子宮エレクトロポレーションの二重は、空間的および時間的に分離された細胞集団を標的にすることを可能にする。この技術は、通常の条件で蛍光タンパク質を使用して、また、目的の遺伝子を摂動する機能実験の後に、それらの細胞集団間の相互作用を視覚化するのに有用である。
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子宮エレクトロポレーションの二重は、空間的および時間的に分離された細胞集団を標的にすることを可能にする。この技術は、通常の条件で蛍光タンパク質を使用して、また、目的の遺伝子を摂動する機能実験の後に、それらの細胞集団間の相互作用を視覚化するのに有用である。
子宮内エレクトロポレーションは、哺乳類のコルチコ形成の根底にある分子および細胞機構を研究するために広く使用されるin vivo DNA伝達技術である。この手順は、脳室を利用して目的のDNAの導入を可能にし、一対の電極を使用して、遺伝物質の入り口を心室、神経幹細胞を裏打ちする細胞に向ける。この方法により、研究者は望ましい細胞にラベルを付けたり、それらの細胞に関心のある遺伝子の発現を操作することができます。それは神経移動を標的とするアッセイ、系統の追跡および軸索経路の発見を含む複数の適用を、備えている。この方法の重要な特徴は、その時間的および地域的制御であり、胚致死性または特定のCREドライバーマウスの欠如に関連する潜在的な問題の回避を可能にする。この技術のもう一つの関連する側面は、新しいマウスラインの生成を伴う経済的および時間的な制限を大幅に減らすのに役立ち、異なる発達年齢で脳の遠い領域に由来する細胞型間の相互作用の研究において特に重要になる。ここでは、空間的および時間的に分離された細胞集団のターゲットを可能にする二重エレクトロポレーション戦略について説明する。このアプローチにより、選択した蛍光タンパク質を使用して異なる場所の細胞の異なるサブタイプを標識して視覚化したり、これらの異なる細胞によって発現する目的の遺伝子を適切な時期に操作したりできます。この戦略は、子宮内エレクトロポレーションの可能性を高め、密接な接触を確立するために移行する時間的および空間的に分離された細胞集団の挙動を研究する強力なツールを提供し、軸索予測を介した長距離相互作用を研究し、時間的および経済的コストを削減する。
大脳皮質は非常に複雑で複雑に組織化された構造です。このような組織の程度を達成するために、皮質投影ニューロンは、その側頭発生、皮質プレート内の最終目的地への移行、および短距離および長距離接続の確立1、22を必要とする複雑な発達過程を経る。長い間、コルチコ形成を研究する古典的な方法は、関心のある遺伝子のノックアウトまたはノックインマウスモデルの使用に基づいていました。しかし、この戦略、特に条件付きノックアウトマウスの使用は時間と高価であり、遺伝的冗長性の存在や特定のCREドライバの欠如などに関する追加の問題を提示することがあります。これらの問題に対処するために生じたアプローチの1つは、今日では皮質の発達を研究するために広く使用されている、子宮エレクトロポレーション33、44です。子宮内エレクトロポレーションは、体細胞トランスジェネシスに使用される技術であり、神経幹細胞およびその子孫を生体内で標的化することを可能にする。この方法は、インビボでの遺伝子操作(すなわち、機能アッセイの利得または,損失)7、8、9、8生体9外および培養細胞8、10における電気泳動皮質を単離するための蛍光タンパク質105、6の発現によって細胞を標識するために使用することができる。56さらに、子宮内のエレクトロポレーションでは、標的領域の時間的および地域的制御が可能である。この技術は、多くの用途を有し、広く神経移動、幹細胞分裂、神経結合性、および他の被験者898、9、11、1211,12を研究するために使用されています。,
現在の原稿は、子宮エレクトロポレーションで二重と呼ぶ子宮エレクトロポレーション変異体の使用を記述し、異なる時間的および空間的起源を有する大脳皮質における細胞の相互作用を分析する。これらの研究は、いくつかのトランスジェニックラインの組み合わせ使用を必要とするため、マウスモデルを採用する際に完了するには非常に複雑です。本論文に記載されているプロトコルの応用例としては、隣接する細胞間の密接な相互作用の研究や、長距離投影による遠距離細胞間の相互作用の研究が挙げられる。この方法では、同じ胚上で時間的および空間的に分離された子宮エレクトロポレーション手術において2つの独立した独立を行い、関心のある異なる細胞集団を標的とする。このアプローチの利点は、野生型動物を使用して一方または両方のタイプのニューロンで遺伝子機能を操作する可能性です。さらに、これらの機能実験は、細胞質または膜タグ付き蛍光タンパク質の発現と組み合わせて、樹状突起および軸索を含む標的細胞の微細形態を可視化し、細胞相互作用の可能性のある差異をコントロール(すなわち、蛍光タンパク質で標識した細胞のみ)に比較して分析することができる。
ここで説明するプロトコルは、新皮質内の細胞相互作用の研究に焦点を当てていますが、この戦略は、小脳15のような他の構造のサブパラリウムまたは視床13、14、,14または他の構造の細胞間相互作用のような子宮エレクトロポレーションで標的とすることができる皮質外領域との相互作用を調べるためにも使用できます。異なる領域のターゲット設定は、電極の向きとDNAが注入される心室(側面、第3、または第4)に基づいています。ここで説明した戦略では、機能実験における結合性/インナビネーションの一般的な変化を評価するのに役立つ、かなりの数の細胞にラベルを付けることができます。それにもかかわらず、接続性の微細な変化を研究するために、子宮エレクトロポレーション中の改変版を使用して、まばらな標識を得て、単一細胞16を同定することができる。要約すると、子宮内の二重エレクトロポレーションは、時間的および空間的に分離された細胞集団を標的化し、制御条件下でまたは機能的実験と組み合わせて、それらの相互作用を詳細に研究することを可能にする汎用性の高い方法であり、時間的および経済的コストを大幅に削減する。
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ここに記載されている手順は、実験を担当する倫理委員会、バレンシア大学の動物福祉およびアグリカルチュラコンセラースによって承認されています。 デサロロ農村、緊急クリマチカ・イ・トランティシオン・エコロギカ・オブ・コンビニダード・バレンシアナのエコロギカは、スペインの法律の実Decreto 53/2013および欧州議会および理事会の指令2010/63/EUでレビューされた国際実験動物科学評議会(ICLAS)のガイドラインを遵守しています。
注: このプロトコルは 2 つの異なる目的を伴います: 1)最初の研究は、「戦略 A」と呼ばれ、同じ脳半球内の Cajal-Retzius 細胞 (CR 細胞) と初期の皮質投影ニューロン間の相互作用の分析を可能にします。2)第2の研究「ストラテジーB」は、新皮質の対側側への上層のカロス投影ニューロンの内インベーションを調べるために行われる。
1. 前外科準備
2. 子宮の最初のエレクトロポレーション手術
3. 子宮電散の第2
4. 組織の収穫と切除
5. 共焦点蛍光イメージングと解析
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隣接する細胞間の相互作用は、遠位の場所と異なる時期に発生した:Cajal-Retzius細胞(CR細胞)と早期移行皮質投影ニューロン(戦略A)
CR細胞と初期皮質突起ニューロンの相互作用は、二重エレクトロポレーション戦略8を用いてネクチンおよびカドヘリン接着分子を介してソマル転座を調節するために必要であると以前に説明した。CR細胞は、ペリウムの縁にある神経エピテリウムに由来し、接線的に移動して皮質の最も表面的な部分を移し、限界領域17、18、1918は、大脳皮質の増殖帯で皮質投影ニューロンが生成され、19新皮質プレート20に放射状に移動する。17両方のタイプの細胞の生成には時間的な違いがあります。CR細胞はE10.521、22
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大脳皮質のような細胞密度の高い領域における生体内での細胞間相互作用の研究は複雑な作業です。神経突起を標識する抗体の使用を含む従来のアプローチは、異なる細胞集団に対する特異的マーカーがないため、適切ではない。特定の細胞型が蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックマウスモデルの使用は、神経細胞のプロセスを可視化するのに有用であるが、これはそのようなモデルの利用可能性に依存する。このタスクは、ノックアウトマウスのような他の動物モデルの使用を伴うため、対象遺伝子の摂動時に2つの特定の細胞タイプ間の相互作用の可能性のある違いを視覚化しようとするとさらに複雑になります。これらの問題のすべては、経済的および一時的なコストのために、過去にこれらの研究を複雑にしました。
子宮エレクトロポレーションのような生体内で体細胞トランスジェネシスを可能にする新しい技術の出現は、このプロトコルに記載されているような戦略を設計する可能性を提供し、このタイプの実験をより実現可能にします。この出版物および以前に出版された研究8に示された結果は、このプロトコル1)が異な...
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著者らは開示するものは何もない。
著者らは、クリスティーナ・アンドレス・カルボネルとバレンシア大学のアニマルケア施設のメンバーに対し、技術支援を求めて感謝している。また、イザベル・ファリニャスとサクラメント・R・フェロンの試薬と機器の共有に感謝したいと思います。I.M.Wは、インセラーシア・デ・エドゥカシオン・デ・バレンシア(GJIDI/2018/A/221)のガランティア・ジュベニル契約によって資金提供され、D.dA.Dはシエンシア大臣、イノバシオン・イ・ユニバーシダーデス(MICINN)(FPI-PRE2018-086150)によって資金提供されています。C.Gil-Sanzは、スペインのイノバシオン・イ・ウニバーシダーデス(MICINN)のスペイン大臣からラモン・イ・カハル・グラント(RYC-2015-19058)を保持しています。この作品はRYC-2015-19058およびSAF2017-82880-R(MICINN)に資金を提供しました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| アンピシリンナトリウム塩 | Sigma-Aldrich | A9518-25G | |
| 吸引チューブ | Sigma-Aldrich | A5177-5EA | |
| Baby-mixter 止血剤 (灌流) | ファインサイエンスツール (FST) | 13013-14 | |
| ホウケイ酸ガラス毛細血管 | WPI | 1B100-6 | |
| ブプレノルフィン (BUPREX 0,3 mg/ml) | Rb Pharmaceuticals Limited | ||
| CAG-BFPプラスミド | U.Müより提供ller Lab | ||
| CAG-EGFPプラスミド | U.Müより提供していただきました。ller Lab | ||
| CAG-mCherryプラスミド | U.Müから提供されました。ller Lab | ||
| CAG-mtdTomato-2A-nGFPプラスミド | U.Müより提供。ller ラボ | ||
| 共焦点顕微鏡 | オリンパス | FV10i | |
| 綿棒 | BFHCVDF | ||
| シアノアクリレート接着剤 | B. ブラウン 外科 | 用1050044 | |
| 解剖スコープ | ツァイス | ステミ 305 | |
| デュモン 鉗子 #5 ファイン フォーセプス | ファイン サイエンス ツール (FST) | 11254-20 | |
| ECM830 スクエアウェーブエレクトロポ | |||
| カミソ | リオスター76998 | ||
| エンドトキシンフリーTEバッファーQIAGEN | 1018499 | ||
| エタノールワイプ | BFHCVDFF | ||
| エクストラファイングレーフ鉗子 | ファインサイエンスツール(FST) | 11150-10 | |
| 目の軟膏 | アルコン | 682542.6 | |
| ファストグリーン染料 | Sigma-Aldrich | F7252-5G | |
| ファインハサミ | ファインサイエンスツール (FST) | 14069-09 | |
| 蛍光 LED | CoolLED | pE-300-W | |
| ジェノピュアプラスミド マキシキット | ロシュ | 3143422001 | |
| ハルステッド-モスキート止血剤 (縫合糸) | ファインサイエンスツール (FST) | 91308-12 | |
| 加熱パッド | UFESA | AL5514 | |
| 倒立落射蛍光顕微鏡 | ニコン | エクリプ TE2000-S | |
| ヨウ素ワイプ | Lorsoul | ||
| イソフルオラン気化器 | 流量計 | A15B5001 | |
| イソフルラン | カリズ | ー 586259 | |
| ケタミン (アナステミン) | Fatro Ibérica SL | 583889-2 | |
| Kimtech精密ワイプ | Kimberly-Clark | 7252 | |
| LB (Lennox) 寒天 GEN | Labkem | AGLB-00P-500 | |
| LB (Lennox) ブロス GEN | Labkem | LBBR-00P-500 | |
| 低融点アガロース | フィッシャーサイエンティフィック | BP165-25 | |
| メデトミジン (セドレーター) | Dechra | 573749.2 | |
| 顕微鏡カバースリップ | Menel-Gläser | 15747592 | |
| 顕微鏡スライド | Labbox | SLIB-F10-050 | |
| 封入媒体 | 電子顕微鏡 科学 | 17984-25 | |
| マルチウェルプレート (24) | SPL ライフサイエンス | 32024 | |
| マルチウェルプレート (48) | SPL ライフサイエンス | 32048 | |
| NaCl (生理食塩水用) | フィッシャーサイエンティフィ | 10112640 | |
| ニードル 25 G (BD Microlance 3) | Becton, Dickinson and Company | 300600 | |
| オービタルインキュベーター S150 | Stuart Scientific | 5133 | |
| P Selecta インキュベーター | J. P. Selecta, s.a. | ||
| パラホルムアルデヒド | PanReac AppliedChem | A3813 | |
| ペニシリン・ストレプトマイシン | Sigma -Aldrich | P4333 | |
| 蠕動灌流ポンプ | コール・パーマー | EW-07522-30 | |
| プラチナ・ツイーザートロード、直径5mm | Btx | 45-0489 | |
| 反射型スキンクロージャーシステム - 7mm クリップ、100 | AgnThos | 203-1000 | |
| 反射性皮膚閉鎖システム - クリップ アプライヤ、7mm | AgnThos | 204-1000 | |
| リング鉗子 | ファイン サイエンス ツール (FST) | 11103-09 | |
| アジ化ナトリウム | PanReac AppliedChem | 122712-1608 | |
| 外科用吸収パッド (steryle) | HK 外科 | 用 PD-M | |
| 縫合糸 (Surgicryl PGA 6-0) | SMI 縫合材料 | ||
| シリンジ 1ml (BD plastipak) | Becton, Dickinson and Company | 303172 | |
| Tissue Culture Dish 100 x 20 mm | Falcon | 353003 | |
| Vertical Micropipette Puller | Sutter Instrument Co | P-30 | |
| Vertical microscope | Nikon | Eclipse Ni | |
| Vibratome | Leica | VT1200S |
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