פרוטוקול זה מתאר שיטה להחדיר פלסמיד DNA לתוך הכליה העכבר באמצעות אגן הכליה כדי לייצר transgene ביטוי במיוחד בתוך הכליה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר שיטה להחדיר פלסמיד DNA לתוך הכליה העכבר באמצעות אגן הכליה כדי לייצר transgene ביטוי במיוחד בתוך הכליה.
הזרקת hydrodynamic יוצר סביבה מקומיים, בלחץ גבוה כדי transfect רקמות שונות עם דנ א פלסמיד וחומרים אחרים. הזרקת וריד הזנב hydrodynamic, לדוגמה, היא שיטה ומבוססת שבאמצעותו יכול להיות transfected הכבד. כתב יד זה מתאר יישום של עקרונות hydrodynamic על ידי הזרקה של הכליה העכבר ישירות עם פלסמיד הדנ א על ביטוי גנים ספציפיים כליות. עכברים הם מרדימים, הכליה נחשף על ידי חתך האגף ולאחריה זריקה מהירה של פלסמיד פתרון ה-DNA המכיל ישירות לתוך אגן הכליה. המחט הוא שמר על המקום לעשר שניות, מקום החתך מאוחה. למחרת, לחיות הדמיה בעלי חיים, תספיג או אימונוהיסטוכימיה עשוי לשמש assay ביטוי גנים או אחרים מבחני מתאים את transgene של בחירה משמשים לגילוי של החלבון עניין. שיטות שפורסמו להאריך ביטוי גנים כוללים אינטגרציה transgene בתיווך transposon וטיפול ציקלופוספמיד כדי לעכב את התגובה החיסונית כדי transgene.
טכניקת ההזרקה של וריד הזנב hydrodynamic הפך נפוץ דרך כדי להשיג רמות גבוהות של ביטוי גנים העכבר הכבד1,2. הכליות הן גם transfected באמצעות הטכניקה הזו ברמה יותר נמוכה, כ 100-fold פחות3. הזרקת hydrodynamic אגן הכליה המתוארים כאן מספק דרך פשוטה כדי לשלוט יחודיות של איברים ביטוי באמצעים פיזיים, באמצעות אותם עקרונות hydrodynamic שהוקמו בעבר כבד4,5 , שרירים6ו-7,8אחרים איברים. שיטה זו transfects תאים בעלי חיים ויוו באמצעות לחץ ותוקנו מהירות כדי לאלץ את ה-DNA המכיל נוזל לתוך התאים, בו זמנית גרימת נזק לאיבר זה במהירות9. באמצעות טכניקות ניתוחיות ומבוססת להמחיש את הכליה דרך החתך האגף10 יחד עם זריקה אחת על ידי מזרק אינסולין, מצאנו תקנים מוצלחת של סוגים שונים של תאי הכליה, בעיקר interstitial fibroblasts, בקוריאנית, צינור איסוף11. דיסקציה של עכברים אלה הראו כי איברים אחרים הם לא transfected ברמה גבוהה מספיק כדי להמחיש מאת לוציפראז הדמיה טכניקות11. מאז הטכניקה היא נגיפי, השימוש פלסמיד DNA עבור תרביות תאים מאפשרת הכנה קלה ומהירה של ריאגנטים הנדרש להזרקה.
השתמשנו זריקות hydrodynamic מקומי להביע גלוטתיון נוגד חמצון S-טרנספראז A4 הקולטן 1 פקטורי גדילה דמויי אינסולין, את אריתרופויאטין ההורמון בכליה, כולם בעלי השפעות ביולוגיות הצפוי11, 12 , 13. הערכה מפורטת של התוואי של המינהל, נפח הזרקה, מינון ה-DNA, יזם הבחירה היה שבוצעו11. בנוסף, שתי piggyBac transposon מערכת ו/או ציקלופוספמיד הטיפול לדכא את התגובה החיסונית transgene כבר הראו לשפר לטווח ארוך ג'ין ביטוי תוצאות11. חוקרים אחרים יש להשתמש בגישה וריד הכליה לעכבר עם הצלחה, השגת יעילות גבוהה תקנים עבור פרקי זמן של יותר מ חודש14. עם זאת, תיקון גנטי של פנוטיפים מחקה מחלות אנושיות בדרך כלל מבוצעות בעכברים לראשונה כמושג הוכחה-של-מאחר ביותר בתרבית של דגמים גנטיים הם מודלים העכבר. אנו לעומת הזרקה וריד הכליה אל אגן הכליה הזרקה, נמצא כי הזרקה לתוך האגן הכליה סופריור לוריד הכליה על ביטוי גנים (כ כוחנו גבוה) והישרדות11. אגן הכליה הוא מסלול אידיאלי של הערך לתוך הכליה כי זה גמיש מספיק לסבול תנודות ייצור השתן, והוא לעיתים קרובות מסוגל לשמור המבנית שלו גם כאשר התרחבו במהלך hydronephrosis. בנוסף, הזרקה לתוך האגן הכליה איפשרה גישה הכליה ללא פירסינג הקפסולה כליות, המאפשר את הנוזלים מוזרק בעליל יישמרו על ידי הכליות טוב יותר intraparenchymal הזרקת. איברים אחרים העכבר אין מסלול של ערך אחר מאשר להערכת, אבל המרחב השתן של הכליה הוא אתר אידיאלי הזרקה. בנוסף, זריקה לווריד כליות כתוצאה דליפה של דם לתוך חלל הבטן. עוצמת כליות מוחלטת פראי-סוג העכבר הכליות הוערך על ידי תהודה מגנטית יהיה כ 0.2 ס מ3, אז הנפח של כליה אחת שווה בקירוב כמות הנוזלים מוזרק על ידי רופא אגן הכליה hydrodynamic הזרקה (100 µL)15. במסמך זה, עשינו זמין לכל הניואנסים מפורט של פרוטוקול הזרקת hydrodynamic אגן הכליה להשגת תקנים לשחזור של הכליה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ו שימוש ועדות (IACUCs) של ביילור לרפואה, המרכז הרפואי של אוניברסיטת ונדרבילט.
1. מכינים את הפתרון DNA להזרקה
2. לבצע את הניתוח הזרקת hydrodynamic אגן הכליה

איור 1. האתר הנכון החתך והשמת המחט לזריקות אגן הכליה hydrodynamic. א) החתך (הקו האדום) צריך להיות ממוקם כ 1 ס מ חוט השדרה של 1 ס מ מתחת הצלעות של העכבר. B) לאחר הכליה נחשף דרך החתך האגף, אגן הכליה אמור להימצא כמו נקודה קטנה שקוף/לבן צהבהב לאופק הכליה. הזריקה צריך לא להפריע את וריד הכליה, עורק הכליה או שופכן. המחט של מזרק אינסולין מוכנס ישירות לתוך אגן הכליה כמוצג עד לעומק של 0.5 ס מ ומדוכא במהירות בס' 2-3 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

באיור 2. הפעולות כירורגית לביצוע הזרקה hydrodynamic אגן הכליה של פלסמיד דנ א. א) מלקחיים צובטים את העור כדי לאפשר המנתח לעשות חתך האגף ~ 1 ס מ עם איזמל, קודם דרך לשכבת העור, לאחר מכן דרך השכבה שריר. B) באמצעות שני זוגות מלקחיים סגור לפתוח את הפצע כירורגי, הכליה הוא מדמיין בתוך הבטן במידת האפשר. ג) עם לחץ עדין על הבטן, מבלי לגעת בכל האיברים ישירות, הכליה נחשף דרך החתך האגף. ד) שומן הוא בעדינות גזור מן הכליה, מפריע זה מעט ככל האפשר להשיג גישה אגן הכליה. ה) לחיצה על הצד הימני של הכליה השמאלית טוב יותר להמחיש את אגן הכליה, מתקיים עם האגודל על לוחץ המזרק, המחט בזהירות אך בנחישות ימוקם של אגן הכליה. F) להלן < 3 זריקה s, ניקוי ייבחנו באזורים של הכליה אשר קיבל את עיקר הזריקה. ז) איחוי סגול סטרילי נספגים משמשות ליצירת קשרים עצמאיים 2-4 לשכבת השריר. ח) תפרים נספגים ניילון כחולים סטרילית משמשות ליצירת קשרים עצמאיים 2-4 לשכבת העור. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
| הסיבה | התפרצות | מספר עכברים מושפעות | סימפטומים | פעולה מיידית | פתרון לטווח ארוך | ||
| Endotoxins-DNA המצוי | 6-40 h שלאחר ההזרקה. | קרוב לוודאי שישפיע על כל עכבר בהתחשב ההכנה DNA מזוהמים. | בעיות נשימה, סימנים של כאב חמור, אי ספיקת איברים, מוות. | המתת חסד העכברים המושפעת. לבדוק כל רכיב מוזרק עבור endotoxins עם Limulus Amebocyte Lysate. | השתמש maxiprep נטולת אנדוטוקסין ערכות מכשור מעבדתי סטרילי, חדש או שטופלו NaOH בלבד. השתמש מאגר מסחרי שנרכש, אנדוטוקסין-נבדק כדי לדלל את ה-DNA. | ||
| הרדמה יתר | במהלך הניתוח, לפני או אחרי הזרקת הדנ א. | עשוי להשפיע רק העכברים צעיר, קטן יותר או רזה. | הפסקת נשימה בזמן כרית החימום, הטלת שתן. | ירידה הרדמה עבור עכברים הנותרים. | בדוק היטב פרוטוקול על דיוק המינון והכנה. אל תכלול "שפגשתי." להתייעץ עם וטרינר אם המינון המתאים. | ||
| בועת אוויר במזרק או מחט בשימוש להזרקה | מיד לאחר ההזרקה אגן הכליה. | אלא אם כן כל מזרקים היו טעונים ברישול, הדבר משפיע רק על עכבר אחד. | מתנשף. | בדוק מזרקים הנותרים סימנים של בועות אוויר. | הכנת מזרקים בקפידה, הקשה על המזרק כדי להסיר בועות בחלק התחתון. לשפר את תנאי תאורה משופרת של בועות. | ||
| הפתיחה של האתר כירורגית | הזרקת שלאחר 12-72 h | עכברים אחת או יותר. לפעמים כל הכלוב. | פצע פעור, בדרך כלל אין מצוקה אחרים | חזור על תפירת לתקן את הפצע בקפידה תחת הרדמה איזופלוריין עם סטרילי טכניקה. ייתכן שתצטרך להשקיית עם מי מלח או להסיר גבולות הפצע עם מספריים. | אם עכברים כל התפרים קצר מאוד או חסר, ייתכנו עכבר אחד הסרתם, אז עכברים עשוי להיות נפרד. לשפר את הטכניקה הפתולוגיים. השתמש קשרים עצמאיים. | ||
| בקע באתר כירורגית | 48 + פוסט-הזרקת h | עכברים אחת או יותר. | התל מוצגת באתר כירורגית. | תחת הרדמה איזופלוריין עם סטרילי טכניקה, לחתוך את העור נרפא לחשוף בקע של שכבת השריר. להחליף את האיברים הצפק, לתקן את שכבת השריר בתפרים נספגים, לסגור את האתר. | הדבר מעיד על תפירת המסכן של שכבת השריר. לשפר את הטכניקה הפתולוגיים. השתמש קשרים עצמאיים. | ||
| אי ספיקת כליות | 48 + פוסט-הזרקת h | עכברים אחת או יותר. | הרזיה של > 20%, יכול להפוך uremic, מגובנן יציבה | לספק תמיסת מלח ו הגדל או להאריך את שיכוך כאבים. אם אין שיפור נצפית, להקריב את העכברים המושפעת. | לשנות מצב מחלת החיה כדי שיהיה פחות חמור. לשנות את transgene יהיה פחות חזק או inducible. להזריק עכברים בבית timepoint מוקדמת יותר בהתקדמות המחלה. | ||
| דב פינקלקראוט או זיהום | ימים עד שבועות לאחר הניתוח | עכברים אחת או יותר. | דב פינקלקראוט מוחשי או סימנים של אלח דם | המתת חסד העכברים המושפעת. Necropsy בקשה לאשר חשד לזיהום. | זה עלול להתרחש כאשר התנאים כירורגי של זריקות אינן מספיק סטרילי. ההליך המוצג עבור עכברים עם מערכת החיסון הרגיל אבל עוד יותר לנקוט בסביבה של חיות immunocompromised כגון אלה שטופלו ציקלופוספמיד. | ||
טבלה 1. טבלה של בעיות בריאותיות פוטנציאליות נתקלה במהלך פרוטוקול הזרקת אגן הכליה. למרות הבעיות המפורטות הבריאות אינן נפוצות, ישנם מספר שגיאות הקשורות החוקר יכולות להתרחש במהלך ההליך. טבלה זו ייתכן סיוע למניעה, אבחון של בעיות בריאות, כמו גם ליישום של תרופות פוטנציאליות כדי למנוע בעיות כאלה המתרחשים בעתיד. עם התרגול, חוקרים צריך לצפות בעיות בריאות שכיחות ותמותה בעקבות ההליך.
3. להעריך את יעילות הזרקת ואפקטים transgene
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
טכניקת הניתוח, הזרקת פשוטים לביצוע נשכחו, הדורשים לא הציוד העיקרי או בחומרים יקרים. אם חדש האגף-חתך ניתוח בכליה, יום הדרכה אחד על מספר עכברים מתוכננת המתת חסד אסור שבו העכברים אינם התאושש הניתוח הבא כי הניסיון הראשון-ניתוח זה עשוי לארוך זמן רב יותר מהרגיל. לחלופין, חוקרים מוכר עם טכניקות דומות עלול למצוא את זה די פשוט. בזהירות בצע האיור באיור 1 בהוראות ציורית באיור2. למיקום כראוי את החתך, המנתח ניתן להשתמש האצבעות כדי ללחוץ על הע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ב פרוטוקול זה מתוארת שיטה חזקה להשגת ביטוי גנים לשחזור באופן ספציפי בתוך הכליה. בידי מנתח מנוסה בינוני מצאנו האחוז של עכברים transfected באמצעות הטכניקה הזו להיות בטווח של 50-100%, בהתאם לגיל העכבר ואת הרגישות של המדידה של transgene. הרמה של ביטוי גנים לוציפראז היה מעל רקע במשך מספר חודשים בעכברים שקיבלו piggyBac טרנספוזונים ומתוחזק לחלוטין למשך מספר שבועות בעכברים immunocompromised קבלת טרנספוזונים אותו11. בעוד הרבה תאים מוכתם במאור פנים transgene באזור ההזרקה, היעילות הכוללת של תרביות ת...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף ולהצהיר אין ניגוד אינטרסים.
פרס פיתוח הקריירה של המחלקה ותיקי לענייני [BX002797] תמך L.E.W. מכוני הבריאות הלאומיים [R01-DK095867] ונתמך American Heart Association [15GRNT25700209] ג'יי מכוני הבריאות הלאומיים [DK093660], המחלקה לענייני חיילים משוחררים [BX002190] ואנדרבילט לחקר מחלת כליות תמיכה, M.H.W. חומר זה הוא התוצאה של עבודה נתמכת עם משאבים ושימוש במתקני במערכת הבריאות VA עמק טנסי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| AnaSed Xylazine | Patterson וטרינרי | 07-808-1947 | הרדמה - חומר לא מבוקר |
| BD מזרק אינסולין 0.5 מ"ל 29 גרם 1/2 אינץ' | 309306 בריאות קרדינל | מזרקים נדרשים | |
| בופרנקס | רוקח/וטרינר | משככי כאבים - חומר מבוקר | |
| Dynarex וילון מגבת חד פעמית | תרמו פישר סיינטיפיק | 19-310-671 | הנח מעל כרית חום |
| EndoFree Plasmid Maxi Kit | Qiagen | 12362 | השתמש רק ב-DNA פלסמיד נטול אנדוטוקסין |
| Endosafe Jer-Clot LAL בקרה חיובית מהירה | צ'ארלס ריבר | PC200 | בקרה חיובית לבדיקת אנדוטוקסין Endosafe |
| Jer-Clot LAL בקבוקון בדיקה יחיד מהיר | צ'ארלס ריבר | R13500 | בדיקת אנדוטוקסין |
| מספריים מיקרו חיתוך עדין במיוחד | Roboz כירורגי מכשיר | RS-5882 | כלי כירורגי |
| Fisherbrand נרתיק עיקור איטום מיידי - 9 אינץ' | Thermo Fisher Scientific | 01-812-51 | לחיטוי כלים כירורגיים |
| Gaymar משאבת חום | פרגון רפואי | TP-700 | משאבת חום במחזור מים |
| נביטה 500 | מכשיר כירורגי | Roboz DS-401 | לשימוש חוזר בכלים כירורגיים במהלך הניתוח |
| Graefe | מלקחיים Roboz מכשיר כירורגי | RS-5136 | כלי כירורגי |
| מלקחיים רקמות Graefe | Roboz מכשיר כירורגי | RS-5153 | כלי כירורגי |
| מחזיק מחט הלסי, | מכשיר כירורגי Roboz | RS-7841 | כלי כירורגי |
| רפידות חום - 15 אינץ' x 21 אינץ' - צריך לפחות 3 | Paragon Medical | TP22G | לשימוש עם משאבת |
| חום GaymarIsoFlo (Isoflurane, USP) | Abbott Animal Health | 5260-04-05 | להדמיה והמתת חסד |
| Isotec Isoflurane Delivery System Vaporizor | Smiths Medical | VCT3K2 | להדמיה והמתת חסד |
| קטמין רוקח/וטרינר | הרדמה - חומר מבוקר | ||
| Kimwipes | Kimberly-Clark Professional | 34120 | רקמות מעבדה |
| תוכנת תמונה חיה | קליפר מדעי | להדמיית בעלי חיים | |
| חיים לוציפרין | פרקין אלמר | 122796 | להדמיית בעלי חיים |
| חיים Nanodrop 2000 | Thermo Scientific | ND-2000-US-CAN | ספקטרופוטומטר למדידת DNA |
| Prevantics Swabs | Thermo Fisher Scientific | 23-100-110 | לניתוחי עור הכנה |
| פרולן 5-0 תפרים Taper 30 " | Thermo Fisher Scientific | NC0256891 | תפרים לא נספגים לעור |
| Puralube מותג משחה אופטלמית | פטרסון וטרינרי | 07-888-2572 | כדי לשמור על לחות העיניים במהלך הניתוח |
| Trans IT - פתרון אספקה הידרודינמי QR | Mirus Bio | MIR-5240 | מאגר אספקה הידרודינמי לדילול DNA |
| Vicryl 5-0 תפרים J303H | Thermo Fisher Scientific | NC9816710 | תפרים נספגים לשכבת השריר |
| Wahl Mini Arco Clipper | Med-Vet International | 8787-1550 | מכונת גילוח להכנת העור |
| Xenogen IVIS 200 | Caliper Life Sciences | להדמיית בעלי חיים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.