Aquí, presentamos un protocolo para utilizar mapas de destino y trazadores de linaje para dirigir inyecciones en blastómeros individuales que dan lugar al riñón de embriones de Xenopus laevis.
Artículo de método
Aquí, presentamos un protocolo para utilizar mapas de destino y trazadores de linaje para dirigir inyecciones en blastómeros individuales que dan lugar al riñón de embriones de Xenopus laevis.
El riñón embrionario de Xenopus laevis (rana), el pronefros, consta de una sola nefrona, y se puede utilizar como un modelo para la enfermedad renal. Embriones de Xenopus son grandes, desarrollar externamente, y pueden ser manipulados fácilmente por microinyección o procedimientos quirúrgicos. Además, se han establecido mapas de destino para los primeros embriones de Xenopus. microinyección dirigida en el blastómero individuo que finalmente dará lugar a un órgano o tejido de interés se puede utilizar para sobreexpresar selectivamente o derribar a la expresión de genes dentro de esta región restringida, la disminución de los efectos secundarios en el resto del embrión en desarrollo. En este protocolo, se describe la forma de utilizar los mapas de destino de Xenopus establecidos para apuntar el riñón en desarrollo Xenopus (el pronefros), a través de microinyección en blastómeros de embriones específicos de células y 8 4-. La inyección de trazadores linaje permite la verificación de la orientación específica de la inyección.Después de embriones se han desarrollado hasta la etapa 38 - 40, todo el montaje inmunotinción se utiliza para visualizar el desarrollo pronephric, y la contribución de las células diana a las pronefros se puede evaluar. La misma técnica se puede adaptar a dirigirse a otros tipos de tejidos además de las pronefros.
El riñón embrionario de Xenopus, el pronefros, es un buen modelo para estudiar el desarrollo del riñón y la enfermedad. Los embriones se desarrollan externamente, son de tamaño grande, se pueden producir en grandes cantidades, y son fácilmente manipulados mediante microinyección o procedimientos quirúrgicos. Además, se conservan los genes que regulan el desarrollo del riñón en mamíferos y anfibios. Riñón de los mamíferos desarrollará en tres etapas: el pronefros, mesonefros y metanefros 1, mientras que los anfibios embrionarias tienen un pronefros y anfibios adultos tienen un metanefros. La unidad de filtrado básico de estas formas de riñón es la nefrona, y ambos mamíferos y anfibios requieren las mismas cascadas de señalización y eventos de inducción para someterse a nefrogénesis 2, 3. Los pronefros Xenopus contiene una sola nefrona compuesto por proximal, intermedia, distal y la conexión de los túbulos, y un glomus (análogo al glomérulo mamífero) 1, 4 a 6 (Figura 1 ). El único, gran nefrona presente en el pronefros de Xenopus lo hace adecuado como un modelo simple para el estudio de genes implicados en los procesos de desarrollo del riñón y enfermedades.
Mapas del destino celular se han establecido los primeros embriones de Xenopus, y están libremente disponibles en línea en Xenbase 7-11. A continuación, describimos una técnica de microinyección de marcadores de linaje para orientar el pronefros Xenopus en desarrollo, aunque la misma técnica se puede adaptar a dirigirse a otros tejidos como el corazón o los ojos. trazadores Lineage son etiquetas (incluidos colorantes vitales, dextranos marcados con fluorescencia, enzimas histoquímicamente detectables, y mRNA que codifican proteínas fluorescentes) que se pueden inyectar en un blastómero temprano, lo que permite la visualización de la progenie de esa célula durante el desarrollo. Este protocolo utiliza MEM-RFP ARNm, que codifica la membrana dirigida proteína fluorescente roja 12, como trazador de linaje. La tecnología orientada microinyeccióntécnicas para blastómeros individuales en embriones de 8 celdas de 4 y descritos aquí pueden ser utilizados para la inyección con morfolinos para derribar la expresión de genes, o con ARN exógeno que sobreexpresan un gen de interés. Inyectando en el blastómeras ventral, vegetal, principalmente se dirigirán los pronefros del embrión, dejando el pronefros contralateral como control del desarrollo. Co-inyección de un trazador verifica que se inyectó el blastómero correcta, y muestra que los tejidos en el embrión surgió de la blastómero inyectado, la verificación de la orientación de los pronefros. La inmunotinción de las pronefros permite la visualización de lo bien que han sido blanco de los túbulos pronéfricos. Sobreexpresión y desmontables efectos pueden ser marcados contra el lado contralateral del embrión, que sirve como un control de desarrollo, y se pueden utilizar para calcular el índice pronephric 13. La disponibilidad de mapas destino celular permite que esta técnica de microinyección concretas, que sirva a los tejidos diana OTHer que los pronefros y co-inyección de un trazador fluorescente permite la microinyección dirigida a cada tejido a ser verificada antes del análisis.
Durante la microinyección de embriones, la temperatura de desarrollo debe ser regulada fuertemente, dado que la tasa de desarrollo de Xenopus es altamente dependiente de ella 14. Los embriones se incubaron a temperaturas más bajas (14 - 16 ° C) para las inyecciones de células 4- 8 y debido a que el tiempo de desarrollo se hace más lenta. A 22 ° C, el tiempo de desarrollo de la etapa 1 (1 célula) a la etapa 3 (4 celdas) es de aproximadamente 2 horas, mientras que a los 16 años el tiempo de desarrollo ° C a la etapa 3 es de aproximadamente 4 horas. Se tarda aproximadamente 15 minutos para el final de un embrión de 4 células a una de 8 celdas (etapa 4) de embriones a los 22 ° C, pero tarda aproximadamente 30 minutos a 16 ° C. Del mismo modo, a 22 ° C, sólo se tarda 30 minutos para que un embrión de 8 células para pasar a un embrión de 16 células (etapa 5). Este tiempo se aumentó a 45 minutos a 16 ° C. losrefore, es útil para disminuir la tasa de desarrollo de los embriones para permitir tiempo suficiente para que las inyecciones en la etapa de 8 células antes de que los embriones pasar a la fase de 16 células. Además, las temperaturas de crecimiento pueden modularse para acelerar o ralentizar el desarrollo embrionario hasta que el riñón ha desarrollado plenamente.
La epidermis de renacuajo etapa embriones de Xenopus es relativamente transparente, permitiendo una fácil obtención de imágenes de los pronefros en desarrollo sin disección o limpieza del tejido 15. Debido a la relativa transparencia de los embriones de Xenopus, imágenes de células vivas es también factible 16,17. Todo el montaje inmunotinción para visualizar el pronefros es posible con anticuerpos establecidos que etiquetan los extremos proximal, intermedio y distal túbulos de conexión de fase de 38 - 40 embriones que permiten la evaluación del desarrollo pronephric después de la manipulación específica de la expresión génica en embriones de Xenopus 18-20.
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El siguiente protocolo ha sido aprobado por la Universidad de Texas Health Science Center en el Centro de Houston para el Laboratorio de Medicina Animal Comité de Bienestar Animal, que sirve de Atención Institucional y el empleo Comisión (protocolo #: HSC-AWC-13-135).
1. Identificación y Selección de blastómeros para inyección de riñón de orientación
2. Preparación de embriones
3. Preparación de soluciones de inyección y microinyección de embriones
4. La fijación y la inmunotinción de embriones
5. La visualización de los embriones y los análisis del tejido pronephric Targeted
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Microinyecciones de 4 y 8 células embriones de Xenopus con MEM-RFP ARNm muestran diferentes niveles de focalización para el pronefros. La figura 4 muestra la etapa 40 embriones con los patrones de expresión de ARNm MEM-RFP correctas. Los embriones fueron inyectados en el blastómero ventral izquierdo (Figura 4A), y clasifican para el patrón de expresión adecuado de MEM-RFP mRNA. Además de expresar MEM-RFP en el proximal, intermedio, distal y la c...
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Orientación de los pronefros de desarrollo de embriones de Xenopus se basa en la identificación y la inyección de la blastómeros correcta. La inyección de la V2 de blastómeros de embriones de 8 células se dirige a los pronefros izquierda 18. Esto deja el pronefros derecho contralateral como control interno. Si morfolino desmontables o ARN sobreexpresión se utiliza para modificar el desarrollo del riñón, el pronefros derecho contralateral se pueden utilizar para comparar los efectos del gen desmontabl...
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Los autores declaran que no tienen intereses financieros contrapuestos.
Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud de subvención NIDDK (K01DK092320) y la financiación de inicio del Departamento de Pediatría de la Universidad de la Escuela de Medicina de Texas McGovern.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Cloruro de sodio | Fisher | S271-3 | |
| Cloruro de potasio | Fisher | P217-500 | |
| Sulfato de magnesio | Fisher | M63-500 | |
| Cloruro de calcio | Fisher | C79-500 | |
| HEPES | Fisher | BP310-500 | |
| EDTA | Fisher | S311-500 | |
| Solución de gentamicina, 50 mg/ml | Amresco | E737-20ML | |
| L-Cisteína, 99%+ | Acros Organics | 52-90-4 | |
| Ficoll | Fisher | BP525-100 | |
| Placa de Petri de 100 mm x 15 mm | Fisher | FB0875712 | |
| Mini Nevera II | Boekel | 260009 | Incubadora de sobremesa para embriones. |
| Plásmido | Para hacer ARN trazador. Referencia: Davidson et al., 2006. | ||
| Rhodamine dextrano, 10.000 M.W. | Invitrogen | D1817 | Tracer. |
| Grado de biología molecular, agua purificada estéril USP | Corning | 46-000-CI | |
| 7" Tubos de repuesto | Drummond Drummond | 3-000-203-G/XL | Agujas de microinyección. |
| Tirador de agujas | Sutter Instruments | P-30 | |
| Pinzas finas | Dumont | 11252-30 | Para romper la punta de la aguja de microinyección. |
| Microinyector | Nanoject II | Drummond | 3-000-204 |
| Aceite mineral, pesado | Fisher | CAS 8042-47-5 | Aceite para agujas. |
| 27 G Aguja hipodérmica monoyecto | Covidien 8881200508 | Para cargar aceite mineral en la aguja de microinyección. | |
| Jeringa Luer-Lok | BD | 309646 | Para cargar aceite mineral en la aguja de microinyección. |
| Placa de Petri de 60 mm x 15 mm | Fisher | FB0875713A | |
| 800 micras Malla de poliéster | Piezas pequeñas | CMY-0800-C | |
| Pipetas de transferencia | Fisher | 13-711-7M | Para la transferencia de embriones. Corte la punta para que los embriones sean fácilmente absorbidos por la pipeta. |
| Placa de cultivo celular de 6 pocillos | Nest Biotechnology | ||
| MOPS | Fisher | BP308-500 | |
| EGTA | Acros Organics | 67-42-5 | |
| Formaldehído | Fisher | BP531-500 | |
| 15 mm x 45 mm Frasco de rosca | Fisher | 03-339-25B | Para fijar, teñir y almacenar embriones. |
| Célula de 24 pocillos Placa de cultivo | Nest Biotechnology | ||
| Benzocaína | Spectrum | BE130 | |
| Etanol | Fisher | BP2818-4 | |
| Metanol | Fisher | A412-4 | |
| Solución salina tamponada con fosfato (PBS) 1x polvo | Fisher | BP661-50 | |
| Albúmina de suero bovino | Fisher | BP1600-100 | |
| Triton X-100 | Fisher | BP151-500 | |
| 3D Mini balancín, modelo 135 | Denville Scientific | 57281 | |
| Suero de cabra, origen neozelandés | Invitrogen | 16210064 | |
| Azida sódica | Fisher | S227I-25 | |
| Anticuerpo monoclonal 3G8 | Xenopus | Anticuerpo primario para marcar proximal Túbulos. | |
| Anticuerpo monoclonal 4A6 | European Xenopus Resource Centre | Anticuerpo primario para marcar túbulos intermedios, distales y conectantes. | |
| anti-RFP pAb, IgG/conejo purificado | MBL | PM005 | Anticuerpo primario para marcar el trazador Gap43-RFP. |
| Alexa Fluor 488 cabra anti-ratón IgG | Life Technologies | A11001 | Anticuerpo secundario para marcar túbulos renales. |
| Alexa Fluor 555 cabra anti-conejo IgG | Life Technologies | A21428 | Anticuerpo secundario para marcar el trazador Gap43-RFP. |
| Placa puntual de 9 cavidades | Corning | 7220-85 | |
| Benzoato de bencilo | Fisher | 105862500 | Opcional - para la eliminación de embriones |
| Alcohol bencílico | Fisher | A396-500 | Opcional - para la eliminación de embriones |
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