لقد قمنا بتطوير العديد من البروتوكولات للحث على تلف الشبكية أو تنكس الشبكية في الضفادع الصغيرة Xenopus laevis . توفر هذه النماذج إمكانية دراسة آليات تجديد الشبكية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
لقد قمنا بتطوير العديد من البروتوكولات للحث على تلف الشبكية أو تنكس الشبكية في الضفادع الصغيرة Xenopus laevis . توفر هذه النماذج إمكانية دراسة آليات تجديد الشبكية.
الأمراض التنكسية العصبية في شبكية العين هي الأسباب الرئيسية للعمى. من بين العديد من الاستراتيجيات العلاجية التي يتم استكشافها ، ظهر تحفيز الإصلاح الذاتي مؤخرا على أنه جذاب بشكل خاص. المصدر الخلوي المهم لإصلاح الشبكية هو خلية مولر الدبقية ، التي تؤوي إمكانات الخلايا الجذعية وقدرة تجددية غير عادية في anamniotes. ومع ذلك ، فإن هذه الإمكانات محدودة للغاية في الثدييات. يجب أن توفر دراسة الآليات الجزيئية الكامنة وراء تجديد الشبكية في النماذج الحيوانية ذات القدرات التجديدية نظرة ثاقبة حول كيفية إطلاق العنان للقدرة الكامنة لخلايا مولر الثديية على تجديد شبكية العين. هذه خطوة أساسية لتطوير الاستراتيجيات العلاجية في الطب التجديدي. لتحقيق هذا الهدف ، قمنا بتطوير العديد من نماذج إصابة الشبكية في Xenopus: إصابة ميكانيكية في الشبكية ، وخط معدل وراثيا يسمح بالاستئصال الشرطي لمستقبلات الضوء بوساطة النيتروريدوكتاز ، ونموذج التهاب الشبكية الصباغي القائم على خروج المغلوب رودوبسين بوساطة كريسبر / كاس 9 ، ونموذج سام للخلايا مدفوع بحقن CoCl2 داخل العين. تسليط الضوء على مزاياها وعيوبها ، وصفنا هنا هذه السلسلة من البروتوكولات التي تولد حالات تنكسية مختلفة وتسمح بدراسة تجديد الشبكية في Xenopus.
يعاني ملايين الأشخاص في جميع أنحاء العالم من أمراض تنكسية مختلفة في شبكية العين تؤدي إلى العمى ، مثل التهاب الشبكية الصباغي أو اعتلال الشبكية السكري أو الضمور البقعي المرتبط بالعمر (AMD). حتى الآن ، لا تزال هذه الحالات غير قابلة للعلاج إلى حد كبير. تشمل الأساليب العلاجية الحالية قيد التقييم العلاج الجيني ، وزرع الخلايا أو الأنسجة ، والعلاجات الوقائية العصبية ، وعلم البصريات الوراثي ، والأجهزة التعويضية. وتستند استراتيجية ناشئة أخرى إلى التجديد الذاتي من خلال تنشيط الخلايا الداخلية ذات إمكانات الخلايا الجذعية. خلايا مولر الدبقية ، نوع الخلايا الدبقية الرئيسي في شبكية العين ، هي من بين المصادر الخلوية ذات الأهمية في هذا السياق. عند الإصابة ، يمكنهم إلغاء التمايز والتكاثر وتوليد الخلايا العصبية1،2،3. على الرغم من أن هذه العملية فعالة جدا في الزرد أو Xenopus ، إلا أنها غير فعالة إلى حد كبير في الثدييات.
ومع ذلك ، فقد ثبت أن العلاجات المناسبة بالبروتينات الانقسامية أو الإفراط في التعبير عن عوامل مختلفة يمكن أن تحفز عودة دورة الخلايا الدبقية في الثدييات مولر ، وفي بعض الحالات ، تؤدي إلى التزامها اللاحق بتكوين الخلايا العصبية1،2،3،4،5. ومع ذلك ، لا يزال هذا غير كاف إلى حد كبير للعلاجات. ومن ثم ، فإن زيادة معرفتنا بالآليات الجزيئية الكامنة وراء التجديد أمر ضروري لتحديد الجزيئات القادرة على تحويل خصائص الخلايا الجذعية مولر بكفاءة إلى استراتيجيات علاجية خلوية جديدة.
مع هذا الهدف ، قمنا بتطوير العديد من نماذج الإصابة في Xenopus التي تؤدي إلى تنكس خلايا الشبكية. هنا ، نقدم (1) إصابة ميكانيكية في شبكية العين ليست خاصة بنوع الخلية ، (2) نموذج استئصال الخلايا المشروط والقابل للانعكاس باستخدام نظام NTR-MTZ الذي يستهدف الخلايا القضيبية ، (3) ضربة قاضية رودوبسين بوساطة كريسبر / كاس 9 ، نموذج التهاب الشبكية الصباغي الذي يؤدي إلى تنكس خلايا القضيب التدريجي ، و (4) CoCl2- نموذج سام للخلايا مستحث يمكن أن يستهدف المخاريط على وجه التحديد أو يؤدي إلى تنكس خلايا الشبكية على نطاق أوسع. نسلط الضوء على خصوصيات ومزايا وعيوب كل نموذج.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إجراء رعاية وتجربتها وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية ، بموجب A91272108 الترخيص المؤسسي. تمت الموافقة على بروتوكولات الدراسة من قبل لجنة رعاية المؤسسية CEEA # 59 وحصلت على إذن من الإدارة الإدارية لحماية السكان تحت الرقم المرجعي APAFIS # 32589-2021072719047904 v4 و APAFIS # 21474-2019071210549691 v2. راجع جدول المواد للحصول على التفاصيل المتعلقة بجميع المواد والأدوات والكواشف المستخدمة في هذه البروتوكولات.
1. إصابة الشبكية الميكانيكية
ملاحظة: يتكون بروتوكول نموذج الإصابة الموصوف هنا من ثقب ميكانيكي في شبكية الشرغوف من المرحلة 45 فصاعدا. لذلك ، لا يستهدف أي نوع معين من خلايا الشبكية ولكنه يدمر سمك الشبكية بالكامل في موقع البزل.
2. الاجتثاث الشرطي لخلية القضيب باستخدام نظام NTR-MTZ
يهدف البروتوكول إلى إحداث استئصال محدد لخلايا القضيبفي الخط المعدل وراثيا Xenopus Tg (rho: GFP-NTR) 6 ، المتاح في خدمة TEFOR Paris-Saclays zootechnics ، التي تستضيف مركز موارد Xenopus الفرنسي. يستخدم هذا النظام الكيميائي الوراثي قدرة إنزيم النيتروريدوكتاز (NTR) على تحويل الميترونيدازول (MTZ) إلى عامل ربط الحمض النووي السام للخلايا ، على وجه التحديد لاستئصال قضبان التعبير عن NTR (الشكل 1 ب). تم نشر بروتوكولين مفصلين لجعل Tg (rho: GFP-NTR) أو Tg (rho: NTR) معدلة وراثيا وتحفيز التنكس سابقا 7,8. هنا ، نقوم ببساطة بتفصيل تحريض تنكس الشبكية وكيفية مراقبة عملية التنكس في الجسم الحي.
3. تنكس خلايا القضيب بواسطة ضربة قاضية رودوبسين بوساطة كريسبر / كاس 9
ملاحظة: تم إنشاء هذا البروتوكول لتوليد نموذج لالتهاب الشبكية الصباغي في Xenopus laevis عن طريق إحداث تنكس معين لخلايا القضيب باستخدام ضربة قاضية رودوبسين بوساطة كريسبر / كاس 9. يتم توفير النسبة المئوية لحذف الإدراج (indels) في F0 في11 وهي ~ 75٪. يمكن أيضا إجراء مثل هذه الضربة القاضية بوساطة رودوبسين CRISPR / Cas9 في الضفادع الصغيرة Xenopus tropicalis 11.
4. تنكس خلايا الشبكية عن طريق حقن CoCl 2 السامة للخلايا داخل العين
ملاحظة: تم إنشاء هذا البروتوكول للحث على تنكس خلايا الشبكية عن طريق الحقن داخل العين من كلوريد الكوبالت (CoCl2) في الضفادع الصغيرة Xenopus laevis . وفقا للجرعة ، يمكن أن يؤدي إلى انحطاط مخروطي أو انحطاط أوسع14. نستخدم هذا البروتوكول في الضفادع الصغيرة Xenopus laevis التي تتراوح أعمارها بين المرحلة 48 فصاعدا. ويمكن أيضا أن تستخدم في الضفادع الصغيرة Xenopus tropicalis .
5. تلطيخ لتقييم تلف الشبكية أو تنكس الشبكية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إصابة الشبكية الميكانيكية
تظهر أقسام شبكية العين من الضفادع الصغيرة المعرضة للإصابة الميكانيكية الموصوفة في قسم البروتوكول 1 أن آفة الشبكية تشمل جميع طبقات الأنسجة بينما تظل محدودة بموقع البزل (الشكل 2 أ ، ب).
الاجتثاث الشرطي لخلية القضيب باستخدام نظام NTR-MTZ
تم تحليل عيون الضفادع الصغيرة المعدلة وراثيا Tg (rho: GFP-NTR) المعالجة بمعالجة MTZ ، كما هو موضح في قسم البروتوكول 2 ، تحت المجهر المجسم (
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مزايا وعيوب نماذج إصابة الشبكية المختلفة في الضفادع الصغيرة Xenopus
إصابة الشبكية الميكانيكية
تم تطوير إصابات جراحية مختلفة في شبكية العين العصبية في الضفادع الصغيرة Xenopus. قد تتم إزالة الشبكية العصبية بالكامل 15,16 أو استئصالها جزئيافقط 16,17. لا تنطوي الإصابة الميكانيكية المعروضة هنا على أي استئصال للشبكية ولكن ثقب بسيط...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للكشف عنه.
تم دعم هذا البحث من خلال منح إلى M.P. من جمعية شبكية العين في فرنسا ، ومؤسسة فرنسا ، ونشرة الهجرة القسرية (مؤسسة الأمراض الراديوية) ، و BBS (جمعية متلازمة بارديه بيدل) ، و UNADEV (الاتحاد الوطني للعلماء و Déficients Visuels) بالشراكة مع ITMO NNP (المعهد المسرحي متعدد الكائنات الحية ، العلوم المعرفية ، علم الأعصاب ، الطب النفسي) / AVIESAN (التحالف الوطني لعلوم الحياة والصحة).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1،2-البروبانديول (بروبيل & إيغريف; ني جليكول) | سيجما ألدريتش | 398039 | |
| الإيثانول المطلق & 99.8٪ | كيماويات VWR | 20821-365 | |
| الجسم المضاد للكاسباز 3 المضاد (أرنب) | إشارات الخلية | 9661S | التخفيف 1/300 |
| الجسم المضاد المضاد ل GFP (الدجاج) | Aveslabs | GFP-1020 | التخفيف 1/500 |
| الجسم المضاد ل M-Opsin (أرنب) | Sigma-Aldrich | AB5405 | التخفيف 1/500 |
| الجسم المضاد الثانوي المضاد للفأر ، Alexa Fluor 594 (الماعز) | Invitrogen Thermo Scientific | A11005 | التخفيف 1/1,000 |
| الجسم المضاد ل Otx2 (أرنب) | Abcam | Ab183951 | التخفيف 1/100 |
| الجسم المضاد الثانوي المضاد للأرانب ، Alexa Fluor 488 (الماعز) | Invitrogen Thermo Scientific | A11008 | التخفيف 1/1,000 |
| الجسم المضاد الثانوي المضاد للأرانب ، Alexa Fluor 594 (الماعز) | Invitrogen Thermo Scientific | A11012 | التخفيف 1/1,000 |
| الجسم المضاد المضاد للريكوبرفين (أرنب) | Sigma-Aldrich | AB5585 | التخفيف 1/500 |
| الجسم المضاد للرودوبسين (الفأر) | Sigma-Aldrich | MABN15 | التخفيف 1/1,000 |
| الجسم المضاد ل S-Opsin (أرنب) | Sigma-Aldrich | AB5407 | التخفيف 1/500 |
| طقم الكشف عن Apoptotis (نظام TUNEL الفلوري المسدود الطرف) | Promega | G3250 | |
| البنزوكائين | مخزون Sigma-Aldrich | E1501 | 10٪ |
| bisBenzimide H 33258 (Hoechst) محلول | مخزون Sigma-Aldrich | B2883 | 10 مجم / مل |
| Butanol-1 & ge ؛ 99.5٪ | كيماويات VWR | 20810.298 | |
| ثنائي هيدرات كلوريد الكالسيوم (CaCl 2< / sub> ، 2H 2< / sub>O) | Sigma-Aldrich (Supelco) | 1.02382 | الاستخدام عند 0.1 M |
| Cas9 (EnGen Spy Cas9 NLS) New | England Biolabs | M0646T | |
| Clark Capillary Glass Model GC100TF-10 | Warner Instruments (جهاز هارفارد) | 30-0038 | |
| سداسي هيدرات كلوريد الكوبالت (II) (CoCl 2< / sub> ، 6H 2< / sub>O) | Sigma-Aldrich | C8661 | محلول مخزون 100 ملي ملم |
| Coverslip 24 × 60 مم | VWR | 631-1575 | |
| Dako REAL ab مخفف ؛ | Agilent | S202230-2 | |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| إلكتروني دوار ميكروتوم | حراري علمي | ميكروم HM 340E & nbsp ؛ | |
| الإيوزين 1٪ تشخيص RAL المائي | 312740 | ||
| فلورسين ليسين ديكستران | Invitrogen Thermo Scientific | D1822 | |
| المجهر المجسم الفلوري | أوليمبوس | SZX 200 | |
| جنتاميسين | يوروميدكس | EU0410-B | |
| ألبومين الجلسرين acc. مالوري | دياباث | E0012 | استخدم بنسبة 3٪ في الماء |
| هيماتوكسيلين (مايرز هيمالون) | RAL Diagnostics | 320550 | |
| هيبس ملح | البوتاسيومSigma-Aldrich | H0527 | |
| هرمون موجهة الغدد التناسلية المشيمية البشرية | MSD كورولون صحة | 1500 | |
| دخان حمض الهيدروكلوريك ، 37٪ (HCl) | سيجما ألدريتش (SAFC) | 1.00314 | |
| L-Cysteine hydrochloride monohydrate | Sigma-Aldrich | C7880 | استخدم بنسبة 2٪ في 0.1x MBS (درجة الحموضة 7.8 - 8.0) |
| كبريتات المغنيسيوم هيبتاهيدرات (MgSO4< / sub> ، 7H< sub>2O) | Sigma-Aldrich (Supelco) | 1.05886 | |
| Metronidazole | Sigma-Aldrich (Supelco) | M3761 | استخدم عند |
| أطراف محمل دقيق | متر مجتذب ماصة | دقيقة 5242956003 | |
| (P-97 Flaming / Brown) شركة | Sutter Instrument Co. | نموذج P-97 | البرنامج: الحرارة 700 / سحب 100 / Vel 75 / الوقت 90 / مفتوح p = 500 |
| وسيط التركيب للحفاظ على التألق ، كاشف FluorSave | Millipore | 345789 | |
| وسيط التركيب ، Eukitt | Chem-Lab | CL04.0503.0500 | |
| MX35 Ultra Microtome شفرة | Epredia | 3053835 | |
| إبرة Agani 25 جم × 5/8 بوصة | Terumo | AN * 2516R1 | |
| دبوس مطلي بالنيكل | أدوات العلوم | الدقيقة 26016-12 | |
| أنسجة ترشيح من النايلون (نسيج غربلة) NITEX ، فتحة شبكية 1,000 ومايكرو ؛ m | Sefar | 06-1000 / 44 | |
| شمع البارافين النسيجي بدون DMSO | Histolab | 00403 | |
| محلول بارافورمالدهيد (32٪) | علوم المجهر الإلكتروني | EM-15714-S | استخدم بنسبة 4٪ في 1x PBS pH 7.4 |
| قوالب التضمين التي يمكن التخلص منها Peel-A-Way | Epredia | 2219 | |
| Pestle | VWR | 431-0094 | |
| طبق بتري 100 مم | Corning Gosselin | SB93-101 | |
| Petri Dish 55 مم | Corning Gosselin | BP53-06 | |
| محلول ملحي عازل للفوسفات (PBS) 10x | Euromedex | ET330-A | |
| PicoSpritzer نظام الحقن الدقيق | منتجات أجهزة باركر | PicoSpritzer | |
| III Pins | أدوات العلوم الدقيقة | 26002-20 | |
| عديد السكروز (Ficoll PM 400) | Sigma-Aldrich | F4375 | استخدم بنسبة 3٪ في 0.1x MBS |
| كلوريد البوتاسيوم (KCl) | Sigma-Aldrich | P3911 | |
| مسحوق طعام القلي: مصل Micron Nature | sera | 45475 (00720) | |
| مقص تشريح | أدوات العلوم | الدقيقة 14090-09 | |
| Slide Superfrost | KNITTEL الزجاج | VS11171076FKA | |
| كونز لتسخين الشرائح | HP-3 | ||
| كلوريد الصوديوم (NaCl) | سيجما ألدريتش | S7653 | |
| سترات الصوديوم ثلاثي الصوديوم ثنائي هيدرات الملح (C6< / sub>H5< / sub>Na3O7 ، 2H2< / sub>O) | كيماويات VWR | 27833.294 | |
| كربونات هيدروجين الصوديوم (NaHCO3< / sub>) | سيجما ألدريتش (سوبيلكو) | 1.06329 | |
| هيدروكسيد الصوديوم 30٪ محلول مائي (هيدروكسيد الصوديوم) | كيماويات VWR | 28217-292 | |
| مجهر مجسم | زايس | ستيمي 2000 | |
| محاقن Omnifix-F Solo تستخدم مرة واحدة 1 مل لتر | B-BRUN | 9161406V | |
| trans-activating crRNA (tracrRNA) | تقنيات | الحمض النووي المتكاملة1072533 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X-100 | |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | P9416 | |
| X-Cite 200DC Fluorescence | Illuminator X-Cite ؛ | 200DC | |
| الزيلين & ge 98.5٪ | كيماويات VWR | 28975-325 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.