2018年4月16日
在这里, 我们提出了一个小鼠心脏特异基因操作的协议。在麻醉下, 小鼠心脏通过第四肋间空间被外部化。随后, 将特定基因的腺病毒注射进心肌, 然后通过体内成像和西方印迹分析对蛋白质表达进行测量。
该程序的总体目标是通过在成年小鼠中注射心肌内腺病毒来实现体内心脏特异性基因作。这种方法可以帮助回答心血管研究领域关于分子机制和调整心脏损伤以及基因治疗疗效的关键问题。该技术的主要优点是无需通风,小鼠从手术中恢复迅速,并且具有可重复性且易于执行。
那么现在,让我们开始吧。在手术当天,将纯化的腺病毒载体溶液从零下 80 摄氏度加热,储存在冰上。腺病毒解冻后,戴上口罩、无菌服和无菌手套。
并用 75% 乙醇喷洒腺病毒管。将病毒转移到无菌层流罩中,并将 50 微升病毒溶液吸入 50 微升灭菌的汉密尔顿注射器中。将 30 号针头连接到注射器上。
将注射器旋转到直立位置。轻轻按下柱塞,直到在针尖处看到一滴溶液,使针尖充满病毒。然后,小心地将另外 30 微升腺病毒溶液吸入注射器中,并将注射器放在冰上。
要将腺病毒注射到小鼠心脏中,通过对脚趾捏无反应来确认适当的镇静水平,并在动物的眼睛上涂抹软膏。剃掉动物的上胸部和腹部。将市售的脱毛膏涂抹在裸露的皮肤上。
一分钟后,使用湿纱布去除乳霜和任何残留的头发。使用三种基于碘洗必泰的消毒磨砂膏,对胸部左下侧进行消毒。然后,用手术单盖住动物,在手术区域切一个洞,并戴上一副新的无菌手套。
接下来,使用无菌技术和器械,从剑突到腋窝做一个 0.5 厘米的皮肤切口,并使用镊子和微型蚊式止血钳钝剖开胸大肌和小肌。缩回胸大肌和小胸肌,露出肋间隙。并使用微型蚊式止血器刺穿并打开第四肋间隙。
用非惯用手的食指轻轻按压胸壁右侧,使心脏移向切口。然后用同一只手的食指和拇指小心地固定外化的心脏,并用惯用手将 10 微升腺病毒溶液注射到左心室腹壁、背壁和侧壁的心肌中。最后一次注射后,立即将心脏放回胸腔。
并轻轻地将胸壁压向切口部位,以手动排出胸腔内腔的任何空气。用 5 盎司的真丝缝合线以水平床垫模式闭合皮肤,然后将鼠标放在 37 摄氏度的加热垫上,并进行监测,直到完全恢复。然后,在高温高压消毒器中对用过的 Hamilton 注射器和 30 号针头进行消毒,并将消毒过的针头丢弃在适当的锐器容器中。
心肌内注射包裹荧光素酶的腺病毒 5 天后,体内成像显示荧光素酶的强烈过表达,特别是在心脏中,这可以通过 Western blot 分析证实,表明不存在非靶器官转导。Western blot 分析还表明维生素 D 受体表达显著增加。以及注射编码维生素 D 受体的腺病毒的小鼠的左心室。
在注射编码靶向 RNA 维生素 D 受体的短发针腺病毒的动物中,受体表达明显降低。相比之下,维生素 D 受体表达在任一左心室注射动物的右心室中没有显着变化。一旦掌握,如果执行得当,这种方法可以在两分钟内完成。
在此程序之后,可以进行其他方法(例如心脏细胞注射)来回答其他问题,例如特定细胞疗法对心肌梗死的疗效。
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本方案概述了一种通过心肌内注射腺病毒在成年小鼠中实现心脏特异性基因操作的方法。该技术具有恢复迅速、可重复性高的特点,适用于心血管研究。
该方法可实现小鼠心脏特异性的基因操作,有助于心血管药物研发中的靶点验证和作用机制去风险化。通过最大限度减少脱靶转导并实现快速恢复,该技术提高了临床前模型的预测可靠性。该技术与早期发现阶段的工作流程相契合,适用于需要可重复、可扩展且具有生理相关性的基因调控研究。
该方法适用于从靶点验证到临床前评估的发现全过程,可在先导化合物优化之前实现可靠的心脏基因调控。