This protocol utilizes electroporation to introduce and express fluorescently labeled proteins in mouse muscle fibers. Following recovery after electroporation, fibers are isolated. Individual fibers are then imaged using high resolution confocal microscopy to visualize muscle structure.
Mature muscle has a unique structure that is amenable to live cell imaging. Herein, we describe the experimental protocol for expressing fluorescently labeled proteins in the flexor digitorum brevis (FDB) muscle. Conditions have been optimized to provide a large number of high quality myofibers expressing the electroporated plasmid while minimizing muscle damage. The method employs fluorescent tags on various proteins. Combining this expression method with high resolution confocal microscopy permits live cell imaging, including imaging after laser-induced damage. Fluorescent dyes combined with imaging of fluorescently-tagged proteins provides information regarding the basic structure of muscle and its response to stimuli.
Miofibre individuali sono grandi, le cellule sinciziale altamente organizzati. Ci sono alcuni modelli di coltura cellulare per il muscolo; tuttavia, questi modelli hanno come principale limitazione che non fanno differenza completamente in fibre muscolari mature. Ad esempio, le linee cellulari C2C12 e L6 sono derivati da topi e ratti, rispettivamente 1-4. In condizioni di deprivazione di siero, i mononucleari cellule "mioblasti-like" cessano proliferazione, subiscono il ritiro del ciclo cellulare, ed entrano nel programma miogenico che formano le cellule multinucleate con sarcomeri, indicati come miotubi. Con condizioni di coltura prolungata, miotubi possono esibire proprietà contrattili e "contrazione", nella cultura. Linee cellulari umane hanno ormai stati istituiti 5. In aggiunta a queste linee cellulari immortalizzate, mioblasti mononucleate possono essere isolate dal muscolo e sotto le condizioni simili di deprivazione di siero formeranno miotubi. Queste linee cellulari e colture di mioblasti primari sono altamente usoFul perché possono essere trasfettate con plasmidi o trasdotte con virus e usate per studiare processi biologici cellulari di base. Tuttavia, queste cellule, anche se indotto a formare miotubi, mancano molte delle caratteristiche salienti di organizzazione muscolo maturo. In particolare, miotubi sono molto più piccoli singole fibre muscolari mature e non hanno la forma normale di miofibre. Criticamente, miotubi mancano trasversali (T-) tubuli, la rete membranosa richiesta per il rilascio del Ca 2+ efficiente in tutto il mioplasma.
Un metodo alternativo per mioblasti primaria o linee cellulari miogeniche comporta usando fibre muscolari mature. Transgenesi può essere impiegato per stabilire espressione delle proteine tag, ma questo metodo è costoso e richiede tempo. In vivo elettroporazione di muscoli del mouse è emerso come un metodo preferito per la sua velocità e affidabilità 6-10.
Metodi per elettroporazione in vivo e l'isolamento efficace di miofibre have stato ottimizzato per il mouse flessore brevis (FDB) muscolare 6. I metodi possono essere completate rapidamente e sono minimamente invasiva per indurre espressione vivo da plasmidi. Questo approccio è ora combinata con metodi di imaging ad alta risoluzione tra cui l'imaging dopo interruzione del laser del 6,7 sarcolemma. La combinazione di coloranti fluorescenti e espressione di proteine marcate fluorescenza può essere utilizzata per monitorare cellulari processi biologici miofibre mature.
L'utilizzo di elettroporazione per studiare le proteine fluorescenti tag in vivo è ideale per lo studio del muscolo in assenza di opportuni modelli di linee cellulari che riproducono fedelmente l'intera struttura cellulare del muscolo. Questo protocollo descrive l'utilizzo di elettroporazione e ad alta risoluzione microscopia confocale a fornire immagini dettagliate di localizzazione delle proteine e la traslocazione dopo ferimento laser. Questo metodo può essere adattato per studiare …
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health concede NS047726, NS072027, e AR052646.
DMEM+A2:D32D42A2:D31AA2:D29 | Life Technologies | 11995-073 | Dissection Media Dilution: 50ml +100g BSA |
Collagenase, Type II | Life Technologies | 17101-015 | Fiber Digestion Dilution: 160mg / 4ml DMEM (stock 40mg/ml aliquot) |
Falcon 12-well dishes | Fisher Scientific | 877229 | Fiber Digestion |
Ringers Solution | Fiber Digestion and Imaging Dilution: 146 mM NaCl 5 mM KCl 2 mM CaCl2 1 mM MCl2 10mM HEPES pH7.4 in H2O |
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1ml Pipettes | Axygen | T-1000-C-R | Digestion |
Razor Blades | Personna | 94-120-71 | Digestion |
Precision Glide 30G needle | BD Biosciences | 305128 | Dissection |
1x PBS (-/-) | Life Technologies | 14190-250 | Dissection |
Sylgard 184 | Fisher Scientific | 50-366-794 | Dissection |
Forceps | FST by Dumont | #5/45 | Dissection |
Forceps | Roboz | RS-4913 | Dissection |
Scissors | World Precision Instruments | 500260 | Dissection |
BSA | Sigma | A7906 | Dissection media Dilution: 100mg / 50ml DMEM |
Falcon 60mm dishes | Fisher Scientific | 08772B | Dissection- used to hold sylgard |
Clay | Electroporation | ||
Stimulator | Grass | s88x | Electroporation |
Clamps | Radio Shack | 270-356 | Electroporation |
Triadine | Aplicare | 82-220 | Electroporation |
Precision Glide 27G needle | BD Biosciences | 305136 | Electroporation |
Simulator | Grass | SIU-V | Electroporation |
Gauze | Covidien | 2146 | Electroporation |
Hyaluronidase | Sigma | H4272 | Injection Dilution: Add 160ul PBS (1X) to 40µl 5x stock |
1cc U-100 Insulin Syringe (28G1/2) | BD Biosciences | 329420 | Injection |
Eppendorf Tubes | Fisher Scientific | 02-682-550 | Injection |
35mm glass bottom Microwell dish | MaTek | P35G-1.5-14-C | Microscopy |
FM 4-64 | Life Technologies | T-13320 | Microscopy Dilution: Final 2.5 ug/ml |
FM 1-43 | Life Technologies | T-35356 | Microscopy Dilution: Final 2.5 ug/ml |
Endotoxinfree Plasmid Maxi Kit | Qiagen | 12362 | Plasmid Purification |