Artículo de método

Un régimen del fenotipo de ratones genéticamente modificados empleadas para el estudio genes implicados en enfermedades humanas de envejecimiento

DOI:

10.3791/54136

14 de julio de 2016

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Se presenta un enfoque de genética inversa para comprender las familias de genes asociadas con enfermedades humanas, utilizando el ratón como sistema modelo, y se describe el posterior programa de fenotipado del ratón. Debido a que los ratones defectuosos en un gen de interés, HtrA2, manifestaron síntomas parkinsonianos, el régimen de fenotipado se centra en la identificación de defectos neurológicos.

Resumen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Las enfermedades relacionadas con la edad son cada vez más prevalentes y la carga continúa creciendo a medida que nuestra población envejece. Se necesitan tratamientos eficaces para disminuir el impacto de las afecciones debilitantes, pero en muchos casos siguen siendo difíciles de alcanzar. Solo mediante la comprensión de las causas y la patología de las enfermedades asociadas con el envejecimiento, los científicos pueden comenzar a identificar posibles objetivos terapéuticos y desarrollar estrategias de intervención. Las afecciones más comunes relacionadas con la edad son los trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson y la ceguera. La degeneración macular asociada a la edad (DMAE) es la principal causa de ceguera en los ancianos. Los estudios de asociación de genoma completo han identificado previamente loci que se asocian con una mayor susceptibilidad a esta enfermedad e identificado dos regiones de interés: el factor H del complemento (CFH) y el locus 10q26, donde se encuentran los genes de la susceptibilidad a la maculopatía relacionada con la edad 2 (ARMS2) y el factor A1 de requerimiento a alta temperatura (HtrA1). La CFH actúa como un regulador negativo de la vía alternativa (AP) del sistema del complemento, mientras que la HtrA1 es una serina proteasa extracelular. ARMS2 se encuentra aguas arriba de HtrA1 en el genoma de los primates, aunque el gen está ausente en los ratones. Para estudiar los efectos de estos genes, se generaron líneas de ratón knock-in humanizadas de Cfh y ARMS2, knockouts de Cfh, HtrA1, HtrA2, HtrA3 y HtrA4, así como una deleción neuronal condicional de HtrA2. De todos los ratones modificados genéticamente producidos, solo los ratones que carecían de HtrA2, ya sea sistémicamente o en los tejidos neurales, mostraron fenotipos claros. Con el fin de examinar a estos ratones de forma exhaustiva y sistemática, se estableció un primer programa de fenotipado, que consistió en una serie de pruebas relacionadas con dos enfermedades principales de interés: la DMAE y el Parkinson. Los ratones modificados genéticamente pueden ser sometidos a experimentos apropiados para identificar fenotipos que puedan estar relacionados con las enfermedades asociadas en humanos. Aquí se presenta un régimen de fenotipado con un enfoque mitocondrial junto con los resultados representativos de las pruebas de interés.

Introducción

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

enfermedades asociados con la edad son cada vez más frecuentes en la sociedad moderna. A medida que la ciencia médica mejora y aumenta la esperanza de vida, la población continúa envejeciendo y la carga de estas enfermedades crece. Los tratamientos eficaces son necesarias para disminuir el impacto de enfermedades debilitantes, pero sigue siendo difícil en muchos casos. Sólo mediante la comprensión de las causas y la patología de las enfermedades asociadas con el envejecimiento pueden los científicos comenzar a identificar posibles dianas terapéuticas y desarrollar estrategias de intervención. Las condiciones comunes relacionadas con la edad incluyen trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson (EP) y la degeneración macular asociada a la edad (DMAE). PD es el trastorno del movimiento más común causada por neurodegeneración en los seres humanos. La mayoría de los pacientes con EP muestran síntomas como temblor en reposo, bradicinesia y rigidez después de 50 años de edad. El inicio temprano también se ha observado en aproximadamente el 10% de los casos.

La DMAE es la principal causa de ceguera enlos ancianos, dañando progresivamente fotorreceptores y el epitelio pigmentario de la retina (EPR) en el ojo. La visión central se ve afectada pero la visión periférica es generalmente no afectado. Hay dos formas de DMAE. En la forma "seca", los depósitos de proteínas extracelulares conocidas como forma de drusas entre el EPR y la membrana de Bruch (BM), que conduce a la atrofia geográfica y la difuminación de la visión central. Los resultados más graves forma "húmeda" de la neovascularización de la coroides a través de BM en las capas del EPR y fotorreceptoras y pueden conducir a hamorrhaging debajo de la retina que causa daño permanente al tejido de la retina. Genoma estudios de asociación de ancho han identificado previamente loci que están asociadas con una mayor susceptibilidad a esta enfermedad y identificó dos regiones de interés: el factor H del complemento (CFH) en el cromosoma 1 y la 10q26 locus, donde la maculopatía susceptibilidad relacionada con la edad 2 (ARMS2) y alta temperatura factor de requerimiento A1 (HTRA1) los genes se encuentran 1-5 . Las combinaciones de estos alelos aumentan la probabilidad de AMD de una manera dependiente de la dosis y SNPs específicos se pueden asociar preferentemente con cualquiera de las formas húmedas o secas de AMD 3-6.

CFH actúa como un regulador negativo de la vía alternativa (AP) del sistema del complemento mediante la inhibición de la activación de C3. Un polimorfismo de nucleótido único (SNP) se ha relacionado con un mayor riesgo de AMD, causando intercambio de tirosina 402 en el exón 9 con histidina debido a una T a C sustitución 1. En AMD se cree que el AP es misregulated debido a una pérdida de la función de CFH pero si el SNP juega un papel causal no está claro. Una hipótesis es que la histidina cargada positivamente se piensa para negar la posibilidad de CFH para unirse a las proteínas que interactúan proteína C reactiva y el sulfato de heparina 1,7. Los estudios in vitro de CFH Y402H proporcionan resultados contradictorios sobre diferencias funcionales entre las variantes, y en vivo en el trabajo Cfh - / - ratones que expresan humanizado CFH está en curso 8. ARMS2 se encuentra aguas arriba de HtrA1 en el genoma de los primates, aunque el gen está ausente en los ratones. HtrA1 es una serina proteasa, pero ARMS2 está mal caracterizada. El desequilibrio de ligamiento entre los SNPs en el locus asociado a AMD ha hecho que sea difícil determinar las contribuciones al riesgo de mutaciones individuales de los genes en esta región, pero trabajos recientes han sugerido que es la sobreexpresión de HtrA1 en lugar de ARMS2 que conduce a la neovascularización y depósitos de proteínas subretinianas 9-11. Sin embargo, la proximidad de los genes en este locus puede permitir interacciones que no pueden ser estudiados utilizando transgenes insertados aleatoriamente.

Además de AMD, la familia HtrA de serina proteasas se ha asociado con muchas enfermedades humanas. Todas las proteínas HtrA contienen un dominio de serina proteasa seguido por al menos un dominio PDZ C-terminal. HtrA1, HtrA3 y HtrA4 comparten el grhomología comieres, que consta de un dominio de péptido señal, la unión del factor de crecimiento similar a la insulina, un inhibidor de la proteasa de dominio Kazal, el dominio de serina proteasa y un dominio PDZ. HtrA2 tiene un extremo N-terminal diferente, compuesta de una secuencia de localización mitocondrial, dominio transmembrana y el inhibidor de dominio de unión a la apoptosis seguido por los dominios de la proteasa y PDZ 12-16. HtrA1 mamíferos está regulado por la remodelación inducido por el sustrato en el sitio activo de su dominio de proteasa 17-20, y HtrA2 también puede ser modulada por la interacción entre la serina proteasa y dominios PDZ que suprime la actividad de la proteasa 21. Curiosamente, el dominio PDZ no parece conferir regulación similar a HtrA3 16. Las proteasas HtrA también pueden ser reguladas por factores extrínsecos: se ha demostrado recientemente que existe una interacción entre regulador HtrA1 y protoporfirinas 22 y HtrA2 pueden ser reguladas por la fosforilación tras la activación de la p38 MAP quinasavía de una manera dependiente de PINK1 23. La supresión de los miembros individuales de la familia HtrA en ratones se ha documentado, sin embargo efectos mecanicistas sobre todo no están claros en parte debido a la falta de fenotipos visibles.

HtrA1 desempeña una función importante en el control de calidad de proteínas y su regulación deficiente o mutación se ha asociado con muchas enfermedades humanas diferentes, incluyendo la artritis, el cáncer y un mayor riesgo de AMD 3,4,24-32. La pérdida de función HtrA2 en los tejidos neuronales se ha asociado con fenotipos PD en los seres humanos y los ratones, mientras que su pérdida a partir de tejidos no neurales resultados en envejecimiento acelerado 33-37. Desregulación HtrA3 se ha asociado con enfermedades que incluyen preeclampsia y ciertos tipos de cáncer 38,39. Sobre regulación de HtrA4 se ha observado en las placentas de pacientes con preeclampsia, pero los ratones knockout no muestran un fenotipo abierta 40,41. La falta de fenotipos observados en algunos ratones knockout ha sidopostula que ser el resultado de la compensación entre el miembro de la familia HtrA: se cree que tanto HtrA4 y HtrA1 interactuar con la familia TGF-B de las proteínas, lo que permite la compensación por HtrA1 a la supresión de HtrA4 41. Del mismo modo, se piensa que desde HtrA1 y HtrA3 tienen un alto grado de homología de dominio que podrían tener funciones complementarias 42. Sin embargo, se ha sugerido que las proteínas HtrA pueden tener papeles parcialmente antagónicos, compitiendo para regular objetivos comunes 43.

Para investigar más a fondo estos factores de riesgo se generaron tres líneas de ratones humanizados knock-in. En Cfh TM1 (CFH * 9) jhoh y TM2 Cfh (CFH * 9) jhoh, el exón 9 del gen Cfh se sustituye con el exón 9 del homólogo humano. TM1 Cfh (CFH * 9) jhoh codifica la tirosina no enfermedad asociada resto en la posición 402, mientras que Cfh TM2 (CFH * 9) jhoh lleva el Y402H, SNP riesgo asociado. EnARMS2 tm1jhoh la secuencia ARMS2 humana fue dirigida a una región aguas arriba de HtrA1. Una secuencia de parada loxP-flanqueado colocado aguas arriba de la secuencia del gen, pero aguas abajo del promotor UBIC incluido se escindió mediante el cruce de ratones OzCre, que expresan la recombinasa Cre bajo el control del promotor de Rosa26, como se describió anteriormente 34. Además de estos knock-in líneas, se generaron alelos knockout condicional para Cfh y HtrA1 (Cfh tm1jhoh y tm1jhoh HtrA1), así como los demás miembros de la familia HtrA conocidos: HtrA2 (HtrA2 tm1jhoh), HtrA3 (tm1jhoh HtrA3) y HtrA4 ( tm1jhoh HtrA4). Los agujeros ciegos de la línea germinal se crearon mediante el cruce de ratones OzCre a animales modificados para flanquear exones específicos con sitios loxP, tales que la supresión provoca un cambio de marco y / o supresión del dominio activo (Cfh; exón 3, HtrA1; exones 2-3, HtrA2: exones 2-4, HtrA3; exón 3, HtrA4; exones 4-6) 34,41. Una deleción neural de HtrA2, elimina el uso de la recombinasa Cre bajo el control del promotor de nestina (HtrA2 flox; Tg (Nes-cre) 1Kln / J), también se ha descrito 34. Sólo los ratones que carecen de HtrA2, sistémica o en los tejidos neuronales, muestran fenotipos claros, que presentan fenotipos parkinsonianos.

Dado que algunos de estos genes de interés se postulan para ser localizado en las mitocondrias 11,44-47, y la supresión de HtrA2 generó fenotipos parkinsonianos, un régimen de fenotipificación con un enfoque mitocondrial y neurológico se describen aquí y se proporcionan resultados representativos de las pruebas de interés . Con el fin de examinar ratones genéticamente modificados producidos para investigar humano, la enfermedad relacionada con la edad a fondo y sistemáticamente se estableció un programa inicial fenotipificación, que consiste en una serie de pruebas relacionadas con los dos principalesenfermedades de interés: AMD y el Parkinson.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Protocolo

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ética declaración: Los estudios con animales se realizaron de acuerdo con los Institutos Nacionales de Salud en las recomendaciones de la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio y Cuidado de Animales institucional y el empleo Comisión (IACUC) de la Universidad de Yale.

1. Ensayo de comportamiento de los ratones modificados genéticamente

Nota: Todos los ratones deben ser sometidos al mismo régimen de pruebas para limitar las diferencias en la habituación a la manipulación. Las pruebas deben realizarse a la misma hora del día cada vez.

  1. Neonatal Hind prueba Limb
    Nota: La prueba del miembro posterior se lleva a cabo todos los días de día postnatal (P) 4 a P10 para evaluar la fuerza muscular de las extremidades posteriores proximal, debilidad y fatiga.
    1. los ratones de transporte a la zona de pruebas y dejar reposar durante 30 minutos antes de la prueba.
    2. Preparar aparato de ensayo por la limpieza de un 50 ml tubo cónico con 70% de etanol, empujando dos (P8-P4) o un (P9-P10) bolas de algodón para la parte inferior de la tUbe y asegurar en una posición vertical.
    3. Retirar una cría a partir del peso de la jaula y registro. Mantenga las crías en que sostiene la bandeja en la almohadilla de calor cada vez que no probar.
    4. suspender suavemente las extremidades posteriores del recién nacido por encima del borde del tubo cónico, de modo que esté orientada hacia abajo hacia las bolas de algodón. Contar el número de intentos de tracción realizados y medida de latencia para caer usando un cronómetro.
    5. Repetir una vez más y luego etiquetar el cachorro con marcador. Después, identificar las crías P6 por el recorte del dedo del pie. Frotar suavemente con crías de las camas jaula antes de reemplazar.
    6. Limpiar tubo cónico con 70% de etanol.
    7. Repetir la prueba en el próximo cachorro hasta que toda la camada ha sido probado.
    8. Disponer de bola de algodón y tubo cónico. Limpiar todo el equipo con un 70% de etanol.
  2. Prueba de Observación Destetado
    Nota: La prueba de observación del destete se administra todos los días de P19 a P21 para anotar los niveles de movimiento y la actividad general.
    1. los ratones de transporte a una zona de pruebasnd dejar reposar durante 30 minutos antes de la prueba.
    2. Preparar cuadro de pruebas de plexiglás marcada con una cuadrícula de 6x6 de 2 cuadrados pulgadas en la base por la limpieza con 70% de etanol. Configurar un equipo de vídeo a un lado de tal manera que toda la caja está en el campo de visión. Mantenga el equipo y los alrededores de la misma cada día para evitar la introducción de novedad.
    3. Retire un niño destetado de la jaula y colocar en una taza limpia de retención. Registrar el peso.
    4. Iniciar la grabación de vídeo por el rodaje de la tarjeta de identificación de la prueba, con el número de identificación del ratón, la edad y la fecha de la prueba. Transferir el ratón que sostiene la taza de la plaza del centro. Tiempo durante tres minutos, contando el número de líneas atravesadas por las dos patas delanteras del ratón durante la prueba.
    5. Volver ratón a una grabación de vídeo jaula y limpieza final.
    6. Limpiar el aparato de ensayo con 70% de etanol.
    7. Repita hasta que toda la basura se prueba, a continuación, devolver todos los cachorros a la jaula.
    8. Limpiar todo el equipo de prueba con un 70% de etanol.
    9. Uso de los videos, cuantificar el número de eventos por medio del conteo de crianza después de la observación visual, donde un ratón se coloca con ambas patas delanteras claras de apoyo, y la preparación de eventos, donde ambas patas delanteras se dedican a la limpieza.
  3. Alambre de malla prueba la fuerza de agarre
    Nota: La prueba de la fuerza de prensión se lleva a cabo en días alternos entre P22 y P26, para evaluar la fuerza neuromuscular.
    1. los ratones de transporte al área de prueba y dejar reposar en la jaula durante 30 minutos antes de la prueba.
    2. Preparar aparato de limpieza por una caja y acoplamiento de la rejilla de plexiglás con 70% de etanol. Coloque el plástico de burbujas en la parte inferior de la caja y cubrir con papel.
    3. ratones separados en grupos de tres, poniendo en tazas individuales de cartera.
    4. Colocar primero ratón en el centro de la malla de alambre y lentamente invertir 10-20 cm por encima de la superficie suave en la parte inferior de la caja de plexiglás. Medir la latencia a caer usando un cronómetro. Terminar la prueba después de haber transcurrido 60 segundos si el ratón no lo haceotoño.
    5. Volver ratón para sujeción de copa, limpie la malla con un 70% de etanol y reemplazar el papel sobre el plástico de burbujas. Llevar a cabo la prueba en los dos ratones restantes en el grupo antes de regresar a la primera. Repita hasta que cada ratón se ha puesto a prueba un total de tres veces.
    6. Devolver al grupo a una jaula limpia y continuar con el resto de grupos. Si hay menos de tres ratones en cualquier grupo, asegúrese de que se permite un intervalo de recuperación entre ensayos 5 min.
    7. Devolver todos los ratones de la jaula de alojamiento, a disponer de papel y equipos de prueba limpia con un 70% de etanol.

2. Examen de la estructura de la retina

  1. Anestesiar los animales en P30-35 por inyección intraperitoneal de ketamina (100 mg / kg) y xilazina (10 mg / kg). Evaluar la profundidad de la anestesia pellizcando la almohadilla plantar y proceder sólo en la ausencia de una respuesta, de acuerdo con las directrices del IACUC. Perfusión con PFA al 4% / PBS 48.
  2. Para eliminar los ojos, limpiar la piel en la incisión SIde TE con 70% de etanol, antes de cortar a través de la piel en la base del cráneo. Pelar la piel para exponer el cráneo y limpio, con un 70% de etanol. El uso de instrumentos limpios, cortar cuidadosamente a través del cráneo para llegar a las cuencas de los ojos y exponer los ojos. Cortar el nervio óptico, retire suavemente el ojo de la toma y enjuague en PBS.
  3. Fijar los ojos en 4% PFA / PBS durante 10 min a temperatura ambiente.
  4. Coloque los ojos en una pequeña placa de Petri que contiene PBS. Hacer una pequeña incisión en el centro de la córnea utilizando tijeras de eliminación de puntadas. Retire la córnea cortando el borde entre la córnea y la esclerótica. El uso de fórceps para extraer el iris. Por último, pelar las capas de RPE, dejando intacta la retina y el cristalino en su lugar.
    Nota: El PFA / PBS fijación 4% causará desprendimiento de RPE que permite la RPE a ser fácilmente pelado desde el exterior de la retina.
  5. Re-fix en 4% PFA / 30% sacarosa / PBS durante 15 min a temperatura ambiente antes de volver el ojo a una placa de Petri que contiene PBS. Tire de la lens utilizando pinzas, con lo que el cuerpo vítreo junto con él.
  6. Cryoprotect en sacarosa al 30% durante la noche a 4 ° C.
  7. los ojos de la capa en el compuesto óptimo de corte de temperatura (OCT) y la transferencia a un molde de inclusión que contiene frescos PTU. Oriente el ojo de tal manera que el plano sagital es paralelo con la cara de corte, utilizando como pocos movimientos como sea posible y evitando la introducción de burbujas de aire. Flash congelación por inmersión del molde en un baño de hielo seco / etanol. bloques almacenar a -80 ° C.
  8. El uso de un criostato, cortar 20 micras secciones sagitales y recoger en portaobjetos ya lavadas.
  9. Secciones se tiñen con hematoxilina y eosina de acuerdo con protocolos estándar 49. Imagen utilizando un microscopio óptico equipado para microscopía de campo claro.

3. La tinción histoquímica

  1. Preparación de la muestra
    1. La eutanasia a los animales en P30-35 usando sobredosis de isoflurano (30% en propilenglicol) a través de la inhalación gota abierta. Evaluar la eutanasia por el cesede la respiración, los latidos del corazón y la falta de respuesta a pellizcar la almohadilla plantar. Confirmar la muerte por dislocación cervical y la extracción de órganos, de acuerdo con las directrices del IACUC.
    2. Para retirar el cerebro, limpiar la piel en el sitio de la incisión con 70% de etanol, antes de cortar a través de la piel en la base del cráneo. Pelar la piel para exponer el cráneo y limpio, con un 70% de etanol. El uso de instrumentos limpios, cuidadosamente cortados a través del cráneo y retirar para exponer el cerebro. Retire las membranas, y retire con cuidado el cerebro de la cavidad del cráneo. Enjuague en PBS.
    3. Escudo. El cerebro en OCT y la transferencia a un molde de inclusión que contiene frescos octubre Oriente el cerebro de tal modo que el plano sagital es paralelo con la cara de corte, utilizando como pocos movimientos como sea posible y evitando la introducción de burbujas de aire. Flash de congelación por inmersión del molde en un baño de hielo seco / etanol y se almacena a -80 ° C.
    4. El uso de un criostato, cortar 10 micras secciones sagitales y recoger en portaobjetos ya lavadas.
  2. NADH diaforasa tinción
    1. Preparar tampón de 0,05 M Tris, pH 7,6 mediante la disolución de 5,72 g de Tris-HCl y 1,66 g de base Tris en agua 1L-desionizada. Almacenar a 4 ° C durante un máximo de seis semanas.
    2. Preparar la solución de NADH (NADH 2,25 mM en tampón Tris 0,05 M). Alícuota y almacenar a -20 ° C.
    3. Preparar la solución de NBT (2,5 mM nitro-azul de tetrazolio en tampón Tris 0,05 M). Almacenar a 4 ° C durante hasta seis semanas en una botella de vidrio.
    4. Combinar volúmenes iguales de solución de NADH y solución de NBT para hacer solución de tinción y añadir 1 ml de cada diapositiva. Incubar a 37 ° C en una cámara humidificada durante 30 min.
    5. Solución de tinción Aspirar y lavar tres veces con dH2O
    6. Lavar tres veces cada uno en orden ascendente y descendente concentraciones de acetona / dH 2 0 (30%, 60%, 90%, 60%, 30%) durante 2 minutos a temperatura ambiente.
    7. Enjuague tres veces en dH 2 O y montar las secciones con un medio acuoso. Imagen utilizando un microscopio óptico equipado para f brillanteLa microscopía ield. La tinción con azul corresponde a la actividad enzimática.
  3. La tinción histoquímica la succinato deshidrogenasa
    1. Preparar 0,2 M de fosfato de sodio monobásico / dH 2 O y 0,2 M de fosfato de sodio dibásico / dH2O
    2. Hacer tampón de 0,2 M fosfato, pH 7,6 mediante la combinación de 3 partes de fosfato monobásico con fosfato dibásico de 20 partes de sodio.
    3. Preparar la solución de tinción (succinato de sodio 0,1 M, 1,25 M NBT en tampón fosfato 0,2 M) y se añade 1 ml a cada diapositiva. Incubar a 37 ° C en una cámara humidificada durante 60 minutos.
    4. Solución de tinción Aspirar y lavar tres veces en dH 2 O.
    5. Lavar tres veces cada uno en orden ascendente y descendente concentraciones de acetona / dH 2 O (30%, 60%, 90%, 60%, 30%) durante 2 minutos a temperatura ambiente.
    6. Enjuague tres veces en dH 2 O y montar las secciones con un medio acuoso. Imagen utilizando un microscopio óptico equipado para microscopía de campo claro. La tinción con azul corresponde a la norma ENzymatic actividad.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Resultados

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Esta sección describe ejemplos de los resultados que se pueden obtener usando estos métodos. En la prueba de las extremidades posteriores, el número de intentos de tracción hecha y la latencia para el otoño son sumados por dos pruebas consecutivas para cada día. Esta prueba puede ser utilizada para comparar genéticamente diferentes grupos para distinguir los ratones con reducida fuerza neuromuscular tm1jhoh HtrA2 (HtrA2 KO) ratones en la Figura 1A -. ...

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Discusión

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Se necesitan tratamientos robustos para limitar el impacto de las condiciones relacionadas con el envejecimiento humano debilitante, pero sigue siendo difícil para muchas condiciones. Para identificar posibles dianas terapéuticas y desarrollar estrategias de intervención, las causas y la patología de las enfermedades asociadas con el envejecimiento primero deben ser entendidos. No todos los ratones modificados genéticamente inmediatamente presentes con fenotipos claros que están relacionados con la enfermedad de interés...

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Divulgaciones

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los autores no tienen intereses contrapuestos que divulgar.

Agradecimientos

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los fondos para esta investigación provino de la Fundación Médica Adelfa y el Fondo de Investigación del Decano Facultad de Medicina de la Universidad de Yale (JH). Agradecemos al Dr. Koenig Claire para obtener ayuda con los experimentos de comportamiento. Genéticamente líneas de ratón diseñado se generaron en Ozgene (Perth, Australia).

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
EtanolDecon (Fisher Scientific)435541
Tubo cónico de 50 mlFisher Scientific1443222
bolas de algodón
0000756-500-000
Bandeja de retención (bandeja de cubitos de hielo)Walmart
Cronómetro electrónicoGOGOPC396
Caja de plexiglásconstruida en tallerde 12" por 12" 
Videocámara Vixia HF R400Canon8155B004
9 oz Tazas transparentesWalmart
Malla de alambre de 1/4 de pulgadaHome Depot204331884 (en línea) / 554219 (en tienda)12" por 12" 
Plástico de burbujasVWR470092-416
Pinza de muestra rectaVWR82027-438
Pinza de disección de punta finaVWR82027-408
Tijera finaVWR82027-578
Solución de paraformaldehído al 16% ElectrónicaMicroscopy Sciences15710
10x solución salina tamponada con fosfato pH 7,4American BioanalyticalAB11072-04000
SacarosaJT Baker4072-01
portaobjetos superfrostFisher Scientific12-550-15
tinción de hematoxilinaFisher Scientific (Ricca)353016
Eosina Y solución de tinción FisherScientific (Ricca)2845-32
Clorhidrato de TrisSigmaT3253
TrisAmerican BioanalyticalAB02000-01000
Dinucleótido de nicotinamida adenina, hidrato de sal disódica reducidaSigmaN8129
Cloruro azul de nitrotetrazolioSigmaN6876
AcetonaJT Baker9006-05
Fosfato de sodio monobásico monohidratadoSigmaS9638
Fosfato de sodio dibásico heptahidratadoSigmaS9390
Succinato de sodio dibásico hexahidratadoSigmaS2378
VectaMount medio de montaje acuosoVector LabsH-5501-60
CubreobjetosFisher Scientific12-545-M60 mm x 24 mm
Microscopio AxioImager A1Zeiss
Trípode de cámarade vídeo Amazon
Temperatura óptima de corte (OCT)Fischer Scientific23730571
Cryostat Sectioning  MáquinaLeica CM1900Descontinuado pero reemplazado por CM1950
Walmart estera térmica Sunbeam solución de

Referencias

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Klein, R. J., et al. Complement factor H polymorphism in age-related macular degeneration. Science. 308, 385-389 (2005).
  2. Zareparsi, S., et al. Strong association of the Y402H variant in complement factor H at 1q32 with susceptibility to age-related macular degeneration. Am J Hum Genet. 77, 149-153 (2005).
  3. Yang, Z., et al. A variant of the HTRA1 gene increases susceptibility to age-related macular degeneration. Science. 314, 992-993 (2006).
  4. Dewan, A., et al. HTRA1 promoter polymorphism in wet age-related macular degeneration. Science. 314, 989-992 (2006).
  5. Francis, P. J., Zhang, H., Dewan, A., Hoh, J., Klein, M. L. Joint effects of polymorphisms in the HTRA1, LOC387715/ARMS2, and CFH genes on AMD in a Caucasian population. Mol Vis. 14, 1395-1400 (2008).
  6. Cameron, D. J., et al. HTRA1 variant confers similar risks to geographic atrophy and neovascular age-related macular degeneration. Cell Cycle. 6, 1122-1125 (2007).
  7. Herbert, A. P., et al. Structure shows that a glycosaminoglycan and protein recognition site in factor H is perturbed by age-related macular degeneration-linked single nucleotide polymorphism. J Biol Chem. 282, 18960-18968 (2007).
  8. Ding, J. D., et al. Expression of human complement factor h prevents age-related macular degeneration-like retina damage and kidney abnormalities in aged cfh knockout mice. Am J Pathol. 185, 29-42 (2015).
  9. Nakayama, M., et al. Overexpression of HtrA1 and exposure to mainstream cigarette smoke leads to choroidal neovascularization and subretinal deposits in aged mice. Invest Ophthalmol Vis Sci. 55, 6514-6523 (2014).
  10. Liu, J., Hoh, J. Postnatal overexpression of the human ARMS2 gene does not induce abnormalities in retina and choroid in transgenic mouse models. Invest Ophthalmol Vis Sci. 56, 1387-1388 (2015).
  11. Kanda, A., et al. A variant of mitochondrial protein LOC387715/ARMS2, not HTRA1, is strongly associated with age-related macular degeneration. Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 16227-16232 (2007).
  12. Zumbrunn, J., Trueb, B. Primary structure of a putative serine protease specific for IGF-binding proteins. FEBS Lett. 398, 187-192 (1996).
  13. Clausen, T., Southan, C., Ehrmann, M. The HtrA family of proteases: implications for protein composition and cell fate. Mol Cell. 10, 443-455 (2002).
  14. Nie, G. Y., Hampton, A., Li, Y., Findlay, J. K., Salamonsen, L. A. Identification and cloning of two isoforms of human high-temperature requirement factor A3 (HtrA3), characterization of its genomic structure and comparison of its tissue distribution with HtrA1 and HtrA2. Biochem J. 371, 39-48 (2003).
  15. Runyon, S. T., et al. Structural and functional analysis of the PDZ domains of human HtrA1 and HtrA3. Protein Sci. 16, 2454-2471 (2007).
  16. Glaza, P., et al. Structural and Functional Analysis of Human HtrA3 Protease and Its Subdomains. PLoS One. 10, e0131142. 10, e0131142(2015).
  17. Dolmans, D. E., Fukumura, D., Jain, R. K. Photodynamic therapy for cancer. Nat Rev Cancer. 3, 380-387 (2003).
  18. Grau, S., et al. Implications of the serine protease HtrA1 in amyloid precursor protein processing. Proc Natl Acad Sci U S A. 102, 6021-6026 (2005).
  19. Lecha, M., Puy, H., Deybach, J. C. Erythropoietic protoporphyria. Orphanet J Rare Dis. 4, 19(2009).
  20. Ethirajan, M., Chen, Y., Joshi, P., Pandey, R. K. The role of porphyrin chemistry in tumor imaging and photodynamic therapy. Chem Soc Rev. 40, 340-362 (2011).
  21. Li, W., et al. Structural insights into the pro-apoptotic function of mitochondrial serine protease HtrA2/Omi. Nat Struct Biol. 9, 436-441 (2002).
  22. Jo, H., Patterson, V., Stoessel, S., Kuan, C. Y., Hoh, J. Protoporphyrins enhance oligomerization and enzymatic activity of HtrA1 serine protease. PLoS One. 9, 115362(2014).
  23. Bogaerts, V., et al. Genetic variability in the mitochondrial serine protease HTRA2 contributes to risk for Parkinson disease. Hum Mutat. 29, 832-840 (2008).
  24. Baldi, A., et al. The HtrA1 serine protease is down-regulated during human melanoma progression and represses growth of metastatic melanoma cells. Oncogene. 21, 6684-6688 (2002).
  25. Oka, C., et al. HtrA1 serine protease inhibits signaling mediated by Tgfbeta family proteins. Development. 131, 1041-1053 (2004).
  26. Chien, J., et al. A candidate tumor suppressor HtrA1 is downregulated in ovarian cancer. Oncogene. 23, 1636-1644 (2004).
  27. Grau, S., et al. The role of human HtrA1 in arthritic disease. J Biol Chem. 281, 6124-6129 (2006).
  28. Chien, J., et al. Serine protease HtrA1 modulates chemotherapy-induced cytotoxicity. J Clin Invest. 116, 1994-2004 (2006).
  29. Chien, J., Campioni, M., Shridhar, V., Baldi, A. HtrA serine proteases as potential therapeutic targets in cancer. Curr Cancer Drug Targets. 9, 451-468 (2009).
  30. Hara, K., et al. Association of HTRA1 mutations and familial ischemic cerebral small-vessel disease. N Engl J Med. 360, 1729-1739 (2009).
  31. Jones, A., et al. Increased expression of multifunctional serine protease, HTRA1, in retinal pigment epithelium induces polypoidal choroidal vasculopathy in mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 108, 14578-14583 (2011).
  32. Vierkotten, S., Muether, P. S., Fauser, S. Overexpression of HTRA1 leads to ultrastructural changes in the elastic layer of Bruch's membrane via cleavage of extracellular matrix components. PLoS One. 6, e22959(2011).
  33. Strauss, K. M., et al. Loss of function mutations in the gene encoding Omi/HtrA2 in Parkinson's disease. Hum Mol Genet. 14, 2099-2111 (2005).
  34. Patterson, V. L., et al. Neural-specific deletion of Htra2 causes cerebellar neurodegeneration and defective processing of mitochondrial OPA1. PLoS One. 9, 115789(2014).
  35. Jones, J. M., et al. Loss of Omi mitochondrial protease activity causes the neuromuscular disorder of mnd2 mutant mice. Nature. 425, 721-727 (2003).
  36. Martins, L. M., et al. Neuroprotective role of the Reaper-related serine protease HtrA2/Omi revealed by targeted deletion in mice. Mol Cell Biol. 24, 9848-9862 (2004).
  37. Kang, S., et al. Loss of HtrA2/Omi activity in non-neuronal tissues of adult mice causes premature aging. Cell Death Differ. 20, 259-269 (2013).
  38. Dynon, K., et al. HtrA3 as an early marker for preeclampsia: specific monoclonal antibodies and sensitive high-throughput assays for serum screening. PLoS One. 7, e45956(2012).
  39. Singh, H., et al. HtrA3 Is Downregulated in Cancer Cell Lines and Significantly Reduced in Primary Serous and Granulosa Cell Ovarian Tumors. J Cancer. 4, 152-164 (2013).
  40. Inagaki, A., et al. Upregulation of HtrA4 in the placentas of patients with severe pre-eclampsia. Placenta. 33, 919-926 (2012).
  41. Liu, J., Li, Y., Hoh, J. Generation and characterization of mice with a conditional null allele of the HtrA4 gene. Mol Med Rep. , (2015).
  42. Bowden, M. A., Di Nezza-Cossens, L. A., Jobling, T., Salamonsen, L. A., Nie, G. Serine proteases HTRA1 and HTRA3 are down-regulated with increasing grades of human endometrial cancer. Gynecol Oncol. 103, 253-260 (2006).
  43. Chen, Y. Y., et al. Functional antagonism between high temperature requirement protein A (HtrA) family members regulates trophoblast invasion. J Biol Chem. 289, 22958-22968 (2014).
  44. Fritsche, L. G., et al. Age-related macular degeneration is associated with an unstable ARMS2 (LOC387715) mRNA. Nat Genet. 40, 892-896 (2008).
  45. Beleford, D., Rattan, R., Chien, J., Shridhar, V. High temperature requirement A3 (HtrA3) promotes etoposide- and cisplatin-induced cytotoxicity in lung cancer cell lines. J Biol Chem. 285, 12011-12027 (2010).
  46. Hegde, R., et al. Identification of Omi/HtrA2 as a mitochondrial apoptotic serine protease that disrupts inhibitor of apoptosis protein-caspase interaction. J Biol Chem. 277, 432-438 (2002).
  47. Martins, L. M., et al. The serine protease Omi/HtrA2 regulates apoptosis by binding XIAP through a reaper-like motif. J Biol Chem. 277, 439-444 (2002).
  48. Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. J Vis Exp. , (2012).
  49. Fischer, A. H., Jacobson, K. A., Rose, J., Zeller, R. Hematoxylin and eosin staining of tissue and cell sections. CSH Protoc. 2008. 2008, pdb prot4986 (2008).
  50. Wahlsten, D. A developmental time scale for postnatal changes in brain and behavior of B6D2F2 mice. Brain Res. 72, 251-264 (1974).
  51. El-Khodor, B. F., et al. Identification of a battery of tests for drug candidate evaluation in the SMNDelta7 neonate model of spinal muscular atrophy. Exp Neurol. 212, 29-43 (2008).
  52. Brand, M. D., Nicholls, D. G. Assessing mitochondrial dysfunction in cells. Biochem J. 435, 297-312 (2011).
  53. Chance, B., Williams, G. R., Holmes, W. F., Higgins, J. Respiratory enzymes in oxidative phosphorylation. V. A mechanism for oxidative phosphorylation. J Biol Chem. 217, 439-451 (1955).
  54. Kamo, N., Muratsugu, M., Hongoh, R., Kobatake, Y. Membrane potential of mitochondria measured with an electrode sensitive to tetraphenyl phosphonium and relationship between proton electrochemical potential and phosphorylation potential in steady state. J Membr Biol. 49, 105-121 (1979).
  55. Brown, G. C., Brand, M. D. Proton/electron stoichiometry of mitochondrial complex I estimated from the equilibrium thermodynamic force ratio. Biochem J. 252, 473-479 (1988).

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Reimpresiones y permisos

Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este artículo de JoVE

Solicitar permiso

Etiquetas

Prueba de extremidades posterioresPrueba de observaci n de destetePrueba de fuerza de agarreTinci n de NADH diaforasaTinci n de succinato deshidrogenasaTinci n histoqu micaCadena de transporte de electronesKnockout de HtrA2

Artículos relacionados