אנו מתארים שיטה ליצירת מודל אפשרי של דג זברה למחלת כליות פוליציסטית. השתמשנו בדגי Tg(wt1b:GFP) כדי לדמיין את מבנה הכליות. הפלה של wnt5a הייתה על ידי הזרקת מורפולינו. היווצרות ציסטה פרונפרית לאחר נוקדאון wnt5a נצפתה בדג הזברה הטרנסגני GFP הזה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אנו מתארים שיטה ליצירת מודל אפשרי של דג זברה למחלת כליות פוליציסטית. השתמשנו בדגי Tg(wt1b:GFP) כדי לדמיין את מבנה הכליות. הפלה של wnt5a הייתה על ידי הזרקת מורפולינו. היווצרות ציסטה פרונפרית לאחר נוקדאון wnt5a נצפתה בדג הזברה הטרנסגני GFP הזה.
מחלת כליות פוליציסטית (PKD) היא אחד הגורמים השכיחים ביותר למחלת כליות סופנית, מחלה הרסנית שאין לה תרופה. המנגנונים המולקולריים המובילים להיווצרות ציסטות ב-PKD נותרו מעט לא ברורים, אך נחשבים גנים רבים מעורבים. Wnt5a הוא גליקופרוטאין לא קנוני המווסת מגוון רחב של תהליכי התפתחות. Wnt5a פועל דרך מסלול קוטביות התאים המישוריים (PCP) המווסת את חלוקת התאים המכוונת במהלך התארכות תאים צינוריים בכליות. פגמים במסלול ה-PCP נמצאו כגורמים להיווצרות ציסטה בכליות. המאמר שלנו מתאר שיטה לפיתוח מודל מחלת כליות ציסטית של דג הזברה על ידי הפלת הגן wnt5a עם אוליגונוקלאוטידים של wnt5a antisense morpholino (MO). דגי זברה טרנסגניים Tg(wt1b:GFP) שימשו להדמיית מבנה הכליות וציסטות בכליות לאחר נוקדאון wnt5a. נעשה שימוש בשני MOs אנטי-סנס נפרדים (AUG - ו-splice-site) ושניהם הביאו לפנוטיפ זנב מתולתל והיווצרות ציסטה לאחר נוקדאון wnt5a. הזרקת mRNA Wnt5a של עכבר, עמיד ל-MOs עקב הבדל במבנה זוג הבסיסים הראשוני, הצילה את הפנוטיפ החריג, והוכיחה שהפנוטיפ לא נבע מהשפעות "מחוץ למטרה" של המורפולינו. עבודה זו תומכת בתוקף השימוש במודל דג זברה לחקר תפקוד wnt5a בכליה.
עוברי דג הזברה (Danio rerio) היו בשימוש נרחב כמודל ללימוד פיתוח כליות ומחלת כליות פוליציסטיות. ישנם יתרונות רבים לשימוש דג הזברה כמודל חיה: את הכדאיות של חקר אינטראקציות גנטיות, את היכולת להשתמש בmorpholinos antisense (MO) למציאת חלבון, הזדמנות assay במהירות מספר גדול של עוברים, ואת הקלות של צפייה פנוטיפים איבר ב חיים זחלים 1. כִּליַת רֵאשִׁית היא הכליה הראשונה לפתח בבעלי חוליות ופונקציונלי בדג הזברה זחל 2. המבנה של דג הזברה כִּליַת רֵאשִׁית בהשוואה פשוט יחסית לmetanephros היונקים, הכליות שלישי ואחרונה להתפתח ביונקים. נפרון הוא יחידת העבודה של הכליות, עם כל כליה אנושית המכילה בין 500,000-1,000,000 nephrons 3,4 וכל כליה עכבר יש כ -13,000 nephrons 5, ולכן קשה להבחין מבנה נפרון יחיד in כליות אדם או לעכבר. יש דג הזברה רק שני nephrons, וכל נפרון דג הזברה מכיל את כל הרכיבים העיקריים נמצאים בglomerulus והצינוריות של עכברים ובני אדם 6 וסוגי תאים דומים מתמחים כליות. בהשוואה לדגמי חוליות אחרות כגון Xenopus, נפרון דג הזברה דומה יותר נפרון היונקים כי יש לו מערכת סגורה 7.
בשנים האחרונות, הגנום דג הזברה כבר רצף, המאפשר היכרות הרחבה של כלים גנטיים, מוטציה משאבים נרחבים, ואוספים של קווי כתב מהונדסים בדגמי דג הזברה. כִּליַת רֵאשִׁית דג הזברה הצורות בין 12-72 לאחר שעה ההפריה (hpf) וניתן דמיינו בקלות בעוברים השקופים. חלבון הגידול של וילם WT1 הוא גורם חיוני להתפתחות כליות. קווי דג הזברה מהונדסים מבטא חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) תחת השליטה של אמרגן wt1b Tg (wt1b: GFP) להראות expre GFPssion ממוקם דווקא באזורי pronephric בעוברי דג הזברה, החל מ -17 hpf 8. Nephronophthisis (NPHP), מחלת כליות פיברוזיס אוטוזומלית רצסיבית, נגרמת על ידי מוטציות של גני NPHP 9. NPHP4 מציאה על ידי morpholino גרם היווצרות ציסטה בTg (wt1b: GFP). דגי 10 לכן, דג מהונדס זה הוא מודל מתאים להתבוננות מבני כליות והיווצרות ציסטה במהלך התפתחות כליות. חשוב לציין, את ההשפעה של מאפננים של פיתוח כליות ניתן ללמוד באמצעות זן זה בזמן ובאופן יעיל עבודה.
העיתון שלנו מתאר את השימוש בTg (wt1b: GFP) דגים כמודל לדמיין היווצרות ציסטה בכליות לאחר אפנון הגן. אנחנו השתמשנו נגד תחושה-אתר שחבור ההתחלה וMOS להפיל את גן wnt5a בדג זברה. Wnt5a הוא גליקופרוטאין מופרש הלא קנוניה של משפחת Wnt שממלא תפקיד חשוב בהתפתחות איברים ולאחר לידה סלולרית שוניםפונקציה 11. Wnt5a עובד דרך מסלולי Wnt הלא קנוניות, כוללים מסלול קוטבי תא מישוריים (PCP), שכבר נמצא לשחק תפקיד בחלוקת תא אוריינטציה במהלך התארכות צינורי כליות. Wnt5a מסדיר את המסלול / PCP Wnt על ידי יצירה מורכבת עם קולטן כמו טירוזין קינאז (ריק), אשר transduces איתות Wnt5a נוסף על ידי יצירה מורכבת עם חלבוני VANGL קוטביות תא מישוריים 2 (Vangl2), ובכך לקדם יציבות Vangl2 12. פגמים במסלול PCP יכולים לגרום לחלוקת תא אקראית ולגרום להיווצרות ציסטה בכליה. אנחנו השתמשנו Tg (wt1b: GFP) קו דג הזברה להתבונן היווצרות ציסטה בכליות הבאות מציאה wnt5a. Tg (wt1b: GFP) מודל דג הזברה מאפשר הדמיה חיה ותצפית בזמן של מבנה כליות. לאחר מציאה wnt5a, היווצרות ציסטה בכליות נמצאה מתחילה ב 24 hpf; בגיל 72 hpf, ניתן היו למצוא ציסטות בglomeruli וtubules הפרוקסימלי. שיטה זו יכולה לשמש גם ליםקרין גנים אחרים שעלולים לגרום להיווצרות ציסטה בכליות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הצהרת אתיקה:: הערה כל ניסויי דג הזברה אושרו על ידי הוועדה המוסדית הטיפול בבעלי חיים ושימוש בבית הספר לרפואת וירג'יניה מזרח.
1. הכנת Morpholino
2. הכנת מכשירי ההזרקה
3. הכנת מופרת עוברי דג הזברה והזרקה עם Morpholinos
4. ניסויי הפנוטיפ הצלה
5. הכנת עוברים מוזרקים להדמית פלורסנט
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Wnt5a להפיל הושג על ידי החדרת תרגום חסימת MO (אוגוסט-MO) או אחוי גבול אקסון / אינטרון MO (אחוי-MO) לעוברי דג הזברה בשלב תא אחד. האוג-MO מטרות קודון ההתחלה, ולכן, מעכב שניהם הודעת wnt5a האימהית וzygotic. אחוי-MO מטרות אתר תורם אחוי השלישי ומעכב את תמליל zygotic רק של wnt5a (איור 1 א). AUG- וmorphants splice- phenocopied אחד את השני עם מומים מרובים, כוללים ציר מתולתל זנב למטה גוף ובצקת קרום הלב (איור 1). עכבר Wnt5a mRNA חלקית מציל ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחלת כליות פוליציסטיות (PKD) היא אחד מהגורמים העיקריים למחלת כליות סופנית בבני אדם ומאופיין בהיווצרות מתקדמת ציסטה, הרחבת כליות, ופיתוח אבובית נורמלי 14. PKD אוטוזומלית הדומיננטי (ADPKD) הוא מחלה גנטית שבו מוטציה של שני PKD1, קידוד polycystin-1 (PC1), או PKD2, קידוד polycystin-2 (PC2), תוצאות בכליות פוליציסטיות. גנים רבים אחרים, במיוחד אלה קידוד חלבונים הנמצאים בcilium העיקרי, הם חשבו להיות מעורבים בפיתוח של ציסטות בכליות, ועד כה אין כלי אידיאלי לסינון גנים אלה. אנו מתא...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי NIH (DK093625 לLH, וDK069909 וDK047757 לJHL) ו( פרס הצטיינות I01BX000820 לJHL) VA. ברצוננו להודות לד"ר מיכאל חבילת וד"ר Jie הוא באוניברסיטת פנסילבניה דג הזברה Core למתן תמיכה חיונית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.5% פנול-אדום | Sigma | P0290 | מחוון צבע להזרקה |
| Morpholino | Genn Tools, LLC | (מותאם אישית) | מותאם אישית מעוצב לגן המעניין |
| מחט נמשכת מראש | Tritech Research | MINJ-PP | אם נדרשת כמות גדולה של מחט, אתה יכול גם לרכוש מושך מחט ולהכין את המחט במעבדה |
| T7 mMessage Kit | Ambion | 1344 | לשעתוק במבחנה להכנת mRNA מכוסה לניסוי הצלה |
| N-Phenylthiourea | Sigma | P7629 | למניעת מלניזציה |
| Tricaine | Sigma | A5040 | נקרא גם אתיל 3-אמינובנזואט, להרדמת דג הזברה |
| מתיל צלולוז | סיגמא | M-0387 | למיקום דג הזברה |
| ערכת טיהור PCR מהירה | Qiagen | 28104 | לטיהור מוצר PCR לסינתזת RNA של כובע. |
| dNTP mix | Promega | U1511 | עבור PCR |
| תג DNA פולימראז | Invitrogen | 10342-053 | עבור PCR |
| ספקטרופוטומטר NanoDrop | Thermo Scientific | ND-1000 | למדידת מורפולינו וריכוז RNA |
| מדחס אוויר | Werther International, Inc. | Panther Compact 106 | מקור אוויר להזרקה |
| משאבת מיקרו הזרקה Pico | World Precision Instruments Inc | PV830 Pnematic PicoPump | ניתן להשתמש בסוגים אחרים של מערכת מיקרו-הזרקה. |
| מיקרו-manuplator | World Precision Instruments Inc | MMJR | ימני (MMJL לשמאליים) |
| מחזיק מחט | World Precision Instruments Inc | 5430-ALL | להחזיק מחט למיקרומניפולציה |
| פינצטה | Dumont Fine Surgical Tools | 11253-20 | לשבירת קצה המחט |
| ניתוח מיקרוסקופ | Leica M205C | לתצפית והדמיה של עוברי דג הזברה | |
| מיקרוסקופ פלואורסצנטי | Zeiss Axio Obserer D1m | להדמיית דג הזברה pronephros | |
| צינור נימי (מזהה 0.15 מ"מ) | VitroCom | CV1525Q-100 | למדידת הנפח של כל טיפה מוזרקת |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.