نصف طريقة لتوليد نموذج محتمل لسمك الزرد لمرض الكلى المتعدد الكيسات. استخدمنا أسماك Tg (wt1b: GFP) لتصور بنية الكلى. كانت ضربة قاضية من wnt5a عن طريق حقن مورفولينو. لوحظ تكوين كيس كيلي بعد ضربة قاضية wnt5a في أسماك الزرد المعدلة وراثيا GFP.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نصف طريقة لتوليد نموذج محتمل لسمك الزرد لمرض الكلى المتعدد الكيسات. استخدمنا أسماك Tg (wt1b: GFP) لتصور بنية الكلى. كانت ضربة قاضية من wnt5a عن طريق حقن مورفولينو. لوحظ تكوين كيس كيلي بعد ضربة قاضية wnt5a في أسماك الزرد المعدلة وراثيا GFP.
مرض الكلى المتعدد الكيسات (PKD) هو أحد الأسباب الأكثر شيوعا لمرض الكلى في المرحلة النهائية ، وهو مرض مدمر لا يوجد علاج له. لا تزال الآليات الجزيئية التي تؤدي إلى تكوين الكيس في PKD غير واضحة إلى حد ما ، ولكن يعتقد أن العديد من الجينات متورطة. Wnt5a هو بروتين سكري غير متعارف عليه ينظم مجموعة واسعة من العمليات التنموية. يعمل Wnt5a من خلال مسار قطبية الخلية المستوية (PCP) الذي ينظم انقسام الخلايا الموجه أثناء استطالة الخلايا الأنبوبية الكلوية. تم العثور على عيوب في مسار PCP تسبب تكوين كيس كلى. تصف ورقتنا طريقة لتطوير نموذج مرض الكلى الكيسي لسمك الزرد عن طريق ضربة قاضية لجين wnt5a مع قليل النوكليوتيدات المورفولينو المضادة للمعنى (MO). تم استخدام أسماك الزرد المعدلة وراثيا Tg (wt1b: GFP) لتصور بنية الكلى وتكيسات الكلى بعد ضربة قاضية wnt5a. تم استخدام اثنين من MOs المضادة للمعنى (AUG - وموقع اللصق) وكلاهما أدى إلى نمط ظاهري مجعد لأسفل وتكوين كيس بعد ضربة قاضية wnt5a. أدى حقن الفأر Wnt5a mRNA ، المقاوم ل MOs بسبب اختلاف في بنية زوج القاعدة الأولية ، إلى إنقاذ النمط الظاهري غير الطبيعي ، مما يدل على أن النمط الظاهري لم يكن بسبب التأثيرات "غير المستهدفة" للمورفولينو. يدعم هذا العمل صحة استخدام نموذج سمك الزرد لدراسة وظيفة wnt5a في الكلى.
وقد استخدمت على نطاق واسع الزرد (دانيو rerio) الأجنة كنموذج لدراسة تطوير الكلى ومرض الكلى المتعدد الكيسات. وهناك العديد من المزايا لاستخدام الزرد كنموذج للحيوانات: جدوى دراسة التفاعلات الوراثية، والقدرة على استخدام العقاقير morpholinos (MO) للبروتين ضربة قاضية، وفرصة لفحص بسرعة أعداد كبيرة من الأجنة، وسهولة عرض الظواهر الجهاز في اليرقات 1 الحية. وسليفة الكلوة هي الكلى الأول لتطوير في الفقاريات وهي وظيفية في الزرد اليرقات 2. هيكل سليفة الكلوة الزرد مقارنة بسيطة نسبيا إلى الكلوة التالية الثدييات، والكلى الثالث والأخير لتطوير في الثدييات. نفرون هو وحدة عمل الكلى، مع كل الكلى البشرية تحتوي على ما بين 500،000-1،000،000 النيفرون 3،4 وكل الكلى الماوس وجود ما يقرب من 13،000 النيفرون 5، مما يجعل من الصعب مراقبة هيكل كليون واحد طن كلى الانسان أو الماوس. الزرد اثنين فقط النيفرون، ولكل كليون الزرد يحتوي على كافة المكونات الرئيسية وجدت في الكبيبة والأنابيب من الفئران والبشر 6 وأنواع الخلايا الكلوية المتخصصة مماثلة. بالمقارنة مع النماذج الفقاريات الأخرى مثل الضفدع، وكليون الزرد أكثر شبها نفرون الثدييات لأنه يحتوي على نظام مغلق 7.
في السنوات الأخيرة، تم التسلسل الجينوم الزرد، والسماح للمقدمة واسعة من الأدوات الوراثية، والموارد متحولة واسعة، ومجموعات من خطوط مراسل المعدلة وراثيا في نماذج الزرد. أشكال سليفة الكلوة الزرد بين 12-72 ساعة بعد الإخصاب (HPF) ويمكن تصور بسهولة في الأجنة شفافة. بروتين ورم في WILM في WT1 هو عامل أساسي للتنمية الكلى. خطوط الزرد المعدلة وراثيا التعبير عن بروتين الفلورية الخضراء (GFP) تحت سيطرة المروج wt1b تيراغرام (wt1b: GFP) تظهر GFP expression تقع تحديدا في المناطق سليفة الكلوة في الأجنة الزرد، بدءا من 17 HPF 8. سحاف الكلية (NPHP)، جسمية متنحية أمراض الكلى الكيسي، والتي تسببها طفرات الجينات NPHP 9. NPHP4 ضربة قاضية من قبل morpholino تسبب تشكيل الكيس في تيراغرام (wt1b: GFP). الأسماك 10 لذلك، هذا السمك المعدلة وراثيا هو نموذج مناسب لمراقبة الهياكل الكلى وتشكيل الكيس أثناء التطور الكلى. الأهم من ذلك، تأثير جهري التنمية الكلى يمكن دراستها باستخدام هذه السلالة في وقت وبكفاءة العمل.
وتصف ورقتنا استخدام تيراغرام (wt1b: GFP) الأسماك كنموذج لتصور تشكيل الكيس الكلى بعد تعديل الجينات. كنا البدء ولصق الموقع مكافحة الشعور المنظمات الأعضاء لاسقاط الجين wnt5a في الزرد. Wnt5a هو بروتين سكري يفرز غير متعارف عليه من عائلة WNT التي تلعب دورا هاما في تطوير مختلف الأجهزة وبعد الولادة الخلويةوظيفة 11. Wnt5a يعمل من خلال مسارات WNT غير متعارف عليها، بما في ذلك قطبية خلية مستو (PCP) المسار، الذي تم العثور على لعب دور في انقسام الخلايا الموجهة خلال استطالة الأنبوبية الكلوية. Wnt5a ينظم WNT / PCP المسار من خلال تشكيل مجمع مع مستقبلات التيروزين كيناز مثل (ريك)، والتي transduces مزيد Wnt5a الإشارات من خلال تشكيل مجمع مع VANGL البروتين قطبية خلية مستو 2 (Vangl2)، وبالتالي تعزيز الاستقرار Vangl2 12. عيوب في مسار PCP يمكن أن يؤدي إلى انقسام الخلايا بشكل عشوائي وتسبب تشكيل الكيس الكلوي. استخدمنا تيراغرام (wt1b: GFP) خط الزرد لمراقبة تشكيل الكيس الكلى التالية wnt5a ضربة قاضية. تيراغرام (wt1b: GFP) نموذج الزرد يسمح التصوير الحي والمراقبة في الوقت المناسب من هيكل الكلى. بعد wnt5a ضربة قاضية، تم العثور على تشكيل الكيس الكلى ابتداء من الساعة 24 HPF. في 72 HPF، الخراجات يمكن العثور عليها في الكبيبات والأنابيب القريبة. ويمكن أيضا أن هذه الطريقة يمكن استخدامها إلى screen الجينات الأخرى التي قد تتسبب في تشكيل الكيس الكلى.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
بيان الأخلاق: ملاحظة: تمت الموافقة على جميع التجارب الزرد من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي في مدرسة الطب في فيرجينيا الشرقية.
1. إعداد Morpholino
2. إعداد جهاز حقن
3. إعداد أسمدة اسماك الزرد الأجنة وحقن مع Morpholinos
4. التجارب النمط الظاهري الإنقاذ
5. إعداد الأجنة المحقونة التصوير الفلورسنت
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد تحقق Wnt5a نهدم عن طريق إدخال الترجمة حجب MO (AUG-MO) أو اكسون / إنترون لصق الحدود MO (لصق-MO) إلى الأجنة الزرد في مرحلة خلية واحدة. وAUG-MO يستهدف كودون بداية، وبالتالي يمنع كلا رسالة wnt5a الأم واقحي. ولصق-MO يستهدف الموقع الثالث المانحة لصق ويمنع فقط نص اقحي من wnt5a (الشكل 1A). وAUG- وmorphants splice- phenocopied بعضها البعض مع عيوب متعددة، بما في ذلك الذيل أسفل محور الجسم مجعد وذمة التامور (الشكل 1B). الماوس Wnt5a مرنا ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مرض الكلى المتعدد الكيسات (PKD) هي واحدة من الأسباب الرئيسية للنهاية مرحلة المرض الكلوي في البشر ويتميز تشكيل التدريجي الكيس، وتضخم الكلى، والتنمية أنبوب صغير غير طبيعية 14. راثي PKD السائد (ADPKD) هو مرض وراثي الذي تحور إما PKD1، ترميز polycystin-1 (PC1)، أو PKD2، ترميز polycystin-2 (PC2)، والنتائج في الكلى المتعدد الكيسات. العديد من الجينات الأخرى، وخاصة تلك ترميز البروتينات الموجودة في هدب الابتدائي، ويعتقد أن تشارك في تطوير الكيسات الكلوية، وحتى الآن لا يوجد أي أداة...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة (DK093625 لLH، وDK069909 وDK047757 إلى JHL) وVA (جائزة الاستحقاق I01BX000820 إلى JHL). ونود أن نشكر الدكتور مايكل حزمة والدكتور جي وفي جامعة ولاية بنسلفانيا اسماك الزرد الأساسية لتوفير الدعم الضروري.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.5٪ مؤشر لون الفينول الأحمر | سيجما | P0290 | للحقن |
| Morpholino | Genn Tools، LLC | (حسب الطلب) | مصممة خصيصا للجين محل الاهتمام |
| إبرة مسحوبة مسبقا | Tritech Research | MINJ-PP | إذا كانت هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الإبرة ، يمكنك أيضا شراء مجتذب إبرة وإعداد الإبرة في المختبر |
| T7 mMessage Kit | Ambion | 1344 | للنسخ في المختبر لعمل mRNA مغطى لتجربة الإنقاذ |
| N-Phenylthiourea | Sigma | P7629 | للوقاية من الميلانين |
| Tricaine | Sigma | A5040 | وتسمى أيضا ethyl 3-aminobenzoate ، لتخدير سمك الزرد |
| ميثيل السليلوز | Sigma | M-0387 | لموضع سمك الزرد ؛ |
| طقم تنقية QIAquick PCR | Qiagen | 28104 | لتنقية منتج PCR لتخليق الحمض النووي الريبي الغطاء. |
| مزيج dNTP | Promega | U1511 | لعلامة PCR |
| DNA Polymerase | Invitrogen | 10342-053 | |
| لمقياس الطيف الضوئي PCR NanoDrop | Thermo Scientific | ND-1000 | لقياس تركيز المورفولينو والحمض النووي الريبي |
| ضاغط الهواء | Werther International، Inc. | Panther Compact 106 | مصدر هواء للحقن |
| الحقن الدقيقة بيكو | World Precision Instruments Inc | PV830 Pneumatic PicoPump | يمكن استخدام أنواع أخرى من نظام الحقن المجهري. |
| Micro-manuplator | World Precision Instruments Inc | MMJR | اليد اليمنى (MMJL لليد اليسرى) |
| حامل الإبرة | World Precision Instruments Inc | 5430-ALL | لعقد إبرة للتلاعب الدقيق |
| Dumont Tweezers | Fine Surgical | Tools 11253-20 | لكسر طرف الإبرة |
| تشريح المجهر | Leica M205C & nbsp ؛ | لمراقبة وتصوير أجنة الزرد | |
| المجهر الفلورسكوب | Zeiss Axio Obserer D1m & nbsp ؛ | لتصوير أنبوب شعري لسمك الزرد | |
| (معرف 0.15 مم) | VitroCom | CV1525Q-100 | لقياس حجم كل قطرة محقونة |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.