אנו מתארים סדרה של שיטות להזריק צבעים, וקטורי DNA, וירוסים, ותאים במטרה לעקוב אחר שני גורל התא והפנוטיפ של תאי אנדוגני והמורכבים שמקורם בתאים עובריים או pluripotent בעוברי עכברים ביום עוברי (E) 9.5 ושלבים מאוחרים יותר של פיתוח.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
אנו מתארים סדרה של שיטות להזריק צבעים, וקטורי DNA, וירוסים, ותאים במטרה לעקוב אחר שני גורל התא והפנוטיפ של תאי אנדוגני והמורכבים שמקורם בתאים עובריים או pluripotent בעוברי עכברים ביום עוברי (E) 9.5 ושלבים מאוחרים יותר של פיתוח.
בדיקת גורלם של תאי גזע עובריים או נגזרי pluripotent במבחנת פרוטוקולים הובילה לתוצאות שנויות במחלוקת, שאינו משקפים בהכרח in vivo את הפוטנציאל שלהם. רצוי, צריכים להיות ממוקמים בתאים אלה בסביבה עוברית תקינה על מנת לרכוש פנוטיפ מובהק שלהם. יתר על כן, שושלת תא התחקות מחקרים בעכבר לאחר סימון תאים עם צבעים או וקטורי רטרווירלי נשארה מוגבלת בעיקר לעוברי עכברים בשלב מוקדם עם איברים עדיין מפותחים. כדי להתגבר על מגבלות אלה, עיצבנו פרוטוקולי microinjection סטנדרטיים ותיווך אולטרסאונד כדי להזריק סוכנים שונים באזורים הממוקדים של הלב בעוברי עכברים בE9.5 ושלבים מאוחרים יותר של התפתחות. explant או עוברים עובריים בתרבית ואז או שמאלה כדי לפתח עוד יותר ברחם. סוכנים אלה כוללים צבעי ניאון, וירוס, shRNAs, או תאי גזע ובתאים שמקורם בתא. הגישות שלנו מאפשרות לשימור של פוnction של האיבר תוך מעקב הגירה וגורלם של תאים שכותרתו ו / או בזריקה. ניתן להאריך בטכנולוגיות אלה לאיברים אחרים ויהיה מועיל מאוד כדי לענות על שאלות ביולוגיות מרכזיות בביולוגיה של התפתחות.
לפני יותר מעשור, בתאי גזע עובריים אנושיים (HuESCs) כבר נגזרו מבלסטוציטים אנושי 1. מאז, תאים אלה הפכו את הנושא של תחום חשוב של מחקר המתייחס לשאלות שלא סופקו בביולוגיה התפתחותית אנושית. HuESCs לי יתר סיפק תקוות ברפואת רגנרטיבית. בשנים האחרונות, תאים אנושיים מושרה גזע pluripotent (iPSCs) כבר נוצרו מהתאים סומטיים מטופל ספציפי, המספקים מודלים של מחלה גנטית 2. רבים בפרוטוקולי מבחנה להתמיינות של תאי גזע pluripotent עובריים או מושרה כלפי שושלות תאים שונות, כוללים שושלות לב 3, כבר דיווח. התאים מובחנים לעתים קרובות phenotyped על ידי ניתוח של RNA וביטוי חלבון, immunostaining, ו / או בבדיקות תפקודיות מבחנה. עם זאת, נגזרים בתאי גזע pluripotent צריך להיות ממוקם בסביבה עוברית תקינה על מנת לבדוק אם הם רוכשים את cel מלאגורל ליטר של עמיתו העוברי שלהם ובין אם הם לשחזר את התפקוד vivo באמיתי בתגובה לאותות אזוריות. בעוד הנדסת רקמות היא מבטיח, זה עדיין לא מספק את כל הרמזים ידועים ובלתי ידועים של הראוי in vivo מתפתחים רקמה עוברית 4,5.
תא תיוג עם צבעים או וקטורי רטרווירלי בעוברים, לרבות עוברי עכברים, הביא מידע חשוב באשר למקור העוברי של שושלות תאים במהלך התפתחות לב 6. לדוגמא, לצבוע הזרקה אל תוך חלל קרום הלב של עוברי עכברי vivo לשעבר, ואחריו תרבות במבחנה של לבבות בודדים, שימש לתווית תאי epicardial וצאצאיהם 7. עם זאת, צבע ותיוג תא רטרווירלי כבר מיושמים בעיקר לעוברי עכברים מוקדמים עם איברים עדיין מפותחים, או עוברי עופות, שהם יותר נגישים בקלות 8. יוצא מן הכלל הוא במוח, שהוא קל יותר למקד בדוארmbryos 9,10. גישה כזו טרם יושמה אל לב העכבר העוברי הפועם.
כדי להשלים את התיוג ישיר עם צבעים או וירוס ולבצע שושלת התחקות בעוברי שלב מתקדמים יותר בעכבר ועכברים בוגרים, גישת תיוג תא כבר בשילוב עם ניתוח של עכברים הטרנסגניים באמצעות טכנולוגית Cre / לקס. גישת Cre / קס 11 עם זאת תכונות מסוימות מגבלות עקב הספציפיות spatiotemporal של אזורי רגולציה גנומית להשתמש בכונן ביטוי של recombinase, ואת היעילות של רקומבינציה Cre / קס 12. יתר על כן, גישה זו אינה מתייחסת באופן מלא על השאלות הספציפיות של רכישה מונעת נדידת תאים של גורל תא כפי שהוא יכול רק לתייג מבשר לאחר ההפעלה של אזור הרגולציה להשתמש בכונן ביטוי Cre. כמו כן, לא ניתן להחיל על עוברים אנושיים לסוגיות אתיות ברורות.
בהתחשב במגבלות אלה, עיצבנו סדרה של p החדשrotocols להזרים מגוון של סוכני תיוג תא כגון צבעי ניאון, וירוס, מאפנני ביטוי גנים כגון shRNAs ווקטורי תיוג תא מבוסס ה-DNA, או בתאים בעובר של העכבר בE9.5 ושלבים מאוחרים יותר של פיתוח באזורים ממוקדים של לב.
זריקות ה-DNA / התא להשתמש סטראו ומכשיר microinjection פשוט בשילוב עם vivo לשעבר תרבות עובר עד 48 שעה, או לב מבודד או תרבות explant עוברית ל48-72 שעה. גם אנו מדווחים פרוטוקול microinjection תיווך אולטרסאונד בלב העוברי של עכברים ברחם. טכניקה זו מאפשרת ניטור הפיתוח של עוברים 13 ומאפשרת מעקב ארוך טווח של injectates ו / או תאי שכותרתו.
מצאנו כי גישות אלו לשמר את התפקוד של האיברים ולספק סביבה ייצוגית יותר מאשר בדיקה במבחנה של פוטנציאל של תאי גזע. הוא גם מספק את ההזדמנות כדי לעקוב אחר נדידהכותרתו של ו / או הזריק תאים כדי לפקח על גורלם. סופו של דבר, זה אמור להניב הבנה טובה יותר של דפוסים רקמה אזוריים ותהליכים ביולוגיים מרכזיים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנה
נהלי בעלי חיים
לקבל אישור מועדת אתיקה של בעלי חיים ופעל בהתאם להנחיות מוסדיות לעבודה עם וירוס, HuESC ו / או iPSC (כאשר רלוונטי), כמו גם טיפול בעכבר, קבלת עוברי עכברים, וביצוע ניתוחי עכבר. להזדווגויות מתוזמן, היום של התקע נחשב יום עוברי 0.5 / 0.5 ימים לאחר coitum-(E).
2. אוסף של E9.5 וE10.5 עוברים לvivo הזרקה אקס
3. DNA או הזרקת תאים תחת סטראו
4. עובר, לב מבודד, וexplant תרבות
5. הזרקה מונחה אולטראסאונד שבלב n רחם
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שימוש בפרוטוקולי ההזרקה שתוארו לעיל, יכולים להיות מתויגים תאים ו / או מוזרק ללב העכבר העוברי. כהוכחה של מושג, כמה דוגמאות מוצגות בי פרוטוקול ההזרקה וvivo לשעבר explant AVC, לב מבודד, או תרבות עובר כולו אוחדו (איור 1).
איור 1 מציג את ההכנה של העובר לפני הזרקת תא. עובר E9.5 מוסר מdecidua, תוך שמירה על שלמות (איור 1 א) שק חלמון. שק החלמון נפתח בדיוק מעל הלב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לשעבר פרוטוקולי ההזרקה תוך לב vivo שתוארו לעיל נועדו לשמור על תפקוד שריר הלב לפחות 48 שעות באמצע הבמה עוברים (E9.5-E11.5) עכבר. הזרקת גישות אלה מאפשרים להזרקה ממוקדת במרחב של ה-DNA או תאים. כמה דוגמאות שמוצגים איורים 1-3 לספק הוכחה של קונספט להתוויית vivo לשעבר ובמנגנונים מולקולריים vivo של תהליכים התפתחותיים המתרחשים באזורים של הלב מוגבלים, כגון EMT של תאי endocardial או epicardial. והכי חשוב, פרוטוקולים אלה מספקים הזדמנות לעקו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש המחברים אין לחשוף.
המחברים מודים הקרן Leducq (מיטרלי) וNationale סוכנות הידיעות לשפוך la משוכלל ונדיר (מענק ANR Specistem) למימון מחקר זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>הגדרות/חומרה | |||
| 40 מגה-הרץ | VisualSonics | MS550S | |
| מיקרו-מזרק | VisualSonics | ||
| מיקרו-מזרק | Eppendorf | 5242 | |
| מיקרומניפולטור | Eppendorf | 5171 | |
| חנקן | נדרש ללחץ | ||
| מערכת המסילה | VisualSonics | ||
| מסובב לסיבוב צינור זכוכית עם עוברים בתוך החממה | |||
| חממה סטנדרטית | 5% CO2, 37 ° | ||
| סטריאומיקרוסקופ | C Zeiss | Discovery. V8 | |
| Vevo 2100 | VisualSonics | ||
| Microinjection | |||
| Borosilicate צינורות נימיים | Precision Instrument | KTW-120-6 | 1.2-μ m קוטר חיצוני |
| חולץ פיפטה | סאטר | דגם P87 | |
| מחטי מיקרו הזרקה | Origio-Humagen | C060609 | OD/ID 1.14 מ"מ/53 מ"מ, עם 50/35 μ m OD/ID |
| tip מזרקי המילטון | |||
| כלי | בקוטר 10 ס"מ | ||
| שמן מינרלי | סיגמא | M8410 | |
| קרום סיליקון | Visualsonics | 4.3 x 4.3 ס"מ | |
| Play-Doh | |||
| Isoflurane | Vet One | ||
| חומר להסרת שיער | לעיניים Nair | ||
| Optixcare | 31779 | ||
| ג'ל אלקטרודות (סיגנה) | Parker | ||
| Suture | Sofsilk 5-0 | S1173 | |
| ג'ל אולטרסאונד | Aquasonic | ||
| Buprenex Buprenex (בופרנורפין הידרוכלוריד) | רקיט בנקיזר פרמצבטיקה בע"מ | NDC 12496-0757-1 | 0.05-0.1 מ"ג/ק"ג במי מלח |
| <חזק>אחר | |||
| סיליקון אלסטומר | דאו קורנינג | סילגארד 184 | |
| כלי | זכוכית למדע משובח בקוטר | 60 מ"מ | |
| סיכות חרקים | מדע עדינים | 26002-20 | |
| <חזק>ריאגנטים למדיה ותרבות | |||
| Optimem | Medium Life Technologies | 51985026 | |
| M2 בינוני | סיגמא | M7167 | |
| Dulbecco s Eagle Medium | Lonza | BE12-640F | גלוקוז גבוה ו-50% סרום חולדות |
| M16 בינוני | סיגמא | M7292 | |
| סרום עכברוש | Janvier | ODI 7158 | |
| פניצילין/סטרפטומיצין | Life Technologies | 15140-12 | |
| חמצן 40% | נוזל | הנדרש לחמצון מדיום תרבית העובר | |
| סרום | עגל עובריפישר | RVJ35882 | |
| Matrigel | BD | 356230 | |
| קולגן מסוג I | BD | 354236 | לציפוי מנות תרבית לתרבית אקספלנט |
| מנות תרבות | הולנדית / תפוז | 131020 | |
| <חזק>מזריק< / חזק> | |||
| CDCFDA-SE | בדיקות אינויטרוגן / מולקולריות | C1165 | 25 מ"ג/מ"ל DMSO. יש לאחסן בטמפרטורה של -20 °C. יש לדלל 1:100-200 במי מלח לפני השימוש. |
| לנטי-וירוס המבטא PGK-GFP | ~8E9 יחידות תמירה/מ"ל DMEM | ||
| ליפופקטמין 2000 | Life Technologies | 11668019 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה