פרוטוקול זה מהווה חלופה חסכונית להיבעת פלסמיד דנ"א עירומה עור עכבר. המטרה הכללית של הפרוטוקול היא לספק גנים חיסוניים הקשורות לתוך רקמות עור כדי להתוות את התפקיד הפונקציונלי של גן ספציפי דלקת עורית.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מהווה חלופה חסכונית להיבעת פלסמיד דנ"א עירומה עור עכבר. המטרה הכללית של הפרוטוקול היא לספק גנים חיסוניים הקשורות לתוך רקמות עור כדי להתוות את התפקיד הפונקציונלי של גן ספציפי דלקת עורית.
חוסר ויסות תגובה חיסונית עור קשור מחלות עור אדם רבות. העברה ישירה של גנים חיסוניים הקשורות לתוך רקמת עור היא גישה מרתקת לחקור אפנון חיסון של דלקת עורית בעכברי מודל של מחלות אנושיות. כאן אנו מציגים פרוטוקול חסכוני כי נמסר DNA עירומה עור עכבר ומוביל ביטוי transgene. השיטה שטבע "acufection", המציין fection טרנס בתיווך לנקב ACU DNA. כדי לבצע acufection, עכבר עור היה חדור ראשון עם ה- DNA פוספט שנאגר מלוח (PBS) ולאחר מכן דקר בקלילות עם חבילה של מחטי דיקור כדי להקל על קליטת ה- DNA ואת transfection לתוך תאים. ה- DNA פלסמיד כנראה נלקח על ידי keratinocyte ותאים דנדריטיים (DCS) בעור והביע לתוך חלבון. שמוק מכני עם מחטים כשלעצמה לא לגרום נזק לעור או לגרום ההפעלה keratinocyte. הביטוישל גנים טרנספקציה אותרה בעור ברמות תעתיק ו translational הן הבאות acufection עבור 2 ימים ומתוחזק עד 7 ימים. המטרה העיקרית לפיתוח שיטה acufection זה היה כדי לחקור איזופורם מוגדר בעבר של IL-15. באמצעות שיטה זו, איזופורם שחבור חלופי IL-15 עם 7 אקסון נמחק חלקית (IL-15ΔE7) הובעה בעור ובהמשך מטופלים עם קולטן אגרה דמוי 7 (TLR7) אגוניסט, imiquimod (IMQ), כדי לגרום לדלקת. Acufection-נמסר IL-15ΔE7 בעור מודחקים התפשטות keratinocyte, עובי אפידרמיס גיוס נויטרופילים דלקת עורית הנגרמת IMQ. עם הגדלת ריבית בזיהוי מנגנוני הוויסות של דלקת עורית, הפרוטוקול המתואר כאן מספק אלטרנטיבה יעילה תכליתית עלות למערכת אקדח הגנים או microseeding למסירת DNA in vivo. זה עלול פוטנציאלי לאפשר גילוי הפונקציה של רומןהגן בעור או לחקירת הטיפול החדש למחלות עורית.
העור הוא קו ההגנה הראשון המארח. קרטינוציטים (KCS) הם סוג התאים העיקרי בעור של בני אדם ועכברים. בתגובה לגירויים סביבתיים (למשל השמש, חמצן, כימיקלים הפלישה פתוגניים), KCS מופעלים לייצר מגוון רחב של ציטוקינים מעודדי דלקת וכמוקינים כגון IL-8, IL-6, IL-1α, IL-1β, TNF- α ו- GM-CSF 1. יחד הם מפעילים את הגיוס של תאי מערכת החיסון של העור. דלקת עורית מחמירות קשורה לעיתים קרובות עם מחלות אנושיות רבות כולל דלקת עור ממגע אקטופי חריפה ודלקת בתיווך התא T כרונית (דלקת עור אלרגית ממגע למשל ופסוריאזיס) 2. ויסות תגובות מעודדות דלקת בעור על ידי עיכוב הפעלת KC היא גישה סבירה לטיפול בדלקת עורית. פרוטוקול זה מתאר גישה חדשה לבטא את גן ציטוקינים זמני האפידרמיס על מנת ללמוד מיל חיסוניponse תוצאתי כדי טיפול כזה בעור.
האפידרמיס מלחין השכבה השטחית ביותר של העור. הוא משמש כמחסום פיזי שמירת חומרים חיצוניים כגון חומצות גרעין ופתוגנים מלהיכנס לשכבות העמוקות של העור. כמה טכניקות מחט ללא הוקמו DNA אפידרמיס העברת 3, 4. דנ"א בתמיסה או הקשורים ליפוזומים קטיוני או וקטורים אדנווירוס יושם ישירות האפידרמיס שונה עם טכניקות כגון הסרת השכבה הקרנית או הטיפול עם depilating מגיב. הסרת האפיתל cornified מקל DNA חציית מחסום האפידרמיס ואינטראקציה עם קרטינוציטים ותאי לנגרהנס לגרום תגובה חיסונית 5. בעוד שטח פנים גדול זמין עבור העברת דנ"א גישה זו אינה כרוכה מחטים, ישנם חסרונות לרבות הדרישהעבור הכמויות הגדולות של DNA (10 - 100 מיקרוגרם), יחס קשה על העור על ידי הפשטה, ואת התוצאות לא העקביות בזירוז תגובה חיסונית של חיות המחוסנות בלי מאיץ משלוח DNA 6. Microparticle בתיווך משלוח תאי של DNA ערום אל העור הוכח להיות יעיל מאוד לשחזור גרימת תגובה חיסונית 7, 8. אקדח גני כף יד נעשה שימוש כדי להפציץ את אתר יעד עור עם חלקיקי זהב מצופה פלסמיד דנ"א 2 מיקרומטר בקוטר בגודל באמצעות זרימת אוויר הליום בלחץ 9. ה- DNA פלסמיד כנראה הוא נלקח על ידי תאים דנדריטים KCsand (DCS) בעור ואת החלבון מתבטא באופן מקומי או מועברים ניקוז בלוטות הלימפה ידי DCs 10. למרות שמערכת אקדח גנים היא פשוטה ודורשת ניסיון טכני מוגבל, העלות להכנה ושולח את "bul DNAתן "(כלומר אבקות זהב, גז הליום) ועבור אקדח הגן עצמו הגביל היישום הכללי שלה. בנוסף, הדרישה עבור מערכת הולכת גז הליום מגביל את הקלות של תחבורה אקדח גנים כאשר הניסויים נערכים במקומות שונים. Microseeding הודגם להשיג יעילות גבוהה יותר של העברת גנים מ זריקה אחת חלקיקי הפגזה 11. Microseeding משתמשת אקדח קעקוע להעביר דנ"א לעור ללא שימוש חרוזי חלקיקים 11. מתנודד microneedles על העור באמצעות גישה זו עשוי ישירות לגרד את קרום התא ובכך להעביר DNA לתאים מרובים בו זמנית. עם זאת, הכאב הקשור למספר רב של זריקות עם מחטים 0.254 מ"מ בקוטר הוא חיסרון.
כאן אנו מספקים גישה חלופית למסירת DNA in vivo. את "acufection" פרוטוקול שתיארנו כאן מספק דרך חסכונית ויעילה כדי לספק פלסמיד דנ"א בעור העכבר. בקצרה, עשר מחטי הדיקור (0.2 מ"מ קוטר x 13 מ"מ אורך) היו כבולים צרור ידי דבק. נפח של 10 μL של PBS עם 10 מיקרוגרם של ה- DNA פלסמיד המכיל את הגן של העניין הושם על עור אגף המגולח, מקריח שטופל בקרם. באמצעות חבילה מחט דיקור להתנדנד המשטח (1 ס"מ x 1 ס"מ) של העור, keratins על שכבת חרמן התרופפו ואת פלסמיד דנ"א מיושם על פני השטח נטמע האפידרמיס. ניזק לעור היה פיקוח ונמצא מינימאלי. ביטוי של גן טרנספקציה בעור acufected אושר על ידי שני כמוני בזמן האמת PCR (qRT-PCR) ו- ELISA. השפעות modulatory החיסוניות של-נמסר acufection IL-15ΔE7 על דלקת עורית הודגמו באמצעות מודל עכבר מטופל-IMQ 12. בעוד acufection מוכיח להיות Dema קל ופחותnding שיטה למסירה DNA in vivo, את הכמות האופטימלית של DNA עבור גנים שונים בזמנים לדקור את העור צריך להיות מותאם בקפידה כדי להשיג תוצאות לשחזור.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עכברים נקבה ב 8 - 12 שבועות של גיל ששימשו במחקר זה. C57 / BL6 wild-type (WT) ו- IL-15 חסר (IL15 - / -) עכברים נרכשו ממרכז Animal National Laboratory (NLAC), טייוואן חוות Taconic, בהתאמה. IL-15-בחסר (IL15 - / -) ו- IL-15-דומיננטי (IL15 +/- ו IL15 + / +) הראו יחס של 1: 3 בדור השני מהצלב של heterozygotes +/- IL15. הגנוטיפ של IL15 - / - עכברים אושרו על ידי ניתוח PCR. עכברים נשמרו הפתוגן ללא ספציפי (SPF) במתקן במרכז בחיות מעבדה (LAC), האוניברסיטה הלאומית טייוואן (NTU) המכללה לרפואה. הנהלים כל חיה כולל חומרים ושיטות ההרדמה בוצעו בהתאם לפרוטוקול חיה שאישר מכללת האוניברסיטה הלאומית טייוואן לרפואה המכללה טיפול בבעלי חיים מוסדיים לבריאות הציבור ועדת שימוש (IACUC) (תצהיר של אישור בעלי חיים פרוטוקול 20,130,225).
1. הכנת מחטי דיקור
הערה: מחטי הדיקור הן מכשירים רפואיים מורכבים ידית למבוי מחט (איור 1A). בקטרים של מחט דיקור נע בין 0.2 מ"מ (36 G) כדי 0.35 מ"מ (28 G). אנו בוחרים את הנקודה הטובה ביותר של המחט, כדי למנוע נזק לתא מוגזם פוטנציאל במהלך עוקץ את העור. ישנם 4 אורכים שונים של מחט 0.2 מ"מ כולל 13 מ"מ (0.5 ב), 25 מ"מ (1.0 ב), 40 מ"מ (1.5 ב) ו 50 מ"מ (2.0 ב) באורך. חבילה של 10 מחטים עם 13 מ"מ אורך ספקה אחיזה הנוחה ביותר במהלך נדנוד המחט על עור עכבר C57BL / 6. הפרמטרים יכולים להיות שונים אם השיטה מוחלת על העור של בעלי חיים גדולים יותר או מבוצעת על ידי חוקרים עם ידות גדולות.
2. הכנת כמות גדולה ו רעלן פנימי ללא פלסמיד דנ"א
נוהל 3. עבור Acufection
הערה: הכמות האופטימלית של ה- DNA ואת השטח של משטח עור היעד עשויה להשתנות עבור גנים שונים צריכה להיות מותאמים יותר. הכח הדוקר ומספר פעמים כדי לשחרר את שכבת חרמן העור גם עשויים להשתנות בהתאם לעובי העור. תנאים אלה חייבים להיקבע בזהירות לאחר הערכת רמת הביטוי של הגן transcri acufectedנק 'על ידי qRT-PCR.
טיפול 4. פוסט-אופרטיבי
5. Imiquimod (IMQ) טיפול בעור IL-15ΔE7-acufected
הערה: ייצור ביטוי התעתיק וחלבון של גן acufected ניתן לזיהוי על עכברי יום 3. acufected עם פלסמיד עניין יכול להיות מטופלים עם סוגים שונים של חומרים ממריצים 3 ימים לאחר transfection. אנחנו מדגימים כאן על ידי טיפול בעור עכבר IL-15ΔE7-acufected עם שמנת IMQ. IMQ הוא אמין imidazoquinolin אשר Fאו בטיפול מין חיצוני יבלות סביב לידת 13. טיפול IMQ עכשווי מוצג לגרום פרעות עור אנושיות כמו-פסוריאזיס בעכברים עם הביטוי של עור קשקשי, התפשטות אפידרמיס הסתננות עורי נויטרופילים 12, 14, 15.
הערה: וקטור הפלסמיד כלול IL-15 עכבר באורך מלא cDNA, תחת הרגולציה של התארכות גורם-1 α (PEF), מוקף עם פפטיד אות IL-2 ו תג דגל הסופית- C (PEF-אִי- 15, זוגות בסיסים 5859), אשר נבנה כבית מתואר על ידי במפורד ואחות. 16. הפלסמיד משמש כתבנית IL-15 למחוק 16 חומצות אמינו הראשונות בבית השאריות 33 - 48 אקסון 7 של גן IL-15 עבור IL-15ΔE7 (PEF-IL-15ΔE7, 5811 זוגות בסיסים) על ידי SOE (סינתזה ובהרחבת חפיפה) שיטת PCR 17. מושבות חיידקים שהיו בהצלחהטרנספורמציה עם IL-15ΔE7 אומתו על ידי עיכול אנזים הגבלה ו ואחריו רצפי DNA 12, 18. כמות גדולה של DNA פלסמיד ללא רעלן פנימי הוכן כפי שמתואר בשלב פרוטוקול 2.
6. homogenate של עור העכבר
7. H & E ו- אימונוהיסטוכימיים מכתים סעיף Skin
צילום 8. וניתוח של סעיף רקמה צבעונית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בעוד כמה אדמומיות בלטה במהלך השעה הראשונה לאחר לדקור עם מחטי דיקור, העור מנוקה ביום 2 ואין תגובה של עור לוואי עד יום 7 נצפתה לאחר לדקור (איור 2 א). דוקר מחט המושרה ברמה נמוכה מאוד של orthokeratosis אפידרמיס הסתננות עורי מינימלית על ידי ניתוח H & E לעומת העור מטופל (איור 2B). עובי אפידרמיס (איור 2 ג) ואת מספר תאי Ki67 + (איור...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השלב הקריטי ביותר להבטיח את הביטוי של פלסמיד דנ"א acufected הוא להתנדנד באופן שווה לשחרר את שכבת חרמן העור. בעוד דוחף מחטים בעדינות בלי לחתוך את העור, הכוח צריך להיות מספיק חזק כדי לדכא את השטח. כדי להקל על קליטת ה- DNA בתמיסה 10 μL על פני שטח 1 ס"מ x 1 ס"מ, מחטים צריך להתנדנד מעלה ומטה במשך כ 100 פעמים ב 30 s. אפשר לקבוע את הכוח שצריך לדקור את העור ועל ידי ציון מספר פעמים כי יש צורך להניב את רמת הביטוי הטוב ביותר של הגן acufected.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין המחברים אינטרסים פיננסיים לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק מטעם משרד המדע והטכנולוגיה (MOST 103-2633-B-002-002; 104-2320-B-002-048). אנו מודים בני זוג. בטי וו-צ'יי Chien-קואו לי בבית NTU, ליי זרבוני באוניברסיטת סטנפורד וד"ר פיטר הופמן באוניברסיטת הוואי לקריאת כתב היד, יון Chien ב NTU לקבלת סיוע טכני, וד"ר וון-צ'י וויי ב ביוטכנולוגיה החקלאות מרכז המחקר בבית Academia Sinica לקבלת ייעוץ טכני.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Accu Handy Needle | Accu | 36Gx0.5 | מכשיר רפואי |
| NairTM כנסיית קרם | & Dwight | N/A | שימוש להסרת שיער |
| תחליף Shandon Xyline | Thermo Fisher Scientific | 6764506 | Deparaffinization |
| Avertin (2,2,2-Tribromethanol) | Sigma-Aldrich | T4,840-2 | הרדמה |
| 2-methyl-2-butanol | Sigma-Aldrich | 152463 | ממס להמסת אברטין |
| DifcoTM מרק LB, מילר | BD | 244620 | ריבוי ותחזוקה של E. coli לביולוגיה מולקולרית |
| עכבר IL-15/IL-15R קומפלקס ELISA Ready-SET-Go | ערכת eBioscience | 88-7215 | מדידת חלבון IL-15 |
| אנטי-עכבר Ly6G | BioLegend | 127601 | נוגדן המשמש לכתמים אימונוהיסטוכימיים |
| נגד עכבר Ki-67 | eBioscience | 14-5698-80 | נוגדן המשמש ל כתם אימונוהיסטוכימי |
| עכבר כתם פשוט MAXPO (עכברוש) | Nichirei Biosciences | 414341F | מגיב לחסימת אות רקע בכתם עכבר על עכבר |
| ערכת מצע DAB Peroxidase (HRP) Vector | Laboratories | SK-4100 | מצע פרוקסידse לכתם אימונוהיסטוכימי |
| בלוק Ultra V | Thermo Fisher Scientific | TA-060-UB | הפחתת כתמי רקע לא ספציפיים |
| מתיל ירוק | Sigma-Aldrich | M8884 | צביעה גרעינית |
| Vecta MountTM | Vector Laboratories | M-5000 | שימור לצמיתות של כתמים היסטוכימיים |
| טבליות קוקטייל מעכב פרוטאז | Roche | 04-693-116-001 | מעכב את פעילות הפרוטאז בליזאט התאים |
| קרם אלדרה | 3M Parmaceuticals | N/A | 5% קרם אימיקימוד |
| Bessman Tissue Pulverizer | Spectrum Labs | 189475 | להשתמש כדי לרסק רקמת עור |
| ABI7900HT Cycler | Thermo Fisher Scientific | N/A | בדיקת PCR כמותית בזמן אמת |
| מצלמת וידאו | Panasonic | HDC-SD60 | תיעוד תמונה |
| Axio Scope.A1 | ZEISS | N/A | מיקרוסקופיה בשדה בהיר |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.