איבר השמיעה מתווך את השמיעה. כאן אנו מציגים שיטת מיקרו-אלקטרופורציה שונה בביצית המותאמת לחקר התפשטות והתמיינות של תאי אב שמיעתיים באיבר השמיעה המתפתח.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
איבר השמיעה מתווך את השמיעה. כאן אנו מציגים שיטת מיקרו-אלקטרופורציה שונה בביצית המותאמת לחקר התפשטות והתמיינות של תאי אב שמיעתיים באיבר השמיעה המתפתח.
עוברי עוף הם מערכות מודל אידיאלי ללימוד ההתפתחות העוברית מניפולציות של תפקוד הגן ניתן לבצע בקלות יחסית ב אובו. האורגן החושי השמיעה באוזן הפנימית הוא קריטי ליכולת שלנו לשמוע. זה בתים האפיתל חושי מאוד מיוחד שמורכב בתאי שיער transducing-mechano (HCS) וסביבת גליה דמוית תאים תומכים (SCS). למרות הבדלים מבניים באיברי השמיעה, מנגנונים מולקולריים להסדיר את הפיתוח של איבר השמיעה שמורים אבולוציונית בין יונקי עופות ב electroporation אובו מוגבל בעיקר בשלבים מוקדמים ב E1 -. E3. בשל ההתפתחות מאוחר יחסית של איבר השמיעה ב E5, מניפולציות של איבר השמיעה על ידי ב electroporation אובו בעבר E3 הן להיתקל בקשיים עקב הפיתוח המתקדם של עובר העוף בשלבים מאוחר יותר. השיטה המוצגת כאן היא שיטת העברת גנים חולפת למיקוד גנים של ריביתבשלב E4 - E4.5 באיבר חושי השמיעה עוף בפיתוח באמצעות in-electroporation מיקרו אובו. שיטה זו חלה על gain- ואובדן-של-פונקציות עם וקטורי ביטוי מבוסס DNA פלסמיד הקונבנציונלי יכולה להיות משולבת עם ב assay שגשוג תאי אובו ידי הוספת EDU (5-ethynyl-2'-deoxyuridine) לעובר השלם בבית זמן של electroporation. השימוש של חלבון פלואורסצנטי ירוק או אדום (GFP או RFP) פלסמידים הביטוי מאפשר הנסיין לברר במהירות אם electroporation בהצלחה ממוקד החלק השמיעתי של האוזן הפנימית בפיתוח. במאמר שיטה זו, דוגמאות מייצגות של דגימות electroporated GFP מומחשות; עובר נבצרו 18 - 96 שעות לאחר electroporation ומיקוד של GFP לאזור פרו-החושי של איבר השמיעה אושר על ידי RNA כלאה באתרה. עיתון השיטה גם מספק פרוטוקול אופטימיזציה עבור שימוש thymidine אנלוגי edu לנתח תא proliferation; דוגמא assay התפשטות תאים מבוססת edu המשלב תיוג חיסוני ולחץ כימית edu מסופקת.
למרות הבדלים במורפולוגיה דפוסים הסלולר בין יונקי איבר חישת שמיעת עופות, הגורמים המולקולריים והשבילים אחראים לפיתוח HC חושי נחשבים ישומרו 1-3 אבולוציונית. את הגבשושיות basilar, שבו שוכנים HCS שמיעתי גיל שמסביב שלהם, מפתחת כקובץ outpocketing של otocyst האוזן הפנימית. מוקדם על מאגר של אבות HC ו SC המצוין בתוך placode otic / כוס otic עצבית-החושי התחום המוסמך (NSD). נתוני גורל מיפוי לספק ראיות כי שושלות עצביות ועל חושים תהיינה צמודות לנבוע NSD ממוקם באזור הגחון-אנטרו של כוס otic או otocyst בעכברים ועוף 4,5. ראשית, neuroblasts delaminate מן NSD להצמיח נוירונים של גנגליון השמיעתי-שיווי משקל, אשר בסופו של דבר התפצל גרעינים שמיעתיים שיווי משקל. נוירונים אלה מעצבב HCS החושית של האוזן הפנימית גרעינים בגזע המוח. תאי הב להישאר NSD נחשבים להצמיח טלאים חושיים שונים, כוללים איבר חישת השמיעה, מורכב של HCS החושית transducing-mechano ו SCS הקשורים בם.
בשני האפרוח ואת Murine, יציאת אב חוש שמיעת איבר מחזור התא והבחנת HC להתרחש מנוגדים הדרגתיים. בשנת חומוס, יציאה-מחזור תא שמיעת אבי מתחילה בסביבות ~ E5 ומתקדם מהבסיס אל הקודקוד, ומן המרכז לפריפריה 6. יום אחד מאוחר יותר, בידול HC מתחיל ב איפקס ומתקדם לבסיס 7. לימוד הפיתוח של האוזן הפנימית עוף מספק יתרונות טכניים רבים ככל שניתן לחקור מנגנונים תפקודיים בקלות יחסית ב אובו בניגוד המניפולציה עוברת ברחם במערכות מודל אחרים, מחייב ניתוחים מורכבים. השיטה המתוארת כאן משתמשת במיקרו-electroporation אובו למקד הגנים של עניין באזילה משוערתr באזור פטמית-ventrally הקדמי של שלפוחית otic ספציפית E4.
Electroporation ב אובו הוא טכניקה כי הוא מבוסס היטב נפוץ 8-14. העיקרון של טכניקת electroporation מבוסס על העובדה כי נוקלאוטידים (למשל, ה- DNA פלסמיד, DNA הסינטטי, או RNA oligonucleotides) הם בעלי מטען שלילי. ה- DNA מוזרק לתוך הרקמה של עניין. כאשר זרם חשמלי ומוצבות הרקמות, הזרם פותח נקבוביים חולף מרכיבי דופן התא ומאפשר הספיג של DNA, כמו ה- DNA המטען השלילי זורם לכיוון האלקטרודה החיובית (האנודה). בניסויים הרווחים של פונקציה, גנים של עניין הם subcloned נפוץ לתוך פלסמידים ביטוי המכילים קלטות ביטוי מתאימות חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) או חלבון פלואורסצנטי אדום (RFP). בניסויים הפסד של פונקציה בונה מדכא שלילי דומיננטי מבוססי פלסמיד, או RNAi, או בונה morpholino הם גommonly בשימוש 15,16. כדי לעכב microRNA (מירנה) miRNAs פונקציה בונה ספוג, שהן בדרך כלל פלסמיד מבוסס, יכול לשמש 17. השיטה המתוארת כאן מאפשר לחקור את המנגנונים המולקולריים השולטים התפשטות והבחנה באיבר השמיעה, כמו בשיטה מיקרו-electroporation אובו ניתן לשלב בקלות עם ב assay שגשוג התאים אובו ידי הוספת edu לעובר שלם.
את electroporation והוספת edu מתבצע E4 של שלפוחית otic, שהוא יום אחד לפני תחילת היציאה מחזור התא באיבר השמיעה. ניתוח של איבר השמיעה הוא בדרך כלל מבוצע 18 - 96 שעות לאחר electroporation ב E5 (תחילת יציאת מחזור תא ובתאים חושיים), E6 (תחילת בידול HC), ו E7 (במהלך התמיינות HC); ובהמשך עד ~ E9 (סוף בידול HC). שיטת electroporation זה של העברת גנים הוא חולף שנמשך כ ~ 4 ימים, because הגנים של עניין לא להשתלב בגנום, אבל השיטה ישימה לשימוש עם וקטורי ביטוי מבוסס DNA פלסמיד המתאים, אשר יש להם את היכולת להשתלב בגנום, כגון העברת גנים בתיווך Tol2 11. באמצעות שיטה זו GFP החזק או ביטוי RFP נמשך ~ 4 ימי השבלול, ולאחר מכן הם האותות לדעוך, עדיין מספקים חלון זמן מספיק כדי ללמוד על ההתפתחות הסבוכה של איבר השמיעה. זה בשיטת העברת גני אובו הוא רומן ומאפשר למקד את איבר השמיעה המשוער ספציפית E4, שבו הוא אופטימלי עבור חקירות המתמקדות בפיתוח HC באיבר השמיעה. זוהי תוספת טובה שיטות חלופיות, אשר electroporate בבית הרבה שלבי התפתחות צעירים 11,12 או בהשוואה לשימוש של תרבויות explant גבשושיות basilar במבחנת 18.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הביצים עובר שלא נולד הם דאגו וטפלו אתיים ובאנושיות. כל הפרוטוקולים לשימוש עובר שלא נולד אושרו על ידי הטיפול בבעלי חי הוועדה השתמשתי בבית ספר ג'ונס הופקינס לרפואה, בולטימור, מרילנד.
1. ביצים הכנת בונה הביטוי
2. עוף ב אובו מיקרו electroporation ו ב assay שגשוג התאים לג'ימי
קציר העובר 3. עיבוד רקמות עבור RNA הכלאה באתרו ו אימונוהיסטוכימיה
לכידת תמונה 4. ועיבוד
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ב DNA פלסמיד נייר שיטה זו מורכבת של חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) קלטות ביטוי הייתה ממוקדת לתוך פטמית basilar עוף מתפתחות (BP) עם פרמטרים אופטימיזציה של 12 וולט ו -4 פעימות עם 100 משך ומרווחי דופק msec של 200 msec, מניב ~ 50% שיעור הישרדות עובר ויעילות של ה- DNA פלסמיד מיקוד לתוך BP. הדמית פלורסנט ביטוי GFP יליד בפיתוח עובר הראתה שיטה זו של electroporation מעדיף מטרות ההיבט הקדמי-גחון של otocyst, כי מוליד את BP (EE איור 1 '; החץ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השיטה המתוארת כאן של מיקרו-electroporation אובו מותאמת במיוחד עבור העברת גנים לתוך איבר השמיעה מתפתחות. זה תואם עם וקטורי ביטוי פלסמיד מבוסס DNA משמשים בדרך כלל כדי לתפעל גן פונקציה / ביטוי. העיתוי של electroporation ב E4 הוא אופטימלי עבור חקירות המתמקדות בפיתוח HC באיבר השמיעה. השלבים הקריטיים ביותר הם מיקרו-הזרקת DNA לתוך לומן שלפוחית otic מבלי לעבור עמוק מדי עם המחט ופגיעה שלפוחית otic (ראה איור. 1A-D), מיקוד ה- DNA לתוך תחום-הגחון הקדמי של שלפוחית...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
אנו מודים לד"ר דוריס ק וו עבור פלסמידים הביטוי והן בדיקות באתרו, במרכז האוניברסיטאי ג'ונס הופקינס עבור מתקן הדמיה ביולוגיה חושי והמרכז השמיעה ושיווי המשקל. עבודה זו נתמכה על ידי NIDCD גרנט T32 DC000023 אל LE
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| סטרילי 1x PBS pH 7.4 | gibco | 10010-023 | |
| מהיר ירוק FCF אבקת | סיגמה | F7252-5G | |
| EdU אבקת | Invitrogen | E10187 | |
| Click-IT EdU Alexa Fluor 555 ערכת הדמיה | Invitrogen | C10338 | |
| ערכת מידי פלסמיד HiSpeed (25) | Qiagen | 12643 | |
| ECM 830 ElectroSquarePorator | BTX הרווארד מנגנון | ||
| בננה למיקרו-גרבר ערכת כבלים | BTX הרווארד | 45-0216 | |
| ימני & מיקרומניפולטורים שמאליים | World Precision Instruments Inc. | M3301R & M3301L | |
| שני שלבי מכשיר אחיזה מגנטיים 12 מ"מ עם עמודים אנכיים בגודל 7 אינץ' | World Precision Instruments Inc. | מתכת M10 | |
| 12x24 אינץ' | World Precision Instruments Inc. | 5479 | |
| מספריים לביצים באורך 12 ס"מ מעוקלים, להבים עדינים במיוחד 12 מ"מ; מספריים קפיצים | מכשירים מדויקים בעולם בע"מ | 14120 | |
| חולץ מיקרופיפטה למשיכת מחטים | Sutter Instrument Co. | P-97 | |
| 2.5x2.5 מ"מ קופסה פלטינה חימום נימה | סאטר מכשיר ושות' | ||
| צינורות נימי זכוכית / מחטים / ללא סיבים / בורוזיל 1 מ"מ | FHC | 27-30-0 | |
| מזרק זכוכית המילטון 100 μ l | המילטון | 80601 דגם 710LT | |
| שמן מינרלי (כבד) למזרק זכוכית המילטון | פישר סיינטיפיק | O122-1 | |
| צינורות פוליאתילן לחיבור מזרק הזכוכית ומחטי נימי הזכוכית / בקטון לא רעיל | דיקינסון ושות' (BD) | 427420 Intramedic Clay Adams מותג | |
| 3 סמ"ק מזרקים חד פעמיים | בקטון דיקינסון ושות' (BD) | 309657 | |
| מחטים חד פעמיות 21 מד | Becton Dickinson and Company (BD)305122 | ||
| זוג אחד של אלקטרודות פלטינה 2 מ"מ | בולדוג ביו. / Nepagene | CUY611P3-2 | |
| מחזיק אלקטרודות | בולדוג ביו. / Nepagene | CUY580 | |
| זוג אחד של מלקחיים עדינים של Dumont מספר 5 | כלי מדע עדינים (FST) | ||
| סרט בלתי נראה בגימור מט לאיטום ביצים | אופיס דיפו | 520-928 | |
| ספוגיות כותנה | Fisher Scientific | 23-400-101 | |
| טיפים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.