December 25th, 2015
我们展示了一种将培养细胞嫁接到早期小鼠胚胎的指定位点以确定其体内潜力的方法。我们还介绍了一种优化的电穿孔方法,该方法使用已知直径的玻璃毛细管,允许将外源 DNA 精确递送到胚胎中的几个细胞中。
这些程序的总体目标是展示如何将细胞或 DNA 精确地转移到植入后的早期小鼠胚胎中。这些方法可以帮助回答发育生物学中的关键问题,例如测试体外培养细胞的体内潜力和特定胚胎阶段某些基因的功能。这些技术的主要优点是它们不需要任何专门的设备,并且可以对早期摆姿势的种植园小鼠进行实验作。根据文本方案,在第 E 7.5 或 E 8.5 天处死怀孕的雌性后,使用剪刀和镊子分离子宫,并将其放入一个 30 毫米的培养皿中,其中装有 M 两种培养基和两对细镊子。
小心地撕开子宫肌层,然后剥去蜕膜,小心不要刺穿多余的胚胎腔。用镊子捏住 riker 膜,慢慢将其与胚胎分离。然后在立体解剖显微镜下,检查胚胎,确保卵黄囊羊膜和胎盘锥完整。然后用移液管将胚胎转移到干净的 M 2 培养皿中,并放在冰上或冰平台上的 30 毫米塑料培养皿盖上,以部分冷却胚胎。
根据文本方案准备培养基和培养胚胎,以将培养的细胞移植到小鼠胚胎中。首先使用 200 微升移液器吸头物理刮除原始细胞干细胞,这些细胞普遍从六孔培养板中表达 GFP。将细胞转移到含有胚胎的培养皿中。
将手拉的接枝毛细管连接到抽吸管上,使口腔移液器轻轻吸吮口腔移液器,将一个或多个大于 20 个细胞的细胞团块吸入接枝毛细管。然后轻轻吹出细胞以分散大块。选择一个包含约 10 至 20 个细胞的团块,并将其吸入接枝毛细管中。
同样,用一对镊子将团块保持在靠近毛细血管开口的位置。将胚胎松散地固定到位,并将嫁接毛细管插入感兴趣的区域。创建洞口。
轻轻地将团块从嫁接毛细血管中排出,留下 10 到 20 个细胞的短串留在胚胎中。将胚胎留在 M 2 培养基的同一培养皿中,并使用荧光化合物解剖显微镜和相机对嫁接的胚胎进行成像。将成像时间保持在最低限度,以避免胚胎暴露在过多的光和热下。
使用糊剂成像后,立即将最小体积为 M 两种培养基的胚胎转移到预平衡的培养基中,并在进行电穿孔实验之前根据文本方案中的指南进行培养,使用水平微量移液器极拉动具有细尖端和小于 10 微米开口的 DNA 注射移液器,以避免组织损伤。对于玻璃毛细管电穿孔,使用微型锻造将 DNA 注射移液管的开口切成 20 或 30 微米的内径,尖端干净且无破损边缘。将每个铂电极连接到一根细绝缘丝上,然后将其插入覆盖有绝缘胶带的显微注射针架中。
为了制备手工制作的毛细管电极,将直径为 0.2 毫米的铂丝插入直径为 20 或 30 微米的固定开口的电穿孔玻璃毛细管中。聚焦电流并将血浆 DNA 输送到胚胎中的一小块感兴趣区域。使 L 形电极弯曲直径为 0.2 毫米的铂丝,形成 L 形,L 的水平部分长度约为 1 毫米。
将持针器安装在标准显微作仪器支架上。将毛细管电极连接到电源的阳极。将 L 形电极连接到万用表的阳极。
然后将万用表的阴极连接到电源的阴极。用 PBS 填充电穿孔玻璃毛细管,使其距离顶部 1 到 2 毫米,然后将直铂电极插入玻璃毛细管,直到到达毛细管底部。将 L 形电极固定在装满 PBS 的 30 毫米培养皿的表面上。
使用气动 pico 泵进行 DNA 注射。将注射针从侧胚层插入胚胎的羊膜腔,并将大约 5 微升 DNA 溶液注入腔中或直到腔完全充满。注意不要使胚胎破裂。
然后小心地将胚胎放置在电极之间,并将毛细管电极移动到要输送 DNA 的精确位置。使用 200 伏特的电压,分 6 个脉冲,每个脉冲的持续时间为 50 毫秒,对胚胎进行电穿孔,每个脉冲之间间隔一秒。立即将胚胎转移到预平衡的培养基中,然后对下一个胚胎重复电穿孔。
电穿孔后 2 小时检测电穿孔的活细胞或死细胞。根据此处显示的文本方案,一个具有普遍表达 EGFP 的 epi PSCs 的胚胎,移植在 E 7.5 上并在离体培养 24 小时。当 10 至 16 个 fscs 嫁接到 E 7.5 胚胎中时,它们在宿主胚胎内很好地结合和增殖。
然而,嫁接更多的细胞并不会导致更好的嵌合体,实际上会导致未掺入的团块,如此处所示。如表达 GFP 的质粒的电穿孔所示。电穿孔后 1 至 2 小时检测到 GFP 阳性细胞。
当原始条纹期胚胎中的远端 eblast 细胞被电穿孔时,标记细胞在培养 24 小时后有助于神经真皮,这与胃期胚胎中 eblast 细胞的已知命运图相符。该图显示,与使用其他类型的电极进行电穿孔类似,毛细管电极也会导致目标区域出现一定程度的细胞死亡。由于与相邻区域相比,该区域的颜色更深,因此用膜不渗透的远红外荧光死亡细胞核标记。
证实毛细管电穿孔技术仅在电穿孔位点附近产生少量死细胞。在尝试这些程序时,重要的是在两小时内开始培养胚胎。在培养结束时将子宫与小鼠分离后,可以固定胚胎。
可以执行其他方法,如切片染色,以回答其他问题,例如供体或电编织细胞对宿主胚胎的贡献。看完这个视频,我们应该对如何将细胞我们的 DNA 精确地转移到植入后早期的小鼠胚胎有一个很好的了解。
本研究展示了将培养的细胞嫁接到早期小鼠胚胎中的方法,并引入了一种用于DNA传递的优化电穿孔技术。这些方法旨在探索培养细胞在胚胎发育过程中的体内潜力和基因功能。