هذا البروتوكول هو بديلا فعالا من حيث التكلفة للتعبير عارية DNA البلازميد في الجلد الماوس. ويتمثل الهدف العام من البروتوكول هو تقديم الجينات المرتبطة بالمناعة في أنسجة الجلد لتحديد الدور الوظيفي للجين معين في التهاب الجلدي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هذا البروتوكول هو بديلا فعالا من حيث التكلفة للتعبير عارية DNA البلازميد في الجلد الماوس. ويتمثل الهدف العام من البروتوكول هو تقديم الجينات المرتبطة بالمناعة في أنسجة الجلد لتحديد الدور الوظيفي للجين معين في التهاب الجلدي.
ويرتبط التقلبات من الاستجابة المناعية في الجلد مع العديد من اضطرابات الجلد البشري. النقل المباشر للجينات المرتبطة بالمناعة في أنسجة الجلد هو نهج رائعة للتحقيق في تعديل المناعي للالتهاب الجلدي في نماذج الماوس من الأمراض التي تصيب الإنسان. هنا نقدم بروتوكول فعالة من حيث التكلفة التي سلمت DNA عارية في الجلد الماوس ويؤدي إلى التعبير التحوير. وصاغ طريقة "acufection"، تدل على ACU بوساطة ثقب DNA fection غير المشبعة. لأداء acufection، وقد أكسب الجلد الماوس أولا مع الحمض النووي في الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) ثم وخز باستخفاف مع مجموعة من الإبر الوخز بالإبر لتسهيل امتصاص الحمض النووي وترنسفكأيشن إلى الخلايا. يتم أخذ DNA البلازميد يفترض من قبل الخلايا الكيراتينية والخلايا الجذعية (DCS) في الجلد وأعرب في البروتين. لم وخز الميكانيكية مع الإبر في حد ذاته لا يسبب تلف الجلد أو تتسبب في تنشيط الخلايا الكيراتينية. التعبيرمن الجينات transfected تم الكشف في الجلد على المستويين النسخي ومتعدية التالية acufection لمدة 2 يوما، والحفاظ على ما يصل إلى 7 أيام. وكان الهدف الأساسي لتطوير هذه الطريقة acufection للتحقيق في شكل الإسوي غير معروف سابقا من IL-15. باستخدام هذه الطريقة، وهي تقسم بدلا من ذلك IL-15 الإسوي مع حذف جزئيا اكسون 7 (IL-15ΔE7) وأعرب في الجلد وعلاجه في وقت لاحق مع تول مثل مستقبلات 7 (TLR7) ناهض، إميكويمود (IMQ)، للحث على التهاب. Acufection-تسليمها IL-15ΔE7 في الجلد قمع انتشار الخلايا الكيراتينية، سمك البشرة والتوظيف العدلات في التهاب الجلدي الناجم عن IMQ. مع تزايد الاهتمام في تحديد الآليات التنظيمية للالتهاب الجلدي، وصفت بروتوكول هنا يوفر التكلفة بديل فعال وتنوعا للنظام مدفع الجينات أو microseeding للتسليم DNA في الجسم الحي. ومن المحتمل أن تكون قد تسمح باكتشاف وظيفة روايةجين في الجلد أو عن التحقيق في علاج جديد لأمراض الجلدية.
الجلد هو خط الدفاع الأول المضيف. الكيراتينية (KCS) هي نوع من الخلايا الرئيسية في الجلد من البشر والفئران. في استجابة للمؤثرات البيئية (مثل ضوء الشمس والأكسجين والمواد الكيميائية والغزو المسببة للأمراض)، يتم تنشيط KCS وتنتج مجموعة واسعة من السيتوكينات و chemokines الموالية للالتهابات مثل IL-8، IL-6، IL-1α، IL-1β، TNF- α و GM-CSF 1. معا يؤدي تجنيد الخلايا المناعية للجلد. وكثيرا ما يرتبط تفاقم الالتهاب الجلدي مع العديد من الأمراض التي تصيب الإنسان بما في ذلك التهاب الجلد التماسي خارج الرحم الحاد والمزمن T التهاب بوساطة الخلايا (مثل التهاب الجلد التماسي التحسسي والصدفية) 2. تحوير الردود الموالية للالتهابات في الجلد عن طريق تثبيط تفعيل KC هو نهج معقول لعلاج الالتهاب الجلدي. يصف هذا البروتوكول نهجا جديدا للتعبير عن عابر جين خلوى في البشرة، من أجل دراسة الدقة المناعةponse المترتبة على مثل هذا العلاج في الجلد.
البشرة يؤلف طبقة الأكثر سطحية من الجلد. وهو بمثابة حاجز مادي حفظ المواد الخارجية مثل الأحماض النووية ومسببات الأمراض من دخول الطبقات العميقة من الجلد. وقد وضعت العديد من التقنيات خالية من إبرة لنقل البشرة DNA 3 و 4. DNA في حل أو المرتبطة الجسيمات الشحمية الموجبة أو ناقلات اتش تم تطبيقها مباشرة على البشرة تعديلها مع تقنيات مثل إزالة الطبقة القرنية أو العلاج مع السماط كاشف. إزالة ظهارة متقرن تسهل DNA عبور حاجز البشرة والتفاعل مع الخلايا الكيراتينية والخلايا انجرهانز للحث على الاستجابات المناعية 5. في حين أن مساحة كبيرة متاحة لنقل الحمض النووي ولا ينطوي هذا النهج الإبر، وهناك عيوب بما في ذلك شرطلكميات كبيرة من الحمض النووي (10-100 ميكروغرام)، معاملة قاسية على الجلد عن طريق تجريد، والنتائج غير متناسقة في إحداث استجابة مناعية في الحيوانات تحصين دون تسليم DNA معززة 6. وقد تبين بوساطة Microparticle تسليم داخل الخلايا DNA عارية على الجلد لتكون فعالة للغاية وقابلة للتكرار لإحداث استجابة مناعية 7 و 8. وقد استخدم بندقية الجينات باليد لقصف الموقع المستهدف الجلد مع البلازميد جزيئات الذهب المغلفة DNA 2 ميكرون القطر في الحجم عن طريق تدفق الهواء الهيليوم المضغوط 9. يتم أخذ DNA البلازميد يفترض من قبل الخلايا الجذعية KCsand (DCS) في الجلد ويتم التعبير عن هذا البروتين محليا أو يتم نقلها إلى استنزاف الغدد الليمفاوية من البلدان النامية 10. على الرغم من أن نظام مدفع الجينات بسيط ويتطلب خبرة تقنية محدودة، تكلفة إعداد وتقديم "BUL DNAالسماح "(أي مساحيق الذهب، غاز الهيليوم) وللمدفع الجينات نفسها محدودة التطبيق العام فيها. بالإضافة إلى ذلك، شرط وجود نظام الهليوم تسليم الغاز يحد من سهولة النقل بندقية الجينات عندما تجرى التجارب في مواقع مختلفة. Microseeding وقد ثبت لتحقيق كفاءة أعلى من نقل الجينات من حقنة واحدة والقصف الجسيمات 11. Microseeding يستخدم بندقية الوشم لتقديم DNA على الجلد من دون استخدام الخرز الجسيمات 11. تتأرجح على الأرجح إلى microneedles على الجلد باستخدام هذا النهج تتخلص مباشرة غشاء الخلية، وبالتالي نقل الحمض النووي لخلايا متعددة في نفس الوقت، ولكن الألم الذي يصاحب عدد كبير من الحقن مع 0.254 مم الإبر قطرها هو وضع غير مؤات.
هنا نقدم نهجا بديلا لتسليم DNA في الجسم الحي. و"acufection" البروتوكول وصفنا هنا يوفر وسيلة اقتصادية وفعالة لتقديم DNA البلازميد في الجلد الماوس. لفترة وجيزة، كان لا بد عشر إبر الوخز بالإبر (0.2 ملم في القطر × 13 ملم في الطول) في حزمة بواسطة شريط لاصق. وضعت وحدة تخزين من 10 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني مع 10 ميكروغرام من البلازميد التي تحتوي على التحوير من الفائدة على، مزيل الشعر الجلد الجناح المعالجة كريم حلق. باستخدام حزمة إبرة الوخز بالإبر إلى التأرجح السطح (1 سم × 1 سم) في الجلد، وقد خففت keratins في طبقة قرنية واستيعاب DNA البلازميد تطبيقها على السطح في البشرة. تم رصد تلف الجلد، ووجدت أن يكون الحد الأدنى. وأكد التعبير عن الجينات transfected في الجلد acufected من قبل كل من الكمية في الوقت الحقيقي PCR (QRT-PCR) وELISA. وقد أظهرت الآثار تغييري المناعية لل-تسليمها acufection IL-15ΔE7 على الالتهاب الجلدي باستخدام نموذج الفأر المعالجة IMQ 12. بينما يثبت acufection أن يكون ديما سهلة وأقلnding طريقة لتسليم DNA في الجسم الحي، ومقدار الأمثل للDNA لجينات مختلفة والأوقات لوخز الجلد يجب أن يكون الأمثل بعناية للحصول على نتائج قابلة للتكرار.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
واستخدمت 12 أسابيع من العمر لهذه الدراسة - إناث الفئران في 8. C57 / BL6 البرية من نوع (WT) وIL-15 ناقص (Il15 - / -) تم شراؤها الفئران من المركز الوطني مختبر الحيوان (NLAC) وتايوان وتكنيك] مزرعة، على التوالي. IL-15-ناقص (Il15 - / -) وIL-15-المهيمن (Il15 +/- وIl15 + / +) أظهرت نسبة 1: 3 في الجيل الثاني من الصليب من الزيجوت Il15 +/-. النمط الجيني من Il15 - / - وأكد الفئران عن طريق تحليل PCR. واستمرت الفئران في منشأة معينة الممرض الحرة (SPF) في مركز حيوانات التجارب (LAC)، جامعة تايوان الوطنية (NTU) كلية الطب. تم تنفيذ جميع الإجراءات الحيوانية بما في ذلك المواد وطرق التخدير وفقا للبروتوكول الحيوان التي وافق عليها كلية تايوان الوطنية جامعة الطب وكلية الصحة العامة المؤسسي رعاية الحيوان واللجنة الاستخدام (IACUC) (إفادة من الموافقة على بروتوكول الحيوان 20130225).
<ص الطبقة = "jove_title"> 1. إعداد إبر الوخز بالإبرملاحظة: الإبر الوخز بالإبر والأجهزة الطبية تتكون من مقبض ونهاية الإبرة (الشكل 1A). وتراوحت أقطارها من إبرة الوخز بالإبر من 0.2 ملم (36 G) إلى 0.35 ملم (28 G). نختار أفضل نقطة من إبرة لتجنب تلف الخلايا المفرط المحتمل خلال وخز الجلد. هناك 4 أطوال مختلفة من الإبرة 0.2 ملم بما في ذلك 13 ملم (0.5 في)، و 25 ملم (1.0 في)، 40 ملم (1.5 في) و 50 ملم (2.0 في) في الطول. وهناك حزمة من 10 الإبر مع طول 13 مم قدمت قبضة أفضل مريحة خلال تتأرجح الإبرة في C57BL / 6 الجلد الماوس. يمكن تعديل المعلمات إذا تم تطبيق الطريقة على الجلد من الحيوانات الكبيرة أو إجراء من قبل الباحثين ويداه أكبر.
2. إعداد كمية كبيرة وخالية من الذيفان الداخلي البلازميد DNA
3. إجراءات Acufection
ملاحظة: المبلغ الأمثل للDNA ومنطقة من سطح الجلد الهدف قد تختلف عن جينات مختلفة وتحتاج إلى مزيد من الأمثل. قوة الوخز وعدد المرات لتخفيف طبقة قرنية من الجلد أيضا قد تختلف تبعا لسماكة الجلد. يجب أن تحدد هذه الشروط بعناية بعد تقييم مستوى التعبير جين ترانسكري acufectedنقطة من QRT-PCR.
العناية 4. بعد العملية
5. إميكويمود (IMQ) علاج الجلد acufected IL-15ΔE7-
ملاحظة: التعبير الترانسكربتي والبروتين إنتاج الجين acufected لا يمكن كشفها في اليوم 3. الفئران acufected مع البلازميد من الفائدة يمكن علاجها مع أنواع مختلفة من المنشطات بعد 3 أيام ترنسفكأيشن. نحن لتوضيح هنا عن طريق علاج الجلد الماوس acufected IL-15ΔE7 مع كريم IMQ. IMQ هو و imidazoquinolin أمين وافقأو علاج الأعضاء التناسلية الخارجية والثآليل ما حول الولادة (13). يظهر العلاج IMQ الموضعية للحث على الأمراض الجلدية مثل الصدفية الإنسان في الفئران مع مظهر الجلد قشاري، وانتشار البشرة وتسلل 12، 14، 15 العدلات الجلد.
ملاحظة: ناقلات بلازميد يحتوي على كامل طول الماوس IL-15 كدنا]، تحت تنظيم استطالة عامل 1 α (PEF)، ويحيط مع إشارة الببتيد IL-2 و علامة FLAG في C-محطة (PEF-ايل 15، 5859 زوج قاعدي)، الذي شيد كما وصفها بامفورد وآخرون. 16. يستخدم البلازميد كما قالب IL-15 لحذف أول 16 الأحماض الأمينية في بقايا 33-48 في اكسون 7 من الجين IL-15 لIL-15ΔE7 (PEF-IL-15ΔE7، 5811 زوج قاعدي) من خلال الشركات المملوكة للدولة (التوليف استطرادا التداخل) طريقة PCR 17. المستعمرات البكتيرية التي كانت بنجاحتحولت مع IL-15ΔE7 تم التحقق منها من قبل انزيم الهضم تقييد وتليها تسلسل الحمض النووي 12 و 18. وتم إعداد كمية كبيرة من الذيفان الداخلي خالية DNA البلازميد كما هو موضح في الخطوة 2 البروتوكول.
6. جناسة من الجلد ماوس
7. H & E والمناعية تلون الجلد القسم
8. تصوير وتحليل الأنسجة القسم الملون
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في حين كان بعض احمرار واضح خلال الساعة الأولى بعد وخز بالإبر الوخز بالإبر، وتطهير الجلد في يوم 2 و لم يلاحظ أي رد فعل سلبي الجلد حتى يوم 7 بعد وخز (الشكل 2A). إبرة الوخز يسببها مستوى منخفض جدا من سوائية التقرن البشرة والحد الأدنى من تسلل الجلد التي كتبها H & E تحليل مقارنة مع الجلد غير المعالجة (الشكل 2B). وكان سمك البشرة (الشكل 2C) وعدد من Ki67 +
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الخطوة الأكثر أهمية لضمان التعبير عن DNA البلازميد acufected هو التأرجح بالتساوي وتخفيف طبقة قرنية من الجلد. وفي الوقت الذي يدفع الإبر بلطف دون قطع الجلد، ويجب أن تكون القوة بالقوة الكافية لخفض السطح. لتسهيل امتصاص الحمض النووي في 10 ميكرولتر حل على 1 سم × مساحة 1 سم، يجب أن الإبر تتذبذب صعودا وهبوطا لنحو 100 مرات في 30 ثانية. يمكن للمرء أن تحديد القوة التي تحتاج لوخز الجلد وبالإشارة إلى عدد المرات التي يتم اللازمة لتحقيق أفضل مستوى التعبير عن الجينات acufected.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لديهم مصالح مالية في الكشف عنها.
وأيد هذا العمل من قبل منحة من وزارة العلوم والتكنولوجيا (MOST 103-2633-B-002-002، 104-2320-B-002-048). نشكر الدكاترة. بيتي وو هسيه وشين كوو لي في جامعة تايوان الوطنية، ليه زيربوني في جامعة ستانفورد، والدكتور بيتر هوفمان في جامعة هاواي لقراءة المخطوطة، يون شيان في جامعة تايوان الوطنية للمساعدة التقنية، والدكتور ون تشي وي في الزراعة التكنولوجيا الحيوية مركز الأبحاث في أكاديمية سينيكا للحصول على المشورة الفنية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| جهاز طبي Accu Handy Needle | Accu | 36Gx0.5 | |
| جهاز طبي Nair < sup > TM < / sup> Lotion | Church & amp دوايت | N / A | استخدم لإزالة الشعر |
| شاندون إكسيلين | ثيرمو فيشر العلمي | 6764506 | إزالة البارافين |
| أفيرتين (2،2،2-ثلاثي الميثانول) | سيجما ألدريتش | T4،840-2 | التخدير |
| 2-ميثيل -2-بوتانول | سيجما ألدريتش | 152463 | مذيب لإذابة أفيرتين |
| ديفكو < سوب>TM< / سوب> مرق رطل ، ميلر | BD | 244620 | إكثار وصيانة الإشريكية القولونية< / em> للبيولوجيا الجزيئية |
| الفأر IL-15 / IL-15R مركب ELISA مجموعة جاهزة للذهاب | eBioscience | 88-7215 | قياس IL-15 البروتين |
| المضاد للفأر Ly6G | BioLegend | 127601 | الأجسام المضادة المستخدمة في البقع الكيميائية المناعية |
| المضادة للفأر Ki-67 | eBioscience | 14-5698-80 | الجسم المضاد المستخدم ل صبغة كيميائية مناعية |
| صبغة ماوس MAXPO (جرذ) | كاشف Nichirei Biosciences | 414341F | لمنع إشارة الخلفية في وصمة عار الماوس على الماوس |
| DAB بيروكسيداز (HRP) مجموعة الركيزة | مختبرات ناقلات | SK-4100 | ركيزة البيروكسيديز للبقع الكيميائية المناعية |
| كتلة Ultra V | Thermo Fisher Scientific | TA-060-UB | تقليل تلطيخ الخلفية غير المحدد |
| ميثيل أخضر | سيجما-ألدريتش | M8884 | تلطيخ نووي |
| Vecta Mount TM< / sup> | Vector Laboratories | M-5000 | الحفاظ بشكل دائم على البقع الكيميائية النسيجية أقراص |
| كوكتيل مثبطات البروتياز | Roche | 04-693-116-001 | تثبيط نشاط البروتياز في محلول الخلايا |
| كريم الدارا | 3M Parmaceuticals | N / A | 5٪ كريم إيميكيمود |
| 189475 تستخدم مختبرات Bessman Tissue Pulverizer | Spectrum Labs لسحق أنسجة الجلد | ||
| ABI7900HT | Thermo Fisher Scientific | N / A | الكمية في الوقت الحقيقي اختبار PCR |
| فيديو | باناسونيك | HDC-SD60 | توثيق الصورة |
| Axio Scope.A1 | ZEISS | N / A | الفحص المجهري للمجال الساطع |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.