פיתחנו מספר פרוטוקולים לגרימת נזק ברשתית או ניוון רשתית בראשנים מסוג Xenopus laevis . מודלים אלה מציעים את האפשרות לחקור מנגנוני התחדשות רשתית.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פיתחנו מספר פרוטוקולים לגרימת נזק ברשתית או ניוון רשתית בראשנים מסוג Xenopus laevis . מודלים אלה מציעים את האפשרות לחקור מנגנוני התחדשות רשתית.
מחלות נוירודגנרטיביות ברשתית הן הגורמים המובילים לעיוורון. בין אסטרטגיות טיפוליות רבות הנחקרות, גירוי תיקון עצמי התגלה לאחרונה כמושך במיוחד. מקור עניין תאי לתיקון רשתית הוא תא הגליה מולר, הטומן בחובו פוטנציאל תאי גזע ויכולת התחדשות יוצאת דופן באנמניוטים. עם זאת, פוטנציאל זה מוגבל מאוד ביונקים. חקר המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס התחדשות הרשתית במודלים של בעלי חיים בעלי יכולות התחדשות אמור לספק תובנות כיצד לפתוח את היכולת הסמויה של תאי מולר של יונקים לחדש את הרשתית. זהו צעד מפתח לפיתוח אסטרטגיות טיפוליות ברפואה רגנרטיבית. לשם כך פיתחנו מספר פרדיגמות של פגיעה ברשתית בקסנופוס: פגיעה מכנית ברשתית, קו מהונדס המאפשר אבלציה מותנית של קולטני אור בתיווך ניטרורדוקטאז, מודל רטיניטיס פיגמנטוזה המבוסס על נוקאאוט רודופסין בתיווך CRISPR/Cas9, ומודל ציטוטוקסי המונע על ידי זריקות CoCl2 תוך עיניות. הדגשת היתרונות והחסרונות שלהם, אנו מתארים כאן סדרה זו של פרוטוקולים היוצרים מצבים ניווניים שונים ומאפשרים את המחקר של התחדשות הרשתית ב Xenopus.
מיליוני אנשים ברחבי העולם סובלים ממחלות ניווניות שונות ברשתית המובילות לעיוורון, כגון רטיניטיס פיגמנטוזה, רטינופתיה סוכרתית או ניוון מקולרי תלוי גיל (AMD). נכון להיום, מצבים אלה נותרו במידה רבה בלתי ניתנים לטיפול. הגישות הטיפוליות הנוכחיות הנמצאות בהערכה כוללות ריפוי גנטי, השתלות תאים או רקמות, טיפולים נוירופרוטקטיים, אופטוגנטיקה והתקנים תותבים. אסטרטגיה מתפתחת נוספת מבוססת על התחדשות עצמית באמצעות הפעלת תאים אנדוגניים בעלי פוטנציאל תאי גזע. תאי גליה מסוג מולר, סוג תאי הגליה העיקריים ברשתית, הם בין המקורות התאיים המעניינים בהקשר זה. לאחר פציעה, הם יכולים להתמיין, להתרבות, וליצור נוירונים 1,2,3. למרות שתהליך זה יעיל מאוד בדגי זברה או בקסנופוס, הוא אינו יעיל במידה רבה ביונקים.
עם זאת, הוכח כי טיפולים מתאימים עם חלבונים מיטוגניים או ביטוי יתר של גורמים שונים יכולים לגרום לכניסה מחודשת של מחזור תאי גליה של יונקים, ובמקרים מסוימים, לעורראת מחויבותם לנוירוגנזה 1,2,3,4,5. עם זאת, זה עדיין לא מספיק במידה רבה לטיפולים. לפיכך, הרחבת הידע שלנו על המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס ההתחדשות נחוצה כדי לזהות מולקולות המסוגלות להפוך ביעילות תכונות תאים דמויי גזע של מולר לאסטרטגיות טיפוליות תאיות חדשות.
במטרה זו, פיתחנו מספר פרדיגמות פציעה ב - Xenopus המעוררות ניוון תאי רשתית. כאן, אנו מציגים (1) פגיעה רשתית מכנית שאינה ספציפית לסוג התא, (2) מודל אבלציה מותנה והפיך של תאים באמצעות מערכת NTR-MTZ המכוונת לתאי מוט, (3) נוקאאוט רודופסין בתיווך CRISPR/Cas9, מודל של רטיניטיס פיגמנטוזה המעורר ניוון מתקדם של תאי מוט, ו-(4) CoCl2-מודל ציטוטוקסי המושרה שעל פי המינון יכול להתמקד ספציפית בקונוסים או להוביל לניוון רחב יותר של תאי הרשתית. אנו מדגישים את הייחודיות, היתרונות והחסרונות של כל פרדיגמה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הטיפול והניסויים בבעלי חיים נערכו בהתאם להנחיות המוסדיים, תחת רישיון מוסדי A91272108. פרוטוקולי המחקר אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים CEEA #59 וקיבלו אישור על ידי Direction Départementale de la Protection des Populations תחת מספר הסימוכין APAFIS #32589-2021072719047904 v4 ו- APAFIS #21474-2019071210549691 v2. עיין בטבלת החומרים לקבלת פרטים הקשורים לכל החומרים, המכשירים והריאגנטים המשמשים בפרוטוקולים אלה.
1. פגיעה ברשתית מכנית
הערה: פרוטוקול פרדיגמת הפציעה המתואר כאן מורכב מניקוב רשתית מכני של ראשנים משלב 45 ואילך. לכן, הוא אינו מכוון לסוג מסוים של תאי רשתית אלא פוגע בכל עובי הרשתית באתר הניקוב.
2. אבלציה מותנית של תאי מוט באמצעות מערכת NTR-MTZ
הפרוטוקול נועד לגרום לאבלציה ספציפית של תאי מוט בקו6 המהונדס Xenopus Tg (rho:GFP-NTR), הזמין בשירות הזואוטכני של TEFOR Paris-Saclay, המארח את מרכז המשאבים הצרפתי Xenopus. המערכת הכימוגנטית הזו משתמשת ביכולת של אנזים ניטרורדוקטאז (NTR) כדי להמיר את התרופה מטרונידזול (MTZ) לחומר צילב-קישור ציטוטוקסי של דנ"א, כדי לעבד באופן ספציפי מוטות המבטאים NTR (איור 1B). שני פרוטוקולים מפורטים ליצירת בעלי חיים טרנסגניים Tg (rho:GFP-NTR) או Tg (rho:NTR) ולגרום לניוון פורסמו בעבר 7,8. כאן, אנו פשוט מפרטים את השראת ניוון הרשתית וכיצד לפקח על תהליך הניוון in vivo.
3. ניוון תאי מוט על ידי נוקאאוט רודופסין בתיווך CRISPR/Cas9
הערה: פרוטוקול זה הוקם כדי ליצור מודל של רטיניטיס פיגמנטוזה ב- Xenopus laevis על ידי גרימת ניוון ספציפי של תאי מוט באמצעות נוקאאוט רודופסין בתיווך CRISPR/Cas9. % ההחדרה-מחיקה (indels) ב- F0 מסופק ב-11 והוא ~ 75%. נוקאאוט רודופסין בתיווך CRISPR/Cas9 כזה יכול להתבצע גם בראשנים של Xenopus tropicalis 11.
4. ניוון תאי רשתית על ידי זריקות CoCl 2 תוך עיניות ציטוטוקסיות
הערה: פרוטוקול זה נקבע כדי לגרום לניוון תאי רשתית על ידי הזרקות תוך עיניות של קובלט כלוריד (CoCl2) בראשנים של Xenopus laevis . על פי המינון, זה יכול לעורר ניוון ספציפי חרוט או ניוון רחב יותר14. אנו משתמשים בפרוטוקול זה בראשנים מסוג Xenopus laevis מגיל 48 ואילך. ניתן להשתמש בו גם בראשנים מסוג Xenopus tropicalis .
5. צביעה להערכת נזק ברשתית או ניוון רשתית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פגיעה מכנית ברשתית
קטעי רשתית של ראשנים הנתונים לפגיעה המכנית המתוארת בפרוטוקול סעיף 1 מראים שהנגע ברשתית מקיף את כל שכבות הרקמה תוך שהוא נשאר מוגבל לאתר הניקוב (איור 2A,B).
אבלציה מותנית של תאי מוט באמצעות מערכת NTR-MTZ
העיניים של ראשנים טרנסגניים מורדמים Tg (rho:GFP-NTR) שטופלו בטיפול MTZ, כמתואר בסעיף 2 של פרוטוקול, נותחו תחת הסטריאומיקרוסקופ (איור 3A,B
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יתרונות וחסרונות של פרדיגמות שונות של פגיעה ברשתית בראשנים של קסנופוס
פגיעה מכנית ברשתית
פציעות כירורגיות שונות של הרשתית העצבית פותחו בראשנים של קסנופוס. הרשתית העצבית יכולה להיות מוסרת לחלוטין15,16 או נכרתה רק חלקית 16,17. הפגיעה המכנית המוצגת כאן אינה כרוכה בכריתת רשתית אלא ניקוב עין פשוט שפיתחנו בעבר בראשנים מסוג Xe...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי מענקים ל- M.P. מהאגודה Retina France, Fondation de France, FMR (Fondation Maladies Rares), BBS (Association du syndrome de Bardet-Biedl) ו- UNADEV (Union Nationale des Aveugles et Déficients Visuels) בשיתוף עם ITMO NNP (Institut Thématique Multi-Organisme Neurosciences, sciences cognitives, neurologie, psychiatrie) / AVIESAN (Alliance Nationale pour les sciences de la vie et de la santé).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1,2-פרופנדיול (פרופיל ואגרייב; ne glycol) | Sigma-Aldrich | 398039 | |
| אתנול מוחלט ו-GE; 99.8% | כימיקלים VWR | 20821-365 | |
| נוגדן נגד קספאז 3 שסוע (ארנב) | איתות תאים | 9661S | דילול 1/300 |
| נוגדן נגד GFP (עוף) | Aveslabs | GFP-1020 | דילול 1/500 |
| נוגדן נגד M-Opsin (ארנב) | Sigma-Aldrich | AB5405 | דילול 1/500 |
| נוגדן משני נגד עכבר, Alexa Fluor 594 (עז) | Invitrogen Thermo Scientific | A11005 | דילול 1/1,000 |
| נוגדן Anti-Otx2 (ארנב) | Abcam | Ab183951 | דילול 1/100 |
| נוגדן משני נגד ארנב, Alexa Fluor 488 (עז) | Invitrogen Thermo Scientific | A11008 | דילול 1/1,000 |
| נוגדן משני נגד ארנב, Alexa Fluor 594 (עז) | Invitrogen Thermo Scientific | A11012 | דילול 1/1,000 |
| נוגדן נגד התאוששות (ארנב) | סיגמא-אולדריץ' | AB5585 | דילול 1/500 |
| נוגדן נגד רודופסין (עכבר) | סיגמא-אולדריץ' | MABN15 | דילול 1/1,000 |
| נוגדן נגד S-Opsin (ארנב) | סיגמא-אולדריץ' | AB5407 | דילול 1/500 |
| ערכת זיהוי אפופטוטיס (מערכת TUNEL פלואורמטרית ללא מוצא) | Promega | G3250 | |
| בנזוקאין | Sigma-Aldrich | E1501 | פתרון מלאי 10% |
| bisBenzimide H 33258 (Hoechst) | Sigma-Aldrich | B2883 | תמיסת מלאי 10 מ"ג/מ"ל |
| בוטאנול-1 ≥ 99.5% | כימיקלים VWR | 20810.298 | |
| סידן כלוריד דיהידראט (CaCl2, 2H2O) | Sigma-Aldrich (Supelco) | 1.02382 | שימוש ב-0.1 מ' |
| Cas9 (EnGen Spy Cas9 NLS) | New England Biolabs | M0646T | |
| קלארק זכוכית נימית דגם GC100TF-10 | Warner Instruments (Harvard Device) | 30-0038 | |
| קובלט (II) כלוריד הקסהידראט (CoCl2, 6H2O) | Sigma-Aldrich | C8661 | תמיסת מלאי 100 מ"מ |
| Coverslip 24 x 60 מ"מ | VWR | 631-1575 | |
| Dako REAL ab מדלל | Agilent | S202230-2 | |
| דימתיל סולפוקסיד (DMSO) | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| מיקרוטום סיבובי אלקטרוני | Thermo Scientific | Microm HM 340E | |
| אאוזין 1% אבחון | RAL | 312740 | |
| פלואורסצאין ליזין דקסטרן | Invitrogen Thermo Scientific | D1822 | |
| סטריאומיקרוסקופ פלואורסצנטי | Olympus | SZX 200 | |
| Gentamycin | Euromedex | EU0410-B | |
| גליצרין אלבומין acc. Mallory | Diapath | E0012 | שימוש ב-3% במים |
| Hematoxylin (Mayer's Hemalun) | RAL Diagnostics | 320550 | |
| HEPES מלח | אשלגןSigma-Aldrich | H0527 | |
| הורמון גונדוטרופין כוריוני אנושי | MSD בריאות בעלי חיים | Chorulon 1500 | |
| אידוי חומצה הידרוכלורית, 37% (HCl) | סיגמא-אולדריץ' (SAFC) | 1.00314 | |
| L-ציסטאין הידרוכלוריד מונוהידראט | סיגמא-אולדריץ' | C7880 | שימוש ב-2% ב-0.1x MBS (pH 7.8 - 8.0) |
| מגנזיום סולפט הפטהידראט (MgSO4, 7H< תת>2O) | סיגמא-אולדריץ' (סופלקו) | 1.05886 | |
| מטרונידזול | סיגמא-אולדריץ' (Supelco) | M3761 | השתמש בקצות מיקרו-מטען של 10 מ"מ |
| חולץ מיקרופיפטה | 5242956003 | ||
| (P-97 Flaming/Brown) | Sutter Instrument Co. | דגם P-97 | תוכנית: חום 700 / משיכה 100 / וול 75 / זמן 90 / לא נעול p = 500 |
| מדיום הרכבה לשימור פלואורסצנטיות, מגיב FluorSave | Millipore | 345789 | |
| מדיום הרכבה, Eukitt | Chem-Lab | CL04.0503.0500 | |
| MX35 להב Ultra Microtome | Epredia | 3053835 | |
| מחט Agani 25 G x 5/8'' | Terumo | AN*2516R1 | |
| מחזיק סיכה מצופה ניקל | כלי מדע עדינים | 26016-12 | |
| רקמת סינון ניילון (בד ניפוי) NITEX, פתח רשת 1,000 ומיקרו; m | Sefar | 06-1000/44 | |
| שעוות היסטו-פרפין ללא DMSO | Histolab | 00403 | |
| תמיסת פרפורמלדהיד (32%) | מדעי מיקרוסקופ אלקטרונים | EM-15714-S | שימוש ב-4% ב-1x PBS pH 7.4 |
| תבניות הטבעה חד פעמיות מתקלפות בכיוון | Epredia | 2219 | |
| Pestle | VWR | 431-0094 | |
| צלחת פטרי 100 מ"מ | קורנינג גוסלין | SB93-101 | |
| צלחת פטרי 55 מ"מ | קורנינג גוסלין | BP53-06 | |
| תמיסת מלח מאגר פוספט (PBS) 10x | Euromedex | ET330-A | |
| מערכת מיקרו-הזרקה פיקו-שפריצר | מוצרי מכשור פארקר | פיקו שפריצר III | |
| פינים | Fine Science Tools | 26002-20 | |
| פוליסוכרוז (Ficoll PM 400) | Sigma-Aldrich | F4375 | שימוש ב-3% ב-0.1x MBS |
| אשלגן כלורי (KCl) | Sigma-Aldrich | P3911 | |
| אבקת מזון מטוגן: sera Micron Nature | sera | 45475 (00720) | |
| דיסקציה מספריים | Fine Science Tools | 14090-09 | |
| Slide Superfrost | קניטל זכוכית | VS11171076FKA | |
| מכשירי קונץ | מחממי שקופיות | HP-3 | |
| נתרן כלורי (NaCl) | Sigma-Aldrich | S7653 | |
| נתרן ציטראט מלח טריסודיום דיהידראט (C6H5Na3O7, 2H2O) | VWR כימיקלים | 27833.294 | |
| נתרן מימן פחמתי (NaHCO3) | סיגמא-אולדריץ' (Supelco) | 1.06329 | |
| נתרן הידרוקסיד 30% תמיסה מימית (NaOH) | כימיקלים VWR | 28217-292 | |
| סטריאומיקרוסקופ | Zeiss | Stemi 2000 | |
| מזרקים Omnifix-F מזרקים חד פעמיים סולו 1 מ"ל | B-BRAUN | 9161406V | |
| crRNA טרנס-אקטיבי (tracrRNA) | טכנולוגיות DNA משולבות | ||
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X-100 | |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | P9416 | |
| X-Cite 200DC Fluorescence Illuminator | X-Cite | 200DC | |
| קסילן ≥ 98.5% | כימיקלים VWR | 28975-325 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.