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방법 논문

혈관 발달에서 엔도글린의 역할을 연구하기 위해 iPSC-ECs의 제브라피시 배아 및 튜브 형성 분석에서 시투 혼성화에 대한 전체 마운트

7.2K 조회수

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DOI:

10.3791/60498

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2020년 5월 28일

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* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

여기서 제시된 것은 혈관 형성에서 엔도글린의 역할을 연구하기 위해 환자 유래 유도 만능 줄기 세포 유래 내피 세포에서 제브라피쉬 및 튜브 형성 분석에서 의 제브라피시 및 튜브 형성 분석에서 전체 마운트에 대한 프로토콜이다.

초록

혈관 발달은 특정 유전자의 순차적 발현에 의해 결정되며, 이는 상이한 발달 단계 동안 제브라피시의 실화 혼성 분석실험에서 수행함으로써 연구될 수 있다. 유전 출혈성 모두랑성 말단확장증 (HHT)의 발달 도중 혈관 형성에 있는 endoglin (eng)의 역할을 조사하기 위하여는, zebrafish에 있는 eng의 모르폴리노 중재한 표적 녹다운은 그것의 측두식 및 관련 기능을 공부하기 위하여 이용됩니다. 여기서, 제브라피시 배아에서 의 eng 및 그 하류 유전자의 분석을 위해 위시(WISH)의 전체 마운트가 채용된다. 또한, 튜브 형성 은 HHT 환자 유래 유도 만능 줄기 세포 에서 수행 -분화 내피 세포 (iPSC-ECs; eng 돌연변이와 함께). 전체 양을 사용하는 특정 신호 증폭 시스템 인 시투 하이브리드화 – WISH는 기존 방법에 비해 더 높은 해상도와 낮은 배경 결과를 제공합니다. 더 나은 신호를 얻기 위해, 포스트 픽스레이션 시간은 프로브 혼성화 후 30분으로 조정된다. 형광 염색은 제브라피시 배아에 민감하지 않기 때문에, 여기에서 염색하는 디아미노베지딘(DAB)으로 대체된다. 이 프로토콜에서, eng 돌연변이를 포함하는 HHT 환자 유래 iPSC 라인은 내피 세포로 분화된다. 37°C에서 30분 동안 지하 멤브레인 매트릭스로 플레이트를 코팅한 후, iPSC-EC는 웰내로 단층으로 시드되고 3시간 동안 37°C에서 유지된다. 그런 다음, 튜브 길이와 가지의 수는 현미경 이미지를 사용하여 계산된다. 따라서, 이러한 개선된 WISH 프로토콜을 통해, 감소된 eng 발현이 제브라피시 배아에서 내피 전구 형성에 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 이것은 HHT를 가진 환자에게서 파생된 iPSC-EC를 사용하여 관 대형 검역에 의해 추가확인됩니다. 이러한 해약은 초기 혈관 발달에서 eng에 대한 역할을 확인한다.

서론

eng (CD105)에 단 하나 돌연변이는 HHT를 가진 환자에서 보고되었습니다. 돌연변이는 증가된 EC 증식 및 감소된 유동 매개 EC 신장1,,2로이어집니다. 또한 이전에 는 ENG 결핍이 제브라피시3에서내피 마커 발현(즉, kdrl, cdh5, hey2)을감소시킨다고 보고되었다. Endoglin,주로 내피 세포에서 발현, 막 막 당단백질 및 성장 인자 β (TGF-β) 가족 구성원을 변형시키기위한 공동 수용체로서의 기능. 그것은 ECs 4를향해 줄기 세포 분화를 유도하기 위하여 Id1 발현을 포함하여 다운스트림 유전자를 통제하기 위하여 세포 표면에 BMP9 결합을 지시합니다. 따라서, eng 유전자는 혈관 발생 및 인간 혈관 질환5,,6에서중요한 역할을 한다. 우리는 이전에 eng 돌연변이를 품고 HHT 환자에게서 취득한 iPSCs 파생된 ECs의 분석에 선행된 zeb....

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프로토콜

설명된 모든 동물 실험은 절강 대학 의과 대학의 연구 윤리위원회에 의해 승인되었습니다.

1. 전체 마운트 인 시투 하이브리드화

  1. 제브라피쉬 라인 축산 및 복제품
    1. 매일 14 시간 빛 / 10 h 다크 사이클로 재순환 양식 시스템에서 모든 성인 얼룩말 물고기를 26-28 °C에서 공급하고 올립니다. 다음 절차에 AB(야생형) 제브라피쉬 라인을 사용하십시오.
    2. 계란을위한 피난처로 번식 상자의 바닥에 자갈의 층을 넣어. 각 상자에 2:1(즉, 암컷 2마리와 수컷 1마리)의 비율로 어류를 그룹화한다. 암컷 물고기가 1 일 동안 산란하게하십시오. 산란이 끝나면, 알을 먹지 못하도록 즉시 부모 물고기를 제거하십시오.
    3. 펨토 제트 주입 시스템을 사용하여 1 세포 단계 배아에 모르폴리노 2 ng와 mRNA 500 pg를 주입하십시오 (endoglin-MOS 서열: 5'-GATGAACTACACACACTTGTTGAT-3'; 5-mispair 제어 모스 서열: 5'-AAACAACACATCTCTCTCTCTCtCtCtCtCtCtCt-3').
    4. 약 48 시간 동안 27 °C에서 산성 해수에서 zygotes를 배양합니다.
  2. 제브라피쉬 배아의 수집 및 ....

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결과

전체 마운트 인 시투 혼성화는 형광 공명 에너지 전달과 유사한 원리를 기반으로합니다. 그것은 제브라피쉬 ISH의 감도와 특이성을 모두 향상시키고 배경 신호에 영향을 주지 않고 표적 별 신호를 증폭하도록 설계되었습니다.

24 hpf 제브라피쉬 배아에서, 엔도글린은 후방 추기경 정맥(PCV), 분절간 혈관(ISV) 및 혈액섬3에서고도로 발현된다. 기존 염색체에서 염색 시간을 조절하기는 어렵고, 비양성 신호는 노른자낭(도1A)과같은 일부 지역에서 발생한다. 초기 혈관 발달에서 eng의 역할을 조사하기 위해, 혈강 내피마커(aplnra)뿐만아니라 다른 내피 전구마커(nrp1a)를사용.......

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토론

이 프로토콜은 HHT 환자에서 유래된 iPSC-EC에 제브라피시 및 튜브 형성 분석을 위한 situ RNA 분석 플랫폼에서 개선된 전체 마운트를 적용했습니다. 전통적인 ISH 방법은 추가 실험 단계와 더 긴 실험 주기를 필요로한다. 프로토콜은 몇 가지 중요한 개선, 각각 WISH 분석 및 튜브 형성에 적용 된 HHT 환자에서 파생 된 독립적 인 이중 Z 프로브 및 iPSCs의 사용. 이러한 개선은 기존의 ISH에서 관찰되는 것과 비교하여 검출 감도를 향상시키는 데 매우 중요합니다. 유일하게 설계된 프로브 및 표적 신호 증폭은 드물게 발현되는 전사체의 검출을허용한다(aplnra는 24hpf 배아에서 제대로 발현되지 않는 유전자이다). 한 가지 수정은 프로브 혼성화 후의 추가 고정입니다. 추가 고정은 프로브와 전사체의 조합을 향상시킬 수 있습니다. DAB 염색은 또한 형광 염색보다는 적용되며, 특정 저풍부 유전자에서 형광 염색을 수행하기가 어렵다는 것이 밝혀졌기 때문이다. 그 때, iPSCs는 혈관신생 분석술을 위해.......

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공개 사항

저자는 공개 할 것이 없다.

감사의 글

이 작품은 중국 줄기 세포 및 번역 연구의 국가 핵심 연구 개발 프로그램의 보조금에 의해 지원되었다 [보조금 번호 2016YFA0102300 (준 양에)];중국의 자연 과학 재단 [보조금 번호 81870051, 81670054 (준 양)]; 의학을 위한 CAMS 혁신 기금 (CIFMS) [보조금 번호 2016-I2M-4-003 (준 양에)]; PUMC 청소년 발견 및 중앙 대학에 대한 기본 연구 기금 [보조금 번호 2017310013 (팡 저우에)].

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
&마이크로;-슬라이드 혈관 형성ibidi81506세포 배양
앰프 1-FLACDSDS신호 증폭
앰프 2-FLACDSDS신호 증폭
앰프 3-FLACDSDS신호 증폭
앰프 4 alt B-FLACDSDS신호 증폭
코닝 Matrigel 매트릭스Corning354234성장 인자 감소 Matrigel
DEPCSigmaD5758RNAase-free Water
Human Endothelial-SFMThermofisher 11111044Cell culture
ParaformaldehydeSigma30525-89-4Fixed embryos
ParaformaldehydeSigma30525-89-4Fixed Cells
프로테아제 KACDSDS소화 조직
연산시그마6132-04-3SSCT 용액 : 세척 완충액
VEGF-165STEMCELL Technologies78073성장 인자
320852 320853 320854 320856 322337 구나트륨

참고문헌

  1. Jin, Y., et al. Endoglin prevents vascular malformation by regulating flow-induced cell migration and specification through VEGFR2 signalling. Nature Cell Biology. 19 (6), 639-652 (2017).
  2. Sugden, W. W., et al.

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