方法論記事

レンチウイルスベクターを用いたラット受精卵の形質導入

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2026年8月31日

この記事について

要約

動物サンプルを用いたすべての手順は、適切な動物倫理審査委員会の審査および承認を受けている。 透明帯下の1細胞期胚へのレンチウイルスベクターのマイクロインジェクション 注:マイクロインジェクションには、2つの前核が確認できる1細胞期胚を使用すること(図1)。 レンチウイルス(LV)分注液を室温で融解し、10,000 x g、室温(RT)で2分間遠心分離して、残存する細胞碎片をペレット化する。 マイクロインジェクションのセットアップ マイクロフォージを用いて、ガラス製保持ピペット(ホウケイ酸ガラスキャピラリー)を作成する。ガラスキャピラリーを炎で加熱延伸し、5~10 cmのチップを作成する。ピペットを折り、チップを約4 cm残す。外径は約80~120 µmとする。 注:ピペットチップが完全に真っ直ぐで滑らかであることを確認すること。 延伸したピペットをマイクロフォージにセットし、チップを加熱フィラメントの前に配置する。フィラメントをピペットチップのごく近くまで近づけて加熱し、直径が約15 µm(胚のサイズの約20%)になるまで収縮させる。ピペットを加熱フィラメントに対して垂直に、ピペットチップから2~3 mm離れた位置に配置し、加熱を開始する。ガラスが軟化する。15°の角度になるまで加熱する。 ピペットプラーを用いて、フィラメントでマイクロインジェクション用ホウケイ酸ガラスキャピラリーを作成する。キャピラリーを延伸チャンバーに挿入する。ランプテストを実行する(新しいガラスを使用する場合の初回、およびフィラメント交換後の毎回)。Heatをランプ値-10、Pullを100、Velocityを150、Timeを100に設定する。 注:最適なインジェクションキャピラリーを得るために、これらのパラメータを調整すること。 バイオセーフティ・ラミナーフローフード内で、マイクロローダーチップを用いて、約2 µLのウイルス溶液をマイクロインジェクションピペットにロードする。 マイクロインジェクション用ディッシュ(60 mmペトリ皿の蓋)に、100 µLのM2培地を(中央に)滴下し、液体パラフィンまたはミネラルオイルで覆って準備する。 ウイルス溶液をロードした保持ピペットとマイクロインジェクションキャピラリーを、倒立顕微鏡下でマイクロマニピュレーターおよびマイクロインジェクションディッシュに取り付ける。 マイクロインジェクションの実施 15~20個の1細胞期胚を、マイクロインジェクションディッシュ上のM2滴に移す。保持ピペットを用いて胚を固定する。 400倍の倍率を用い、自動インジェクターに接続したガラスキャピラリーを使用して、透明帯下の卵周隙にLV溶液を注入する。キャピラリーを透明帯下に一瞬保持する。 注:緩やかな正圧を用いることで、ウイルス溶液がインジェクションキャピラリーから連続的に流出するが、送り出される懸濁液の量を制御することはできない。 微細ピペットを用いて、胚を37 °C、5% CO2雰囲気下のインキュベーター内にある培養皿に戻す。1つの接合子あたりの注入回数は変動し、ウイルスベクターの濃度に基づいて調整可能である。 注:注入した胚は、1細胞期のまま代用母体に移植するか、M16培地で一晩(O/N)インキュベートした後に2細胞期で移植することができる。ラット胚の長期間のin vitro培養は避けるべきである。 Koza, P., レンチウイルスベクター法を用いたトランスジェニックラットの作製 J. Vis. Exp. (2020)

このビデオでは、形質転換ラットを作製するための安定的な外来遺伝子組み込みを実現するため、受精ラット胚へのレンチウイルスベクターのマイクロインジェクションによる導入法を解説します。

プロトコル

動物サンプルを用いたすべての手順は、適切な動物倫理審査委員会の審査および承認を受けています。

  1. 透明帯下における1細胞期胚へのレンチウイルスベクターのマイクロインジェクション
    注意:マイクロインジェクションには、2つの前核が確認できる1細胞期胚を使用してください(図 1)。
    1. レンチウイルス(LV)の分注液を室温で解凍し、10,000 x g、室温(RT)で2分間遠心分離して、残存する細胞残渣をペレット化します。
    2. マイクロインジェクションのセットアップ
      1. マイクロフォージを用いてガラス製保持ピペット(ホウケイ酸ガラスキャピラリー)を準備します。ガラスキャピラリーを炎で引き延ばし、5–10 cmの先端部を作ります。ピペットを破断し、先端を約4 cm残します。外径は約80–120 µmとなるようにします。
        注意:ピペットの先端が完全に直線で滑らかであることを確認してください。
      2. 引き延ばしたピペットをマイクロフォージにセットし、先端を加熱フィラメントの正面に配置します。フィラメントをピペット先端の非常に近くで加熱し、直径が約15 µm(胚のサイズの約20%)まで収縮させます。ピペットを加熱フィラメントに対して垂直に、先端から2–3 mm離して配置し、加熱を開始します。ガラスが軟化したら、15°の角度になるまで加熱します。
      3. ピペットプラーを用いて、フィラメント付きのマイクロインジェクション用ホウケイ酸ガラスキャピラリーを準備します。キャピラリーをプルチャンバーに挿入します。ランプテストを実行します(新しいガラスを使用する場合の初回およびフィラメント交換後の毎回)。Heatをランプ値から-10、Pullを100、Velocityを150、Timeを100に設定します。
        注意:最適なインジェクション用キャピラリーが得られるよう、パラメーターを調整してください。
      4. バイオセーフティ・ラミナーフローフード内で、マイクロローダーチップを用いてマイクロインジェクションピペットに約2 µLのウイルス溶液をロードします。
      5. 60 mmペトリ皿の蓋をマイクロインジェクション皿として使用し、中央に100 µLのM2培地を滴下し、液体パラフィンまたはミネラルオイルで被覆します。
      6. 倒立顕微鏡下で、保持ピペットおよびウイルス溶液をロードしたマイクロインジェクションキャピラリーをマイクロマニピュレーターとマイクロインジェクション皿に取り付けます。
    3. マイクロインジェクションの実施
      1. 15–20個の1細胞期胚をマイクロインジェクション皿上のM2滴に移行します。保持ピペットを用いて胚を固定します。
      2. 400倍の倍率で、自動注入器に接続したガラスキャピラリーを用い、透明帯下の囲卵腔にLV溶液を注入します。キャピラリーを透明帯下に一瞬保持します。
        注意:緩やかな正圧を用いることで、ウイルス溶液はインジェクションキャピラリーから連続的に流出しますが、注入される懸濁液の液量を制御することはできません。
      3. 細いピペットを用いて、37 °C、5% CO2 雰囲気のインキュベーター内にある培養皿に胚を戻します。1つの接合子に対する注入回数は変動する場合があり、ウイルスベクターの濃度に基づいて調整可能です。
        注意:注入後の胚は、1細胞期のまま代用母に移植するか、M16培地で一晩(O/N)培養した後に2細胞期で移植します。ラット胚の長期間の体外培養は避けてください。

結果

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図 1. 透明帯下へのレンチウイルスベクター注入に向けて準備されたラット1細胞期胚の顕微鏡写真。 胚はホールディングピペットで固定されている。母方および父方の遺伝物質を含む2つの前核と極体が確認できる。スケールバー = 20 μm。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
校正済みマイクロキャピラリーピペット用アスピレーターチューブアセンブリSigmaA5177-5EA 
フィラメント付きホウケイ酸ガラスキャピラリー GC100TF-15Harvard Apparatus Limited30-0039注入用キャピラリー
CELLSTAR 組織細胞培養ディッシュ 35-mmGreiner Bio-One627160 
CELLSTAR 組織細胞培養ディッシュ 60-mmGreiner Bio-One628160 
ミネラルオイルSigmaM8410-500ML 
倒立顕微鏡ZeissAxiovert 200 
M2 mediumSigmaM7167 
VacuTipEppendorf5175108保持用キャピラリー
M16 medium EmbryoMaxSigmaMR-016-D 

タグ

ラット胚マイクロインジェクション法トランスジェニックラット胚培養透明帯卵周腔導入遺伝子の組み込み倒立顕微鏡マイクロマニピュレーターセットアップ