrelerinden türetilen, birçoğu yutak kemerleri 1 adlandırılan geçici yapılar içine dorsal nöral tüp geçirmek gerekir. Birçok dokuda olduğu gibi, kraniofasiyal iskeletin morfonogenezi spesifik gelişimsel zaman noktalarında embriyoların statik görüntüleri anlaşılabilir daha karmaşıktır. Zaman alıcı gerçekleştirmek olmasına rağmen, in vivo time-lapse mikroskopi gelişmekte olan bir embriyonun hücre ve dokularda sürekli bir görünüm sağlar. Bir time-lapse serisinde her görüntü diğerlerine bağlamı ödünç, ve bir fenomen oluşur neden çözmekten ziyade o anda neler olduğunu çözmekten doğru bir araştırmacı hareket olur. Vivo görüntüleme böylece deneysel yaklaşımlar için güçlü bir açıklayıcı araçtırmorfogenetiğine kılavuz yollar yapısızlaştırmak. Zebra balığı Br.rerio omurgalı embriyonik gelişim popüler bir genetik modelidir, ve özellikle de morfojenezinin in vivo görüntüleme için uygundur. Modern, transgenesis ve genomik değişiklik için uygun yöntemler hızla Zebrafish araştırmacılar için mevcut araçların sayısını ilerlemektedir. Bu araçlar, genetik manipülasyon ve mikroskopi için önceden güçlü bir yöntem geliştirir. Hemen hemen arzu edilen herhangi bir genetik bağlamda hemen hemen herhangi bir doku içinde vivo görüntüleme fantezi daha gerçeğe yakın. Faringeal kemerlerin morfogenetik hareketleri nöral ve komşu epitel, ektoderm hem endoderm arasındaki etkileşimleri sinyal tarafından yönlendirilir. Kraniofasiyal iskelet elemanları morfojenezini sürmek için gerekli olan epitel tarafından ifade edilen çok sayıda sinyal molekülleri vardır. Bu sinyal molekülleri arasında, Sonic Hedgehog (Sus) önem fveya Kraniyofasiyal kalkınma 2-8. Shh&#39;si oral ektodermden ve farenks endoderm 2,6,9,10 ikisi tarafından ifade edilir. Endoderm Shh ekspresyonu kemerler 10, 10 kemerlerin içinde nöral krestin modelleme ve kraniofasiyal iskeletin 11 büyüme morfojenik hareketlerini düzenler. Bmp sinyali de kraniofasiyal gelişimi 12 için kritik önem taşımaktadır ve yutak kemerlerin morfogenetiğine değiştirebilir. Bmp sinyalizasyon yutak kemerlerin 13,14 içinde kret dorsal / ventral desenlendirme düzenler. Zebrafish smad5 bozulması şiddetli damak kusurları ve orta hatta 15 de uygun sigorta Meckel kıkırdaklarının bir hata neden olur. Buna ek olarak, mutantlan 2., 3., ve orta hattı 15 da kaynaşık bazen 4. yutak kemer elemanları ile ventral kıkırdak elemanları azalma ve füzyon, ekran. Bu füzyonları BMP güçlü bir sinyal, bu yutak elemanların morfojenezini yönlendirir olduğunu göstermektedir. PDGF sinyalizasyon Kraniyofasiyal gelişimi için gerekli olan, ancak faringeal kemer morfogenezindeki bilinmeyen rolleri vardır. Fare ve zebra balığı PDGFRA mutantlar Hem derin midfasiyal yarıklaşmanın 16-18 var. En azından Zebrafish bu midfasiyal Clefting uygun nöral krest hücrelerinin göç 16 bir başarısızlık nedeniyle. Nöral krest hücreleri yutak kemerler girdikten sonra PDGFRA ifade ediyor. Ayrıca, PDGF ligandlar yüz epitellerinden ifade edilir ve yutak kemerler 16,19,20 içinde, böylece PDGF sinyal de göç aşağıdaki yutak kemerli morfolojilerinden bir rol oynayabilir. Ancak, PDGFRA mutantlar faringeal kemerler yapılmamıştır morfogenezindeki analizleri. Burada, biz pharyngul konfokal mikroskopi göstermekBir aşamalı transgenik zebra balığı ve bu süre içinde yutak kemerlerin morfogenetiğine açıklar. Biz daha BMP, PDGF ve Shh&#39;si sinyalizasyon yolları bozmaya mutasyonların etkilenen doku davranışlar göstermek.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="837">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">6 lb. test monofilament line</td>
			<td style="width:189px;">Cortland Line Company</td>
			<td style="width:185px;">SLB16</td>
			<td style="width:220px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Agarose I</td>
			<td style="width:189px;">Amresco</td>
			<td style="width:185px;">0710</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Argon laser</td>
			<td style="width:189px;">LASOS Lasertechnik GmbH</td>
			<td style="width:185px;">LGN 3001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Calcium chloride</td>
			<td style="width:189px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:185px;">C8106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Capillary tubing, 100 mm, 0.9 mm ID</td>
			<td style="width:189px;">FHC</td>
			<td style="width:185px;">30-31-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Clove oil</td>
			<td style="width:189px;">Hilltech Canada, Inc.</td>
			<td style="width:185px;">HB-102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">High vacuum grease</td>
			<td style="width:189px;">Dow Corning</td>
			<td style="width:185px;">2021846-0807</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Isotemp dry-bath incubator</td>
			<td style="width:189px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:185px;">2050FS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Laser scanning microscope</td>
			<td style="width:189px;">Carl Zeiss AG</td>
			<td style="width:185px;">LSM 710</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Magnesium sulfate hexahydrate</td>
			<td style="width:189px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:185px;">230391</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Microscope cover glass, 22x22-1</td>
			<td style="width:189px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:185px;">12-542-B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Microscope cover glass, 24x60-1</td>
			<td style="width:189px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:185px;">12-545-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Potassium chloride</td>
			<td style="width:189px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:185px;">M-11321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Potassium phosphate dibasic</td>
			<td style="width:189px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:185px;">P3786</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Sodium chloride</td>
			<td style="width:189px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:185px;">M-11624</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Sodium phosphate dibasic</td>
			<td style="width:189px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:185px;">S7907</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">TempController 2000-2</td>
			<td style="width:189px;">PeCon GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Tricaine-S</td>
			<td style="width:189px;">Western Chemical, Inc.</td>
			<td style="width:185px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analyzing craniofacial morphogenesis in zebrafish using 4d confocal microscopy

Zaman atlamalı görüntüleme morfolojilerinden işleminin doğrudan gözlemlenmesine olanak sağlayan bir teknik veya şeklin kuşaktır. Nedeniyle optik netlik ve genetik manipülasyon amenability için, Zebra balığı embriyosu yaşayan embriyoların morfolojilerinden zaman atlamalı analizi gerçekleştirmek için hangi ile popüler bir model organizma olmuştur. Canlı bir Zebrafish embriyo Konfokal görüntüleme ilgi konusu bir doku sürekli bir transgenin ya da enjekte boya gibi, bir flüoresan işaretleyici ile etiketlenir gerektirir. Bu süreç embriyo anestezi uygulandı ve sağlıklı gelişim normal olarak devam eder ki bu şekilde yerinde tutulur talep etmektedir. Görüntüleme için Parametreler üç boyutlu büyüme için hesap ve geliştirme enstantaneler elde ederken, bireysel hücrelerin çözme talepleri dengelemek için ayarlanmış olması gerekir. Bizim sonuçlar floresan etiketli Zebra balığı embriyolarının in vivo görüntüleme uzun vadeli gerçekleştirmek ve çeşitli doku davranışlarını tespit etmek için yeteneğini göstermekkraniofasyal anormallikleri neden kranial nöral krest. Anestezi ve montaj kaynaklanan gelişimsel gecikmeler minimal ve embriyolar bu süreçte zarar görmez. Zaman atlamalı görüntüsü embriyo gelişiminde daha sonra noktalarında sıvı ortam döndü ve daha sonra görüntülü ya da sabitlenebilir. Transgenik zebrafish hatları ve iyi karakterize kaderi haritalama ve transplantasyon teknikleri, görüntüleme artan bir bolluk ile istenilen doku mümkündür. Gibi, in vivo görüntüleme time-lapse mutant ve mikroenjeksiyon embriyo analizleri dahil olmak üzere Zebra balığı genetik yöntemleri ile güçlü birleştirir.

Rostral yönde (Film 1) hareket ederken vahşi-tip embriyolar, nöral krest nüfus izleyen, yutak kemerler ön / arka ve dorsal / ventral eksen boyunca uzamış. 30 saat sonrası fertilizasyon (hpf), ilk faringeal arkın anterior / posterior uzunluğu 1.8-1.9 kat dorsal / ventral yükseklik arasındadır. Dorsal / ventral uzama hızlı 36.5 hpf kadar ön / arka uzantısı yerine, sürekli ilerler. Buradan, dorsal / ventral yüksekliği yaylalar çevresinde 104 mikron 48 hpf aracılığıyla. Anterior / posterior uzantısı genel ön / arka uzunluğu 48 hpf 1.95 kat dorsal / ventral yüksekliğine HPF 36,5 1.5 kat dorsal / ventral altı yüksekliği artan ile, 48 hpf aracılığıyla devam ediyor. Anterior sonunda, ilk faringeal kemer maksiller (dorsal) ve mandibular oral ektodermden ayrılmış (ventral) etki oluşturur. İlk yutak kemerin üst çene alanı f ölçülürOral ektodermin posterior apeks için uzak ucu rom. Bu 30-48 hpf arasında 4.6 mm / saat (r 2 = 0,9374) lineer regresyon tarafından yaklaşık bir oranda büyür ve 48 hpf (Film 1) yaklaşık 104 mikron uzunluğunda. Faringeal kemerler 3-7 yutak endoderm 26 üzerinden nöral krest hücrelerinden tek bir kitle segmentasyonu tüm formu. 30-38 HPF arasında, yutak kemerler ile 7 inci 5. 3. ve 4. kemerler hali hazırda ayrılmış olan, kütle ayrı. 37 hpf etrafında, 3. faringeal kemer 2. kemer mediale hareket etmeye başlar. Yanal, 7 inci faringeal kemer 2. ve 7 inci kemerli (Film 1) 6 inci kemerler medial aracılığıyla 3 üncü bırakarak, 48 hpf tarafından rostral hareketi 5 inci ve 6 inci kemerler gelse. Önemli to kongre HPF olarak morfolojisini tanımlamak için de, hafif mikroskopi bir 28.5 ° C kuluçka makinesi içinde yetiştirilen benzer aşamalı embriyolara kıyasla zebra balığı büyümesini geciktirir unutmayın. Örneğin mikroskopi 19 saat sonra, bir görüntülü vahşi tip embriyo göz ve kulak arasındaki mesafe, yaklaşık 81.7 um, ve hemen daha sonra, iki görüntüsü kardeş embriyolar için ortalama göz-kulak mesafe 71 um oldu. Bu nedenle, embriyolar evreleme serisi 27 biraz daha genç olması muhtemeldir. Bu morfogenetik hareketler büyük ölçüde smo mutantlar bozulur. Daha önce açıklandığı gibi, zebra balığı smo mutantlar birinci kemer bir maksiller yoğunlaşma meydana başarısız ve birinci kemer yutak HPF 48 ile göz 2 tamamen kaudal olduğunu. Arka kemer hareketleri de 10 bozulur. 3. faringeal kemer 2. yutak kemer medial hareket başarısız olur, ve Movie 2 </strong&gt; 7 inci faringeal kemer 48 hpf tarafından daha ön kemerler ile örtüşmesi rostrally göç başarısız olduğunu gösterir. Zebra balığı smad5 b1100 mutantlar bir damak iskeletin tama yakın kaybı ve kemer morfogenetiğine faringeal kusurlar olabileceğini düşündürmektedir faringeal kemer iskelet elemanları 15 inci 2 nci, 3 üncü ve bazen 4 arasında ventral füzyonlarının dahil çok sayıda kraniofasiyal kusurları var . Nitekim, statik konfokal görüntüleme 2 nci ve 3 üncü kemerlerin ventral etki birleşmeleri (Şekil 2) 32 hpf tarafından görülür gösterdi. Time-lapse konfokal mikroskopi kullanılarak, biz smad5 mutantlar yutak kemerlerin morfogenetiğine analiz. Time-lapse analizlerinde, 2. ve 3. kemerlerin arasındaki füzyonlan statik analizi (Movie 3, Şekil 3) ile uyumlu, 32 hpf ilk görünür. Ek olarak,smad5 mutantlar ilk faringeal kemer (Movie 3) dışa büyümesini bozmuş. 30 HPF anda, birinci kemer yutak (186.8 um) ön / arka uzunluğu vahşi tür fazla% 35 daha uzundur ve bir smad5 mutant ilk yutak kemer 2,5 katı dorsal / ventral yükseltir. Posterior kenar rostrally hareket Ancak, birinci yutak arkın anterior / posterior uzunluğu ise 40 um 30-39 arasında YGF azalır ve daha sonra 48 hpf bu uzunluğunu kavuşur. Ilk faringeal arkın dorsal / ventral yüksekliği 30-48 hpf 62.3 um giderek azalır. Bu süre içinde ön uzantının Failure yabani-tür ile karşılaştırıldığında, 30 hpf (85 um) çok daha uzun olan üst çene etki, yansıtılır. Maksilla uzunluğu 30-36 hpf 4,4 mm / saat (r 2 = 0,9032) lineer regresyon tarafından yaklaşık bir oranda azalır, ve bundan sonra oldukça tutarlı kalır. Burada, zaman atlamalı görüntüleme benzersiz ti gösteriyorsmad5 mutantlar gözlenen damak iskeletin kaybı için hesap ssue hareketleri. PDGF aile üyelerinin ifade, faringeal kemer morfogenezindeki geniş yer olabileceğini işaret ederken, arka kemerlerin hareketi PDGFRA mutantlar normal görünür. Özellikle (Movie 4) kesintiye görünen ilk faringeal kemer morfonogenezi olduğunu. İlk yutak kemerin genel boyutu vahşi tip ile ilgili olarak azaltılır ve maksiller alan hücreler yoğunlaştırılması ve zaman içinde geri çekme ile, son derece plastik görünür. Bu, 56.5 mikron civarında 39 HPF pik maksiller bir uzama hatası ile sonuçlanır. 48 hpf, maksiller alan önlemler, sadece 44.1 mm. Topluca, bu bulgular dikkatli time lapse analizler potansiyel statik analizlerde kayıp morfojenezinin ayrıntıları sağlayabilir olduğunu göstermektedir. <img alt="Şekil 1"FO: İçerik-width = &quot;5in:&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/51190/51190fig1highres.jpg&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/51190/51190fig1.jpg&quot; /&gt; Şekil 1.. Konfokal mikroskopi için montaj köprülü lamel inşaat ve embriyo şematik. <img alt="Şekil 2," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51190/51190fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51190/51190fig2.jpg" /> . Şekil 2, ikinci ve üçüncü kemerler smad5 mutantlar sigorta (A, B) (A) FLI1 şehirlerinde Tek Z dilimleri: EGFP ve (B) FLI1: EGFP; smad5 b1100 mutant embriyo.. (A) smad5 embriyolar için vahşi tip olarak, ikinci ve üçüncü kemer nöral tepe hücreleri, ikinci yutak kesenin (ok başı) ile ayrılır. Seco ventral sınırı (B) Nöral krest hücrelerininnd ve üçüncü kemerler smad5 mutantlar (ok başı) karışmayı. Farengeal kemerler sayılı. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51190/51190fig2highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> <img alt="Şekil 3," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51190/51190fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51190/51190fig3.jpg" /> Şekil 3,. Kesintiye faringeal kemer morfogenezindeki smad5 fonksiyon sonuçlarının kaybı. (A, B, üst paneller) Projeksiyonlar ve (alt paneller) Film 3 kemer füzyon dik manzarası. Kemerli, iki ve üç füzyon belirgin, ok ucu olduğunu. Farengeal kemerler sayılı. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51190/51190fig3highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> Film 1. Farenks Gelişimivahşi-tip kemerler (FLI1: EGFP) 30-48 hpf gelen embriyo. Anterior sola, üst dorsal. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51190/Movie_1.mov" target="_blank">filmi görmek için buraya tıklayın.</a> Movie 2. Faringeal kemerlerin medial hareketleri smo mutantlar (FLI1: eGFP; 577 SMOB) başarısız anterior sol, üst dorsal için.. 30-48 HPF. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51190/Movie_2.mov" target="_blank">filmi görmek için buraya tıklayın.</a> Movie 3. (: EGFP; smad5 B1100 FLI1) anterior sol, üst dorsal için 2 nci ve 3 üncü kemerler smad5 mutantlar kaynaşacak.. (A) projeksiyonlar, 30-48 hpf, ve (B) serisi tek Z dilimleri, 30-40 hpf. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51190/Movie_3.mov" target="_blank">filmi görmek için buraya tıklayın.</a> <pclass = &quot;jove_content&quot;&gt; Movie 4. . Üst sol, dorsal anterior;: (PDGFRA b1059 EGFP FLI1) maksiller bölgenin uzama PDGFRA mutantlar başarısız. 30-48 HPF. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51190/Movie_4.mov" target="_blank">filmi görmek için buraya tıklayın.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Analyzing Craniofacial Morphogenesis in Zebrafish Using 4D Confocal Microscopy at JoVE.com

Analyzing Craniofacial Morphogenesis in Zebrafish Using 4D Confocal Microscopy

Zaman atlamalı konfokal görüntüleme embriyo gelişimini karakterize etmek için yararlı olan bir güçlü bir tekniktir. Burada, yöntemini açıklar ve iskeletsel vahşi tür morfolojilerinden yanı sıra, PDGFRA, smad5 ve smo mutant embriyolar karakterize eder.

4D konfokal mikroskopi kullanılarak Zebra balığı Kranyofasiyel morfogenez Analizi

Time-lapse imaging is a technique that allows for the direct observation of the process of morphogenesis, or the generation of shape. Due to their optical ...

analyzing-craniofacial-morphogenesis-zebrafish-using-4d-confocal

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biology

11.0K Görüntüleme.  The University of Texas at Austin.  Zaman atlamalı konfokal görüntüleme embriyo gelişimini karakterize etmek için yararlı olan bir güçlü bir tekniktir. Burada, yöntemini açıklar ve iskeletsel vahşi tür morfolojilerinden yanı sıra, PDGFRA, smad5 ve smo mutant embriyolar karakterize eder. 

Video: Analyzing Craniofacial Morphogenesis in Zebrafish Using 4D Confocal Microscopy

Two-photon axotomy and time-lapse confocal imaging in live zebrafish embryos

Zebrafish have long been utilized to study the cellular and molecular mechanisms of development by time-lapse imaging of the living transparent embryo. Here we describe a method to mount zebrafish embryos for long-term imaging and demonstrate how to automate the capture of time-lapse images using a confocal microscope. We also describe a method to create controlled, precise damage to individual branches of peripheral sensory axons in zebrafish using the focused power of a femtosecond laser mounted on a two-photon microscope. The parameters for successful two-photon axotomy must be optimized for each microscope. We will demonstrate two-photon axotomy on both a custom built two-photon microscope and a Zeiss 510 confocal/two-photon to provide two examples.

Zebrafish trigeminal sensory neurons can be visualized in a transgenic line expressing GFP driven by a sensory neuron specific promoter 1. We have adapted this zebrafish trigeminal model to directly observe sensory axon regeneration in living zebrafish embryos. Embryos are anesthetized with tricaine and positioned within a drop of agarose as it solidifies. Immobilized embryos are sealed within an imaging chamber filled with phenylthiourea (PTU) Ringers. We have found that embryos can be continuously imaged in these chambers for 12-48 hours. A single confocal image is then captured to determine the desired site of axotomy. The region of interest is located on the two-photon microscope by imaging the sensory axons under low, non-damaging power. After zooming in on the desired site of axotomy, the power is increased and a single scan of that defined region is sufficient to sever the axon. Multiple location time-lapse imaging is then set up on a confocal microscope to directly observe axonal recovery from injury.

Here we describe a method for mounting zebrafish embryos for long-term imaging, two-photon imaging and tissue-damage techniques, and time-lapse confocal imaging.

İki foton axotomy ve zaman atlamalı konfokal görüntüleme canlı zebrafish embriyolar

Zebrafish have long been utilized to study the cellular and molecular mechanisms of development by time-lapse imaging of the living transparent embryo.  ...

Biyoloji

Live Imaging of the Zebrafish Embryonic Brain by Confocal Microscopy

In this video, we demonstrate the method our lab has developed to analyze the cell shape changes and rearrangements required to bend and fold the developing zebrafish brain (Gutzman et al, 2008). Such analysis affords a new understanding of the underlying cell biology required for development of the 3D structure of the vertebrate brain, and significantly increases our ability to study neural tube morphogenesis. The embryonic zebrafish brain is shaped beginning at 18 hours post fertilization (hpf) as the ventricles within the neuroepithelium inflate. By 24 hpf, the initial steps of neural tube morphogenesis are complete. Using the method described here, embryos at the one cell stage are injected with mRNA encoding membrane-targeted green fluorescent protein (memGFP). After injection and incubation, the embryo, now between 18 and 24 hpf, is mounted, inverted, in agarose and imaged by confocal microscopy. Notably, the zebrafish embryo is transparent making it an ideal system for fluorescent imaging. While our analyses have focused on the midbrain-hindbrain boundary and the hindbrain, this method could be extended for analysis of any region in the zebrafish to a depth of 
80-100 &mu;m.

In this video, we demonstrate a method by which to analyze the developing vertebrate brain in live zebrafish embryos at single cell resolution by confocal microscopy. This includes the method by which we inject the single-cell zebrafish embryo and subsequently mount and image the developing brain.

Konfokal Mikroskop Zebra balığı Embriyonik Beyin Görüntüleme Canlı

In this video, we demonstrate the method our lab has developed to analyze the cell shape changes and rearrangements required to bend and fold the ...

Electroporation of Craniofacial Mesenchyme

Electroporation is an efficient method of delivering DNA and other charged macromolecules into tissues at precise time points and in precise locations. For example, electroporation has been used with great success to study neural and retinal development in Xenopus, chicken and mouse 1-10. However, it is important to note that in all of these studies, investigators were not targeting soft tissues. Because we are interested in craniofacial development, we adapted a method to target facial mesenchyme.
When we searched the literature, we found, to our surprise, very few reports of successful gene transfer into cartilaginous tissue. The majority of these studies were gene therapy studies, such as siRNA or protein delivery into chondrogenic cell lines, or, animal models of arthritis 11-13. In other systems, such as chicken or mouse, electroporation of facial mesenchyme has been challenging (personal communications, Dept of Craniofacial Development, KCL). We hypothesized that electroporation into procartilaginous and cartilaginous tissues in Xenopus might work better. In our studies, we show that gene transfer into the facial cartilages occurs efficiently at early stages (28), when the facial primordium is still comprised of soft tissue prior to cartilage differentiation.
Xenopus is a very accessible vertebrate system for analysis of craniofacial development. Craniofacial structures are more readily visible in Xenopus than in any other vertebrate model, primarily because Xenopus embryos are fertilized externally, allowing analyses of the earliest stages, and facilitating live imaging at single cell resolution, as well as reuse of the mothers 14. Among vertebrate models developing externally, Xenopus is more useful for craniofacial analysis than zebrafish, as Xenopus larvae are larger and easier to dissect, and the developing facial region is more accessible to imaging than the equivalent region in fish. In addition, Xenopus is evolutionarily closer to humans than zebrafish (&tilde;100 million years closer) 15. Finally, at these stages, Xenopus tadpoles are transparent, and concurrent expression of fluorescent proteins or molecules will allow easy visualization of the developing cartilages. We anticipate that this approach will allow us to rapidly and efficiently test candidate molecules in an in vivo model system.

Craniofacial cartilages develop in close contact with other tissues and are difficult to manipulate in live animals. We are using electroporation to deliver molecular tools during growth of the craniofacial skeleton while bypassing early embryonic effects. This approach will allow us to efficiently test candidate molecules in vivo.

Kraniofasial mezenşimin, Elektroporasyon

Electroporation is an efficient method of delivering DNA and other charged macromolecules into tissues at precise time points and in precise locations. ...

Fluorescence-based Measurement of Store-operated Calcium Entry in Live Cells: from Cultured Cancer Cell to Skeletal Muscle Fiber

Store operated Ca2+ entry (SOCE), earlier termed capacitative Ca2+ entry, is a tightly regulated mechanism for influx of extracellular Ca2+ into cells to replenish depleted endoplasmic reticulum (ER) or sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ stores1,2. Since Ca2+ is a ubiquitous second messenger, it is not surprising to see that SOCE plays important roles in a variety of cellular processes, including proliferation, apoptosis, gene transcription and motility. Due to its wide occurrence in nearly all cell types, including epithelial cells and skeletal muscles, this pathway has received great interest3,4. However, the heterogeneity of SOCE characteristics in different cell types and the physiological function are still not clear5-7.
The functional channel properties of SOCE can be revealed by patch-clamp studies, whereas a large body of knowledge about this pathway has been gained by fluorescence-based intracellular Ca2+ measurements because of its convenience and feasibility for high-throughput screening. The objective of this report is to summarize a few fluorescence-based methods to measure the activation of SOCE in monolayer cells, suspended cells and muscle fibers5,8-10. The most commonly used of these fluorescence methods is to directly monitor the dynamics of intracellular Ca2+ using the ratio of F340nm and F380nm (510 nm for emission wavelength) of the ratiometric Ca2+ indicator Fura-2. To isolate the activity of unidirectional SOCE from intracellular Ca2+ release and Ca2+ extrusion, a Mn2+ quenching assay is frequently used. Mn2+ is known to be able to permeate into cells via SOCE while it is impervious to the surface membrane extrusion processes or to ER uptake by Ca2+ pumps due to its very high affinity with Fura-2. As a result, the quenching of Fura-2 fluorescence induced by the entry of extracellular Mn2+ into the cells represents a measurement of activity of SOCE9. Ratiometric measurement and the Mn+2 quenching assays can be performed on a cuvette-based spectrofluorometer in a cell population mode or in a microscope-based system to visualize single cells. The advantage of single cell measurements is that individual cells subjected to gene manipulations can be selected using GFP or RFP reporters, allowing studies in genetically modified or mutated cells. The spatiotemporal characteristics of SOCE in structurally specialized skeletal muscle can be achieved in skinned muscle fibers by simultaneously monitoring the fluorescence of two low affinity Ca2+ indicators targeted to specific compartments of the muscle fiber, such as Fluo-5N in the SR and Rhod-5N in the transverse tubules9,11,12.

The extent of store-operated Ca2+ entry (SOCE) can be monitored using fluorescent Ca2+ indicators. Mn2+ quenching of such indicators assays SOCE in cultured cells and skeletal muscle fibers. A technique allowing spatial and temporal resolution of SOCE by confocal imaging of mechanically skinned muscle fibers is also described.

Canlı hücreler Mağaza çalışan Kalsiyum Giriş Floresans tabanlı Ölçümü: Kültür Kanseri Hücre gelen İskelet Kası Fiber

Store operated Ca2+ entry (SOCE), earlier termed capacitative Ca2+ entry, is a tightly regulated mechanism for influx of extracellular Ca2+ into cells to ...

Visualization of Craniofacial Development in the sox10: kaede Transgenic Zebrafish Line Using Time-lapse Confocal Microscopy

Vertebrate palatogenesis is a highly choreographed and complex developmental process, which involves migration of cranial neural crest (CNC) cells, convergence and extension of facial prominences, and maturation of the craniofacial skeleton. To study the contribution of the cranial neural crest to specific regions of the zebrafish palate a sox10: kaede transgenic zebrafish line was generated. Sox10 provides lineage restriction of the kaede reporter protein to the neural crest, thereby making the cell labeling a more precise process than traditional dye or reporter mRNA injection. Kaede is a photo-convertible protein that turns from green to red after photo activation and makes it possible to follow cells precisely. The sox10: kaede transgenic line was used to perform lineage analysis to delineate CNC cell populations that give rise to maxillary versus mandibular elements and illustrate homology of facial prominences to amniotes. This protocol describes the steps to generate a live time-lapse video of a sox10: kaede zebrafish embryo. Development of the ethmoid plate will serve as a practical example. This protocol can be applied to making a time-lapse confocal recording of any kaede or similar photoconvertible reporter protein in transgenic zebrafish. Furthermore, it can be used to capture not only normal, but also abnormal development of craniofacial structures in the zebrafish mutants.

Visualization of experimental data has become a key element in presenting results to the scientific community. Generation of live time-lapse recording of growing embryos contributes to better presentation and understanding of complex developmental processes. This protocol is a step-by-step guide to cell labeling via photoconversion of kaede protein in zebrafish.

Sox10 içinde Kraniyofasiyal Kalkınma Görselleştirme: kaede Transgenik Zebra balığı Hattı Time-lapse konfokal mikroskopi kullanılarak

Vertebrate palatogenesis is a highly choreographed and complex developmental process, which involves migration of cranial neural crest (CNC) cells, ...

Intravital Microscopy for Imaging Subcellular Structures in Live Mice Expressing Fluorescent Proteins

Here we describe a procedure to image subcellular structures in live rodents that is based on the use of confocal intravital microscopy. As a model organ, we use the salivary glands of live mice since they provide several advantages. First, they can be easily exposed to enable access to the optics, and stabilized to facilitate the reduction of the motion artifacts due to heartbeat and respiration. This significantly facilitates imaging and tracking small subcellular structures. Second, most of the cell populations of the salivary glands are accessible from the surface of the organ. This permits the use of confocal microscopy that has a higher spatial resolution than other techniques that have been used for in vivo imaging, such as two-photon microscopy. Finally, salivary glands can be easily manipulated pharmacologically and genetically, thus providing a robust system to investigate biological processes at a molecular level.
In this study we focus on a protocol designed to follow the kinetics of the exocytosis of secretory granules in acinar cells and the dynamics of the apical plasma membrane where the secretory granules fuse upon stimulation of the beta-adrenergic receptors. Specifically, we used a transgenic mouse that co-expresses cytosolic GFP and a membrane-targeted peptide fused with the fluorescent protein tandem-Tomato. However, the procedures that we used to stabilize and image the salivary glands can be extended to other mouse models and coupled to other approaches to label in vivo cellular components, enabling the visualization of various subcellular structures, such as endosomes, lysosomes, mitochondria, and the actin cytoskeleton.

Intravital microscopy is a powerful tool that enables imaging various biological processes in live animals. In this article, we present a detailed method for imaging the dynamics of subcellular structures, such as the secretory granules, in the salivary glands of live mice.

Floresan Proteinler ifade Canlı Farelerde Görüntüleme hücrealtı Yapıların Intravital Mikroskopi

Here we describe a procedure to image subcellular structures in live rodents that is based on the use of confocal intravital microscopy. As a model organ, ...

Simultaneous pH Measurement in Endocytic and Cytosolic Compartments in Living Cells using Confocal Microscopy

Intracellular pH is tightly regulated and differences in pH between the cytoplasm and organelles have been reported1. Regulation of cellular pH is crucial for homeostatic control of physiological processes that include: protein, DNA and RNA synthesis, vesicular trafficking, cell growth and cell division. Alterations in cellular pH homeostasis can lead to detrimental functional changes and promote progression of various diseases2. Various methods are available for measuring intracellular pH but very few of these allow simultaneous measurement of pH in the cytoplasm and in organelles. Here, we describe in detail a rapid and accurate method for the simultaneous measurement of cytoplasmic and organellar pH by using confocal microscopy on living cells3. This goal is achieved with the use of two pH-sensing ratiometric dyes that possess selective cellular compartment partitioning. For instance, SNARF-1 is compartmentalized inside the cytoplasm whereas HPTS is compartmentalized inside endosomal/lysosomal organelles. Although HPTS is commonly used as a cytoplasmic pH indicator, this dye can specifically label vesicles along the endosomal-lysosomal pathway after being taken up by pinocytosis3,4. Using these pH-sensing probes, it is possible to simultaneously measure pH within the endocytic and cytoplasmic compartments. The optimal excitation wavelength of HPTS varies depending on the pH while for SNARF-1, it is the optimal emission wavelength that varies. Following loading with SNARF-1 and HPTS, cells are cultured in different pH-calibrated solutions to construct a pH standard curve for each probe. Cell imaging by confocal microscopy allows elimination of artifacts and background noise. Because of the spectral properties of HPTS, this probe is better suited for measurement of the mildly acidic endosomal compartment or to demonstrate alkalinization of the endosomal/lysosomal organelles. This method simplifies data analysis, improves accuracy of pH measurements and can be used to address fundamental questions related to pH modulation during cell responses to external challenges.

Several methods are available for measuring intracellular pH but very few of these allow simultaneous measurement of cytoplasmic and organellar pH. Here, we describe in detail a rapid and accurate methodology to simultaneously measure cytoplasmic and vesicular pH by ratiometric imaging of living cells.

Konfokal mikroskopi kullanılarak Yaşayan hücreler içinde endositik ve Sitosolik Bölümleri eşzamanlı pH Ölçümü

Intracellular pH is tightly regulated and differences in pH between the cytoplasm and organelles have been reported1. Regulation of cellular pH is crucial ...

In vivo Clonal Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells Marked by Five Fluorescent Proteins using Confocal and Multiphoton Microscopy

We developed and validated a fluorescent marking methodology for clonal tracking of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) with high spatial and temporal resolution to study in vivo hematopoiesis using the murine bone marrow transplant experimental model. Genetic combinatorial marking using lentiviral vectors encoding fluorescent proteins (FPs) enabled cell fate mapping through advanced microscopy imaging. Vectors encoding five different FPs: Cerulean, EGFP, Venus, tdTomato, and mCherry were used to concurrently transduce HSPCs, creating a diverse palette of color marked cells. Imaging using confocal/two-photon hybrid microscopy enables simultaneous high resolution assessment of uniquely marked cells and their progeny in conjunction with structural components of the tissues. Volumetric analyses over large areas reveal that spectrally coded HSPC-derived cells can be detected non-invasively in various intact tissues, including the bone marrow (BM), for extensive periods of time following transplantation. Live studies combining video-rate multiphoton and confocal time-lapse imaging in 4D demonstrate the possibility of dynamic cellular and clonal tracking in a quantitative manner.

In vivo Clonal Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells Marked by Five Fluorescent Proteins using Confocal and Multiphoton Microscopy

Combinatorial 5 fluorescent proteins marking of hematopoietic stem and progenitor cells allows in vivo clonal tracking via confocal and two-photon microscopy, providing insights into bone marrow hematopoietic architecture during regeneration. This method allows non-invasive fate mapping of spectrally-coded HSPCs-derived cells in intact tissues for extensive periods of time following transplantation.

Eşodaklı ve multiphoton Mikroskopi kullanarak beş Floresan Proteinleri ile işaretlenmiş Hematopoetik kök hücrelerin in vivo klonal Takip

We developed and validated a fluorescent marking methodology for clonal tracking of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) with high spatial and ...

4D Microscopy of Yeast

The goal of this protocol is to characterize how membrane compartments form and transform in live cells of budding yeast. Many intracellular compartments in yeast are dynamic, and a full understanding of their properties requires time-lapse imaging. Multi-color 4D confocal fluorescence microscopy is a powerful method for tracking the behavior and composition of an intracellular compartment on a time scale of 5-15 min. Rigorous analysis of compartment dynamics requires the capture of thousands of optical sections. To achieve this aim, photobleaching and phototoxicity are minimized by scanning rapidly at very low laser power, and the pixel dimensions and Z-step intervals are set to the largest values that are compatible with sampling the image at full resolution. The resulting 4D data sets are noisy but can be smoothed by deconvolution. Even with high quality data, the analysis phase is challenging because intracellular structures are often numerous, heterogeneous, and mobile. To meet this need, custom ImageJ plugins were written to array 4D data on a computer screen, identify structures of interest, edit the data to isolate individual structures, quantify the fluorescence time courses, and make movies of the projected Z-stacks. 4D movies are particularly useful for distinguishing stable compartments from transient compartments that turn over by maturation. Such movies can also be used to characterize events such as compartment fusion, and to test the effects of specific mutations or other perturbations.

This protocol describes the analysis of fluorescently labeled intracellular compartments in budding yeast using multi-color 4D (time-lapse 3D) confocal microscopy. The imaging parameters are chosen to capture adequate signals while limiting photodamage. Custom ImageJ plugins allow labeled structures to be tracked and quantitatively analyzed.

Maya 4D mikroskopisi

The goal of this protocol is to characterize how membrane compartments form and transform in live cells of budding yeast. Many intracellular compartments ...

Visualizing Lymph Node Structure and Cellular Localization using Ex-Vivo Confocal Microscopy

Lymph nodes (LNs) are organs spread within the body, where the innate immune responses can connect with the adaptive immunity. In fact, LNs are strategically interposed in the path of the lymphatic vessels, allowing intimate contact of tissue antigens with all resident immune cells in the LN. Thus, understanding the cellular composition, distribution, location and interaction using ex vivo whole LN imaging will add to the knowledge on how the body coordinates local and systemic immune responses. This protocol shows an ex vivo imaging strategy following an in vivo administration of fluorescent-labeled antibodies that allows a very reproducible and easy-to-perform methodology by using conventional confocal microscopes and stock reagents. Through subcutaneous injection of antibodies, it is possible to label different cell populations in draining LNs without affecting tissue structures that can be potentially damaged by a conventional immunofluorescence microscopy technique.

This protocol describes a technique to image different cell populations in draining lymph nodes without alterations in the organ structure.