מאמר פרוטוקול זה מתאר את המתודולוגיה של מיקרו-הזרקה של רטרו-וירוס RCAS(A) בעדשת עוף עוברית ככלי לחקר תפקוד באתרו וביטוי חלבונים במהלך התפתחות העדשה.
מאמר שיטה
מאמר פרוטוקול זה מתאר את המתודולוגיה של מיקרו-הזרקה של רטרו-וירוס RCAS(A) בעדשת עוף עוברית ככלי לחקר תפקוד באתרו וביטוי חלבונים במהלך התפתחות העדשה.
עוף עוברי (Gallus domesticus) הוא מודל חייתי מבוסס היטב לחקר התפתחות העדשה והפיזיולוגיה, בהתחשב במידת הדמיון הגבוהה שלה לעדשה האנושית. RCAS(A) הוא רטרו-וירוס עוף בעל יכולת שכפול המדביק תאים מתחלקים, המשמש ככלי רב עוצמה לחקר הביטוי באתרו ותפקודם של חלבונים מסוג בר וחלבונים מוטנטיים במהלך התפתחות העדשה על ידי מיקרו-הזרקה ללומן הריק של שלפוחית העדשה בשלבי התפתחות מוקדמים, ומגביל את פעולתו לתאי עדשה מתרבים סביב. בהשוואה לגישות אחרות, כגון מודלים טרנסגניים ותרביות ex vivo, השימוש ברטרו-וירוס עופות בעל יכולת שכפול RCAS(A) מספק מערכת יעילה, מהירה וניתנת להתאמה אישית לביטוי חלבונים אקסוגניים בעוברי אפרוחים. באופן ספציפי, העברת גנים ממוקדת יכולה להיות מוגבלת לתאי סיבי עדשה מתרבים ללא צורך במקדמים ספציפיים לרקמות. במאמר זה, נסקור בקצרה את השלבים הדרושים להכנת רטרו-וירוס רקומביננטי RCAS(A), נספק סקירה מפורטת ומקיפה של הליך המיקרו-הזרקה, ונספק תוצאות לדוגמה של הטכניקה.
מטרת פרוטוקול זה היא לתאר את המתודולוגיה של מיקרו-הזרקה של עדשת עוף עוברית של RCAS(A) (סרקומה של עופות / רטרו-וירוס לויקוזיס A). העברה רטרו-ויראלית יעילה בעדשת עוף עוברית הוכחה ככלי מבטיח לחקר in vivo של המנגנון המולקולרי והמבנה-תפקוד של חלבוני עדשה בפיזיולוגיה רגילה של העדשה, בתנאים פתולוגיים ובהתפתחות. יתר על כן, מודל ניסיוני זה יכול לשמש לזיהוי מטרות טיפוליות וסינון תרופות למצבים כגון קטרקט מולד אנושי. בסך הכל, פרוטוקול זה נועד לפרוס את הצעדים הדרושים לפיתוח פלטפורמה להתאמה אישית לחקר חלבוני עדשה.
אפרוחים עובריים (Gallus domesticus), בשל הדמיון שלהם במבנה העדשה ובתפקודה עם העדשה האנושית, הם מודל חייתי מבוסס היטב לחקר התפתחות העדשה ופיזיולוגיה 1,2,3,4. השימוש ברטרו-וירוס עופות RCAS(A) בעל יכולת שכפול נחשב למערכת יעילה, מהירה וניתנת להתאמה אישית לביטוי חלבונים אקסוגניים בעוברי אפרוחים. יש לציין כי יש לו יכולת ייחודית להגביל את העברת גן המטרה לתאי סיבי עדשה שגשוגיים ללא צורך במקדמים ספציפיים לרקמות, תוך שימוש במסגרת הזמן הייחודית להתפתחות עוברית שבה נוכחות לומן עדשה ריק מאפשרת באתרו מיקרו-הזרקה RCAS(A) לאתר המוגבל לביטוי חלבונים אקסוגניים בתוך תאי סיבי עדשה מתרבים5, 6,7,8.
הליך המיקרו-הזרקה של עובר אפרוח, המתואר כאן בהרחבה, מבוסס בחלקו על עבודתו של Fekete et. al.6 ופותח עוד יותר על ידי Jiang et. al.8 ושימש כאמצעי להחדרת פלסמידים נגיפיים ולא ויראליים לעדשת אפרוחים עובריים 1,9,10,11,12,13. בסך הכל, העבודה הקודמת מדגימה את הפוטנציאל של שימוש במתודולוגיה זו לחקר התפתחות עדשות, התמיינות שלהן, תקשורת תאית והתקדמות מחלות, ולגילוי ובדיקה של מטרות טיפוליות למצבים פתולוגיים של עדשות כגון קטרקט.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה נערך בהתאם לחוק צער בעלי חיים ולתקנות צער בעלי חיים בהתאם לעקרונות המדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. כל ההליכים בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים במרכז למדעי הבריאות של אוניברסיטת טקסס בסן אנטוניו. לסקירה כללית של הפרוטוקול, ראו איור 1; עיין בטבלת החומרים לקבלת פרטים על כל החומרים, הריאגנטים והמכשירים המשמשים בפרוטוקול זה.

איור 1: מתווה ניסויי. 1 . השלב הראשון של הפרוטוקול הוא קביעת חלבון מטרה ספציפי, זיהוי רצפי הגנים הקשורים ויצירת מקטעי DNA. 2 . שיבוט רצפי הגן לווקטור רטרו-ויראלי על ידי שיבוט ראשוני לווקטור מתאם, 3. ואחריו וקטור ויראלי . 4 . הכנת חלקיקים נגיפיים בעלי טיטר גבוה באמצעות תאי אריזה לקציר והתרכיז. 5 . השלב האחרון, והמוקד של פרוטוקול זה, הוא מיקרו-הזרקה של חלקיקי נגיפים RCAS(A) לתוך לומן העדשה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
1. הכנת רטרו-וירוסים רקומביננטיים בעלי טיטר גבוה

איור 2: מכשירים והתקנה למיקרו-הזרקה של עדשת אפרוח . (A) P-30 מושך מיקרופיפטה אנכי ידני. (1) כניסה המראה משיכה של מיקרופיפטה מזכוכית. (ב) (2) אינקובטור ביצים. לדגור על ביצת תרנגולת במשך ~ 65-68 שעות באינקובטור של 37 מעלות צלזיוס כדי להגיע לשלב 18 (עם לומן מרכזי אטום וריק) להזרקת רטרו-וירוס. (C) הגדרת מיקרו-הזרקה. (3) ציוד תאורה, (4) Pico-Injector, (5) מיקרוסקופ ניתוח, (6) מיקרומניפולטור Drummond, (7) מחשב/מצלמה להדמיה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
2. מיקרו-הזרקה של עדשת צ'יק

איור 3: הכנת אפרוח במיקרו-הזרקה וסכמטית . (א) פתיחת ביצת תרנגולת. (B) חיתוך קרום מי השפיר. (C) סכימת מיקרו-הזרקה של עדשת עוף. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לאחר קביעת חלבון מטרה ספציפי וזיהוי רצפי הגנים הקשורים, הגישה הניסויית הכוללת כוללת שיבוט של רצפי הגן לווקטור RCAS(A) רטרו-ויראלי על ידי השיבוט הראשוני לווקטור מתאם, ואחריו וקטור נגיפי. שנית, חלקיקים נגיפיים בעלי טיטר גבוה מוכנים באמצעות תאי אריזה כדי לקצור ולרכז את הנגיפים. שני הצעדים העיקריים הראשונים תוארו במידה רבה והתוצאות המייצגות הוצגו במקומות אחרים 6,7,8,14,16.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מודל ניסיוני זה מציע הזדמנות לבטא את העניין של החלבונים בעדשה השלמה, מה שמוביל לחקר הרלוונטיות התפקודית של חלבונים אלה במבנה העדשה ובתפקודה. מודל המיקרו-הזרקה של אפרוח עוברי מבוסס בחלקו על עבודתו של Fekete et. al.6 ופותח עוד יותר על ידי Jiang et. al.8 ושימש כאמצעי להחדרת פלסמידים נגיפיים וחומרים כגון אגוניסטים, RNA מפריע קטן (siRNA) ופפטידים לעדשת אפרוחים 1,9,10,11,12,13.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהיעדר קשרים מסחריים או פיננסיים שיכולים להתפרש כניגוד עניינים פוטנציאלי.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקי המכונים הלאומיים לבריאות (NIH): RO1 EY012085 (ל- J.X.J) ו- F32DK134051 (ל- F.M.A), ומענק קרן וולש: AQ-1507 (ל- J.X.J). התוכן הוא באחריותם הבלעדית של המחברים ואינו מייצג בהכרח את הדעות הרשמיות של המכונים הלאומיים לבריאות. הדמויות נוצרו חלקית עם Biorender.com.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.22 ומיקרו; m מסנן | קורנינג | 431118 | להסרת פסולת סלולרית ממדיה |
| 35 מ"מ x 10 מ"מ צלחת תרבות | FisherScientific | 50-202-030 | לשימוש במהלך מיקרו-הזרקה |
| צנטריפוגה | פישרברנד | 13-100-676 | תמיסת סיבוב מבנה |
| GENEWIZ-ליצירת | |||
| מבנים ניתוח מיקרוסקופ | AmScope | SM-4TZ-144A | הדמיה של עדשה לפריימרים PCR של DNA מיקרו-הזרקה |
| טכנולוגיות DNA | משולבות-יצירת | פריימרים: לולאה תוך-תאית (IL) - Cx50 (שאריות 1– 97 ו-149– 400) כמו גם וקטור Cla12NCO התקבלו עם זוג הפריימרים הבאים: sense, CTCCTGAGAACCTACATCCT; אנטיסנס, CACCGCATGCCCAAAGTACAC ILs של Cx43 (שאריות 98– 150) ו-Cx46 (שאריות 98– 166) היו מתקבל עם זוגות הפריימרים הבאים: sense, TACGTGATGAGGAAAGAG; אנטיסנס, TCCTCCACGCATCTTTACCTTG; חוש, CACATTGTACGCATGGAAGAG; antisense, AGCACCTCCC ב-ACGGATTC, בהתאמה תבנית המבנה Cla12NCO-Cx43 התקבלה עם זוג הפריימרים הבאים: sense, CTGCTTCGTACTTACATC; אנטיסנס, GAACAC GTGCGCCAGGTAC ILs של Cx50 (שאריות 98– 148) או Cx46 (שאריות 98– 166) שוכפלו על ידי שימוש במבנים Cla12NCO-Cx50 ו-Cla12NCO-Cx46 כתבניות עם זוג הפריימרים הבאים: sense, CACCATGTCCGCATGGAGGAGA; אנטיסנס, GGTCCCC TC CAGGCGAAAC; חוש, CACATTGTACGCATGGAAGAG; antisense, AGCACCTCCCATACGGATTC, בהתאמה | |
| Drummond Nanoject II מזרק ננוליטר אוטומטי | Drummond Scientific | 3-000-204 | מיקרו-הזרקה פיפט |
| כפול צוואר אווז אורות מיקרוסקופ תאורה | AmScope | LED-50WY | תאורה להדמיה |
| Dulbecco ' s Modified Eagle Medium (DMEM) | Invitrogen | לתרבית | |
| תאים מחזיק ביצים | - | טבעות קלקר תוצרת בית בקוטר 2 אינץ' וגובה חצי אינץ' | |
| חממת ביצים | GQF Manufacturing Company Inc. | 1502 | לדגירה של ביצים מופרות |
| Fast Green | Fisher מדעי | F99-10 | להדמיה של הזרקת מלאי ויראלי |
| ביצי עוף לבנים מופרים | טקסס A& M University | N/A | מודל בעלי חיים לבחירה עבור מיקרו-הזרקה (https://posc.tamu.edu/fertile-egg-orders/) |
| סרום בקר עוברי (FBS) | מעבדות | לתרבית תאים | |
| מצומד פלואורסצאין נגד עכבר IgG | Jackson ImmunoResearch | 115-095-003 | לאנטי FLAG 1:500 |
| מלקחיים | FisherScientific | 22-327379 | להזזת דברים בידוד |
| נימי זכוכית | Sutter Instruments | B100-75-10 | מיקרופיפטה מזכוכית להזרקת מיקרו (OD 1.0 מ"מ, תעודת זהות 0.75 מ"מ, אורך 10 ס"מ) |
| Lipofectamine | Invitrogen | L3000001 | להעברה |
| חולץ מיקרופיפטה אנכי ידני | Sutter Instruments | P-30 | להשגת מיקרופיפטה מזכוכית בגודל הנכון |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה | FisherScientific | 02-682-004 | תמיסת המסה |
| מיקרוסקופ | Keyence | BZ-X710 | להדמיה צביעת |
| Parafilm | FisherScientific | 03-448-254 | הנחת תמיסה |
| פניצילין/סטרפטומיצין | Invitrogen | לתרבית תאים | |
| Pico-Injector | מכשיר הרווארד | PLI-100 | לאספקת נפחי נוזלים קטנים בדיוק דרך מיקרופיפטות על ידי הפעלת לחץ מווסת לפרק זמן מוגדר דיגיטלית |
| ארנב אנטי-אפרוח AQP0 | נוצר | עצמי-ג'יאנג JX, לבן TW, גודאינף DA, פול DL. שיבוט מולקולרי ואפיון פונקציונלי של קונקסין סיבי עדשת אפרוח 45.6. תא מול ביול. מרץ 1994; 5(3):363-73. doi: 10.1091/mbc.5.3.363. | |
| ארנב נגד FLAG נוגדן | Rockland Immunichemicals | 600-401-383 | לצביעה FLAG |
| מצומד רודמין נגד ארנב IgG | Jackson ImmunoResearch | 111-295-003 | לאנטי-AQP0 1:500 |
| כרית הידוק ספוג | Sutter Instruments | BX10 | לאחסון מיקרופיפטה מזכוכית |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה