2014年4月17日
我们描述了一系列的方法来注入染料,DNA载体,病毒和细胞,以监测来自于胚胎或多能干细胞内的小鼠胚胎在胚胎天(E)9.5和后期阶段内源性和移植细胞的两个细胞命运和表型的发展。
该程序的总体目标是在胚胎小鼠心脏中注射细胞、死亡或 DNA。为了研究细胞脂肪或局部纵基因表达,首先从怀孕的小鼠中解剖出胚胎并暴露胚胎心脏来实现。接下来,将 DNA 染料或细胞注射到心脏的目标目标区域。
然后在胚胎孵化后,取出心脏并放入培养物中。最后,通过显微镜确定注射或标记细胞的命运。最终,通过共聚焦显微镜或光学和落射荧光显微镜监测注射、标记或转基因细胞的命运,揭示特定基因和细胞在心脏发育过程中的功能重要性。
现有方法(如小鼠转基因)的这种技术的主要优点是,我们可以局部准确地注射实验室或在体内对细胞进行基因改造。这允许在适当的环境中研究这些细胞。演示此程序的是我和来自实验室的博士生 Emily aar。
准备好设备、试剂和溶液后,根据文本方案,首先使用 70% 乙醇对胸部进行消毒,从安乐死的怀孕小鼠中收集 E 9.5 和 E 10.5 胚胎,做一个腹侧中线切口以打开腹部并取出子宫角,然后再将其转移到室温 PBS 中。在 PBS 中再洗涤两次后,将其转移到填充硅胶的培养皿中。对于 M 16 培养基,使用昆虫针将子宫角固定在硅胶层上,使子宫的血管化侧位于下方。
然后用细镊子切开子宫表面,并在表面以下 1 毫米处盖住落叶。展开蜕膜壁,轻轻地将胚胎取出蛋黄袋中。在细胞注射前将其储存在 37 摄氏度的培养基中以进行注射。
首先,使用 Hamilton 注射器从背面将 DNA 或细胞填充到玻璃移液器中,然后摇动移液器以去除气泡。在尖端,将移液器放在显微注射支架上,并根据以下设置设置进样器。接下来,通过蛋黄袋将胚胎固定在硅胶底部,而不接触胚胎。
然后确定心脏区域并打开该区域上方的袋子。在胚胎周围添加四个销钉,以防止在细胞注射过程中发生任何运动。使用设置为手动的微型纵器,将移液器吸头缓慢地放置在心包上方 45 度角,刚好在要注射的心脏区域上方。
将移液器移至感兴趣区域,触发注射并尽快取出移液器。确保 DNA 或细胞注射后心脏正常跳动 使用本视频中描述的注射方案研究上皮到间充质的转变和 E 9.5 A VC 解释注射 S-H-R-N-A,下调心内膜细胞内皮间充质转化所需的蛋白质。对照胚胎注射空骨架载体,同样,在 SOX 9 启动子的控制下表达 GFP 的 HUES 细胞衍生的内皮瓣膜前细胞在 E 10.5 注射到 A VC 中,然后进行 48 小时的外植心脏培养。
这些细胞获得 EMT 的标志物,例如 periostin,类似于内源性心内膜细胞。这里演示的离体方法相对简单,但仅限于最长 48 至 72 小时的短期随访。然而,文本方案中描述的超声引导注射程序提供了一种技术上更具挑战性的方法,但可以选择进行较长甚至产后宫内随访。
此处显示了在子宫内注射染料或病毒载体以标记特定心脏区域的细胞。使用这种方法,可以用荧光染料或病毒实现心外膜细胞的特异性标记,并且可以用细胞或其他注射剂扩展该方法。遵循此程序有一种方法,例如可以进行 bryo 培养,以回答其他问题,例如基因、分子的长期影响或长列表读数,例如其发育后的组织形态发生。
这项技术为心脏发育生物学和遗传学领域的研究人员铺平了道路。它使我们能够探索新基因的世界,并在适当的胚胎环境中研究人类细胞的命运。当没有转基因小鼠品系时,这非常有用。
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本文介绍了将染料、DNA载体、病毒和细胞注射到小鼠胚胎心脏中的方法,以监测细胞命运和表型。这些技术适用于胚胎发育第9.5天(E9.5)及之后的各个阶段。
直接对细胞进行标记并将其显微注射至小鼠胚胎心脏中,可在生理相关环境下实现对干细胞衍生物的精确命运图谱绘制及功能研究。该方法弥补了体外分化结果与体内发育潜能之间的转化鸿沟,从而提高早期心脏靶点验证的预测可靠性。该技术在临床前研究流程中具有重要战略地位,有助于降低细胞治疗候选方案和基因功能研究的风险。
这种显微注射与标记工作流程整合了心脏研究中早期发现、靶点验证和临床前模型开发的各个环节。