هذا المقايسة هي طريقة بسيطة لكمية الخلايا الدموية في تطوير حمار وحشي الجنينية. تخضع خلايا الدم من سمك الحمار الوحشي المفكك لتحليل تدفق قياس الخلايا. وهذا يسمح للكشف عن عيوب الدم في الحيوانات المتحولة وبعد التعديل الوراثي.
مقالة منهجية
هذا المقايسة هي طريقة بسيطة لكمية الخلايا الدموية في تطوير حمار وحشي الجنينية. تخضع خلايا الدم من سمك الحمار الوحشي المفكك لتحليل تدفق قياس الخلايا. وهذا يسمح للكشف عن عيوب الدم في الحيوانات المتحولة وبعد التعديل الوراثي.
ينشأ تنوع أنساب الخلايا التي تضم دما ناضجا في الحيوانات الفقارية من تمايز الخلايا الجذعية والذرية الدموية (HSPCs). وهذه عملية حاسمة تحدث طوال عمر الكائنات الحية، ويمكن أن يكون لاضطراب المسارات الجزيئية التي ينطوي عليها تكوين الأجنة عواقب كارثية على المدى الطويل. لعدة أسباب، أصبح حمار وحشي(دانيو rerio)كائن حي نموذجي لدراسة الدم. تتطور أجنة سمك الحمار الوحشي خارجيا ، وبحلول 7 أيام أنتجت بعد الولادة (dpf) معظم الأنواع الفرعية لخلايا الدم النهائية التي ستستمر طوال حياتها. وقد تم تطوير المقايسات لتقييم عدد الخلايا الدموية، وذلك أساسا باستخدام بقع النسيجية محددة، وتقنيات التهجين في الموقع، ومجهر الحيوانات المعدلة وراثيا التي تستخدم المروجين خلايا الدم محددة يقود التعبير عن البروتينات الفلورية. ومع ذلك، فإن معظم المقايسات تلطيخ وتقنيات التهجين في الموقع لا كمية بدقة عدد خلايا الدم الموجودة؛ يتم تصور الاختلافات الكبيرة فقط في أرقام الخلايا بسهولة. يمكن إجراء استخدام الحيوانات المعدلة وراثيا وتحليل الأفراد الذين يعانون من المجهر الفلوري أو الكونفوجال ، ولكن كمية هذه المقايسات تعتمد إما على العد يدويا أو استخدام برامج التصوير باهظة الثمن ، وكلاهما يمكن أن يخطئ. إن تطوير طرق إضافية لتقييم أعداد خلايا الدم سيكون اقتصاديا وأسرع، بل ويمكن أن يكون آليا لتقييم تأثير التعديل الوراثي بوساطة CRISPR بسرعة، والحد من النسخ بوساطة مورفولينو، وتأثير مركبات الأدوية التي تؤثر على حالات الهيماتوبويز على نطاق واسع. يتم إجراء هذا الفحص الجديد لكمية خلايا الدم عن طريق فصل أجنة حمار وحشي كاملة وتحليل كمية خلايا الدم الموسومة بالفلورسنت الموجودة. وينبغي أن تسمح هذه المقايسات بتجلي المسارات الجزيئية المسؤولة عن توليد خلايا الدم، والتوسع، والتنظيم أثناء تكوين الأجنة، مما سيسمح للباحثين باكتشاف المزيد من العوامل الجديدة التي تم تغييرها أثناء أمراض الدم، وكذلك المسارات الضرورية أثناء تطور الهيماتوبويز الفقارية.
إنتاج الدم (الهيماتوبويز) هو عملية تنموية أساسية تبدأ لأول مرة في الجنين المبكر. تبدأ هذه العملية بتوليد خلايا الدم الحمراء البدائية وال الضامة مباشرة من mesoderm ، وتتحول في وقت لاحق نحو إنتاج الخلايا الجذعية والذرية الدموية (HSPCs). هذه الخلايا الجذعية، التي هي متعددة القدرات، وتوليد جميع أنواع خلايا الدم الناضجة في الكائن الحي. ويمكن تجديد النظام ذاتيا، ويتم تجديده باستمرار من خلال هذه المركبات الهيدروفلورية. في حين أن هذه العملية تبدأ في وقت مبكر من التنمية ، يستمر التهاب الدم لحياة الحيوان ، مما يوفر القدرة على نقل الأكسجين إلى مواقع بعيدة من الجسم ، ووقف النزيف بعد الإصابة ، وحماية الجسم من العدوى. يتم التحكم في تطوير هذا النظام المعقد زمنيا ومكانيا أثناء التطور وأي اضطراب في إنتاج خلايا الدم يمكن أن يكون كارثيا على الكائن الحي ، مما يؤدي إلى فقر الدم والجلطات الدموية واللوكوبينيا وسرطان الدم.
وهناك نموذج شعبية تستخدم للبحوث الدم هو حمار وحشي(دانيو rerio)لأن لديهم نمو الدم مماثلة بالمقارنة مع البشر. في الواقع، يتم الحفاظ على العديد من الجينات والمسارات الجزيئية المستخدمة أثناء الهيماتوبويز طوال تطور الفقاريات، مما يسمح لنا بالتعرف على الجينات البشرية من خلال دراسة سمك الحمار الوحشي. الأهم من ذلك ، تتطور أجنة حمار وحشي خارج الجسم وخلال 7 أيام ولدت أنواع خلايا الدم الأكثر نضجا ، مما يسمح بالتصور المباشر للنظام الدموي في فترة قصيرة من الزمن. كما أن سمك الحمار الوحشي براز للغاية، مما يسمح للباحثين بمراقبة عدد أكبر من العينات في إطار زمني قصير، وهو أمر مهم أيضا لتوليد بيانات قابلة للاستنساخ. يوفر زمن الجيل القصير من سمك الحمار الوحشي والتطور الخارجي سهولة التلاعب والمراقبة أثناء دراسات تكوين الطفرات1و2و3و4و5 وفحص المخدرات6و7و8و9و10. وهذا يسمح للوحة من المركبات العلاجية الواعدة لاضطرابات الدم البشري ليتم اختبارها بسرعة وكفاءة.
الأهم من ذلك، حمار وحشي هي أيضا قابلة وراثيا، ويتم تسلسل الجينوم والشروح. تسمح قابلية التجريب هذه بإجراء تقنيات علم الوراثة العكسية مثل المورفولينو -(MO-) بوساطة الضربة القاضية والاجتثاث الوراثي بوساطة CRISPR. وقد أثبتت حمار وحشي أيضا فائدتها كنموذج لأداء الشاشات الوراثية إلى الأمام; وقد تم اكتشاف العديد من الجينات الأساسية والمسارات المشاركة في تكوين الدم الفقاري بهذه الطريقة. كما تم تطوير العديد من الطرق لمراقبة خلايا الدم في حمار وحشي. في حين أن تقنيات تلطيخ الهسولوجية التقليدية موجودة ، فمن الممكن أيضا إجراء التهجين في الموقع للنصوص الخاصة بالدم. الأهم من ذلك، العديد من خطوط المعدلة وراثيا من الأسماك موجودة أيضا حيث يتم التعبير عن البروتينات الفلورية من قبل المروجين النسب محددة، مما يسمح لوضع العلامات على خلايا الدم محددة مع البروتينات الفلورية11. وهذا يسمح للباحثين بإجراء مراقبة دقيقة لنشأة خلايا الدم وتوسعها وتنظيمها في كائن حي بمرور الوقت.
وعموما، فإن الحفاظ على نظام الهيماتوبويات، ووجود خطوط معدلة وراثيا وتطويرها بسهولة، وسهولة التصور، ووقت الجيل القصير جعل من سمك الحمار الوحشي نموذجا اقتصاديا وسريعا وقابلا للتكيف لنظم الدم. لتحسين مجموعة أدوات التقنيات المتاحة للباحثين حمار وحشي، وضعنا هذا المقايسة لكمية قوية من خلايا الدم في الأجنة. تتضمن الطريقة هضم الحيوانات المعدلة وراثيا وإجراء قياس التدفق الخلوي لخلايا الدم الفلورية. وبهذه الطريقة ، يمكن تحليل خلايا الدم من الحيوانات المتحولة ، وتأثير تعديل MO و CRISPR ، وتأثير الجزيئات الصغيرة كميا بطريقة سريعة وقابلة للاستنساخ. هذه المقايسات هي طرق سهلة الاستخدام واقتصادية لتعداد خلايا الدم ، مما يسمح بفحص جيلها وانتشارها وصيانتها بمرور الوقت.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وافق المجلس الاستشاري للجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها (IACUC) في جامعة ولاية كاليفورنيا، شيكو، على جميع الأساليب المذكورة أدناه.
ملاحظة: ينصح بمعالجة الأجنة مع 1-فينيل 2-ثيورينا (PTU; الجدول 1) في 24 ساعة postfertilization (hpf) لمنع التصبغ الذي يؤثر سلبا على التمييز الفلوري عن طريق قياس التدفق الخلوي. جميع الإجراءات المذكورة أدناه مقبولة لقياس التدفق الخلوي وفرز الخلايا المنشطة بالفلور (FACS). ومع ذلك ، إذا كان هدف المرء هو زراعة الخلايا الدموية بعد FACS ، ثم الالتزام بالممارسات العقيمة عند معالجة العينات. وقد وصف بروتوكول لتبييض وإعداد عينات الأجنة بطريقة معقمة سابقا12.
1. dechorionation من 48 أجنة حمار وحشي hpf
2. إعداد عينات الأجنة للتفكك
3. فصاع الأجنة
4. إعداد الأجنة المفككة لقياس التدفق الخلوي
5. تدفق قياس الخلايا
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لتعداد خلايا الدم الحمراء في حمار وحشي الجنينية, lcr:تم حقن GFP16 الأجنة في مرحلة خلية واحدة مع برنامج تلفزيوني, 7.0 نانوغرام / nL ism1 MO, أو 7.0 نانوغرام / nL ism1 MO مع 7.0 نانوغرام ism1 مرنا12. في 48 حصان تم هضمها وتخضع لتحليل تدفق قياس الخلايا. بعد تحليل النسبة المئوية لخلايا الدم الحمراء+ GFP من كل عينة (كل عينة هي 5 أجنة مختارة عشوائيا؛ الشكل 1A)، تم حساب متو...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
حمار وحشي هي نظام نموذج ممتاز لدراسة الهيماتوبويز الفقارية البدائية والنهائية. على مدى العقود القليلة الماضية، تم تطوير العديد من المقايسات وصقلها، مما يسمح لسمك الحمار الوحشي بأن يصبح نموذجا سريعا واقتصاديا لاختبار الأدوية، وتوليد واختبار المسوخ الوراثية، والسماح بشكل عام للباحثين بتحليل المسارات الجزيئية الضرورية لخلايا الدم. يستخدم هذا البروتوكول سمك الحمار الوحشي الجنيني الذي يسمح بجمع البيانات بسرعة ، واستخدام مساحة مادية أقل من الحيوانات البالغة ، واستخدام أدوية أقل للشاشات الكيميائية واسعة النطاق. كما أنه يسمح بال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
D.L.S. هو مستشار علمي وحصل على تعويض من شركة فينليس للأغذية وشركة Xytogen Biotech, Inc. K.F.R. تعلن عدم وجود مصالح متنافسة.
تم توفير التمويل من قبل المعاهد الوطنية للصحة (المعاهد القومية للصحة: R15 DK114732-01 إلى D.L.S.) ، والمؤسسة الوطنية للعلوم (NSF: MRI 1626406 إلى D.L.S.) ، ومن برنامج الشرف في جامعة ولاية كاليفورنيا شيكو (إلى K.F.R. ). يشكر المؤلفان بيتسي تاميتي على إدارة المختبر وكاثي جونز على المساعدة الإدارية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1.5 مل أنبوب MCF | FisherBrand | 05-408-129 | |
| 10 مم طبق بتري من البوليسترين easygrip | كورنينج فالكون | 351008 | |
| 5 مل أنبوب دائري من البوليسترين مع غطاء مصفاة خلية | Corning Falcon | 352235 | |
| BD FACseria مقياس التدفق الخلوي | BD Biosciences | ||
| Dithiolthreitol (DTT) | سيجما ألدريتش | 646563 | |
| DPBS (10x) مع Ca2 + < / sup> و Mg2 + < / sup> | Life Technologies | 14080-055 | |
| FBS 500 مل | Gemini Bio-Products | 100-108 | |
| HyClone PBS (1x) | GE Healthcare Life Sciences | sh30256.01 | |
| Librease | Roche Sigma-Aldrich | 5401119001 | تفكك البروتياز |
| Pronase | Roche Sigma-Aldrich | 11459643001 | dechorionation protease |
| SYTOX Red Dead Cell Stain | Invitrogen | S34859 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن