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방법 논문

마우스 해마 흥분및 직업 별 억제 신경의 다른 organotypic 슬라이스 문화에 걸쳐 단세포 전기화

3.3K 조회수

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DOI:

10.3791/61662

⸱

2020년 10월 6일

 ,  , 

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

여기에 제시된 단세포 전기기화는 체외 해마 슬라이스 배양 연령의 범위에 걸쳐 흥분성 및 억제 뉴런 모두에서 유전자를 전달할 수 있는 프로토콜입니다. 우리의 접근은 개별 적인 세포에 있는 유전자의 정확하고 능률적인 발현을 제공합니다, 세포 자율및 세포 간 기능을 검토하기 위하여 이용될 수 있는.

초록

전기 기화는 그들의 기능을 이해하기 위하여 세포로 특정 유전자를 전송하는 중요한 방법으로 그 자체를 설치했습니다. 여기서, 우리는 마우스 organotypic 해마 슬라이스 배양에서 흥분 및 클래스 별 억제 뉴런에서 체외 유전자 의 효율 (~80%)을 최대화하는 단세포 전기 기법을 설명합니다. 대형 유리 전극, 테트로도톡신 함유 인공 뇌척수액 및 가벼운 전기 펄스를 사용하여 배양 된 해마 CA1 피라미드 뉴런 및 억제 인터뉴런에 관심 유전자를 전달했습니다. 더욱이, 전기기화는 다양한 슬라이스 배양 발달 단계에 대한 연구를 가능하게 하는, 형질 효율의 감소없이 시험관내에서 최대 21일까지 배양 된 해마 슬라이스에서 수행될 수 있었다. 다양한 세포 유형에 걸쳐 유전자의 분자 기능을 검사하는 데 관심이 증가함에 따라, 우리의 방법은 기존의 전기 생리 장비 및 기술로 수행 할 수있는 마우스 뇌 조직에서 체외 유전자 트랜스펙트에 대한 신뢰할 수 있고 간단한 접근 방식을 보여줍니다.

서론

분자 생물학에서, 조사자에게 가장 중요한 고려 사항 중 하나는 그것의 기능을 해명하기 위하여 세포의 세포 또는 인구로 관심있는 유전자를 전달하는 방법입니다. 다른 전달 방법은 생물학적(예를 들어, 바이러스 벡터), 화학(예를 들어, 인산칼슘 또는 지질), 또는 물리적(예를 들어, 전기기화, 미세 주입 또는 생물리스트)1,2로분류될 수 있다. 생물학적 방법은 매우 효율적이며 세포 유형에 특이적일 수 있지만 특정 유전 도구의 개발에 의해 제한됩니다. 화학 적 접근은 시험관 내에서 매우 강력하지만, 형질은 일반적으로 무작위입니다; 추가, 이러한 접근은 주로 기본 셀에 대해서만 예약되어 있습니다. 물리적 접근법 중, 생물학은 기술적 관점에서 가장 간단하고 쉬운 방법이지만, 다시 상대적으로 낮은 효율로 무작위 형질 전환 결과를 생성합니다. 유전적 도구 개발 없이 특정 세포로 전이가 필요한 응용 의 경우, 우리는 단세포 전기기3,4를향해 바라본다.

전기포기는 전분 전기기분기만을 참조하는 데 사용되는 반면, 지난 20년 동안 여러 시험관 내 및 생....

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프로토콜

모든 동물 프로토콜은 매사추세츠 대학교 의과 대학의 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)에 의해 검토되고 승인되었습니다. 슬라이스 배양 준비, 플라스미드 제제 및 전기화도 이전에 공표된 방법에 상세하며 추가정보(10)를참조할 수 있다.

1. 슬라이스 문화 준비

  1. 이전에설명된바와 같이 마우스 organotypic 해마 슬라이스 배양을 준비하여, 산후 6-7일 된 마우스를 사용하여 어느 성별도 있다.
    1. (mM) 구성 된 organotypic 슬라이스 문화에 대한 해부 미디어를 준비 ( mM): 238 자당, 2.5 KCl, 1 CaCl2,4 MgCl2,26 NaHCO3,1 NaH2PO4,및 11 포도당 분수, 다음 가스 5% CO2/95% O2 에 7.4.
    2. ▲78.8%(v/v) 최소 필수매체이글, 말 세럼 20% (v/v) ▲17.9m 나코3,26.6mMM포도당, 2M CaCl2,M MgSO4,30m HEPES,....

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결과

우리의 단세포 전기기는 시각적으로 확인된 흥분성 및 억제 신경으로 유전자를 정확하게 전달할 수 있습니다. 우리는 세 가지 다른 시점에서 세 가지 다른 신경 세포 유형을 전기화. 파브알부민(Pv) 또는 셀란 글루타민3 타입(VGT3)은 각각 Pv/TdTomato 및 VGT3/TdTomato 라인으로 명명된 TdTomato(적색 형광 단백질의 변형) 리포터 라인(Jax #007905)을 통해 Pvcre(JAX #008069) 또는 VGT3cre(JAX #018147) 라인을 횡단하여 뉴런을 표현하여 시각화하였다. Organotypic 슬라이스 배양은 C57BL/6J, Pv/TdTomato 및 VGT3/TdTomato 마우스로부터 제조되었습니다.

첫째, 전기기화는 시험관내(DIV)에서 7, 14 또는 21일에서 CA1 피라미드 뉴런(Py)에서 수행되었다. EGFP는 이러한 슬라이스 배양 연령(그림 2B-D)에걸쳐 해.......

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토론

우리는 여기에서 높은 효율성과 정밀도로 흥분성 및 억제 뉴런을 모두 횡단하는 전기 포기 법을 설명합니다. 당사의 최적화된 전기기화 프로토콜에는 매우 효율적인 유전자 이식을 달성하기 위한 세 가지 혁신적인 혁신이 있습니다. 우리의 첫 번째 수정은 이전에 게시 된프로토콜에비해 파이펫 크기를 증가하는 것이었습니다3,5,6. 이러한 변화로 인해 파이펫 막힘 없이 많은 뉴런을 전기화할 수 있었습니다. 또한, 하부 저항 파이펫은 원하는 결과를 달성하면서도 이전 방법에 비해 더 온화한 전기 펄스 파라미터를 사용할 수 있게 할 수있다 3. 다음으로, 전기기전에 반복된 압력 사이클링은 현저하게 감소된 세포사멸(10)이다. 우리는 종종 전기화하기 전에 음압의 단일 펄스를 적용하면서 혈장 막이 파이.......

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공개 사항

저자는 이해 상충이 없다고 선언합니다.

감사의 글

이 작품은 건강 보조금의 국가 학회에 의해 지원되었다 (R01NS085215 K.F.에, T32 GM107000 및 F30MH122146 A.C.). 저자들은 숙련된 기술 지원을 해주신 와타나베 나오에 씨에게 감사를 표합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Plasmid preparation
Plasmid purification KitQiagen12362
Organotypic slice culture preparation
6 웰 플레이트GREINER BIO-ONE657160
Dumont #5/45 ForcepsFST#5/45유기형 슬라이스 배양 준비를 위한 각진 해부 겸자
플라스크 필터 유닛MilliporeSCHVU02RE배양 배지의 여과 및 보관
인큐베이터바인더BD C150-UL
McIlwain Tissue ChopperTED PELLA, INC.10180유기형 슬라이스 배양 준비를 위한 조직 다지기
밀리셀 세포 배양 인서트, 30mmMilliporePIHP03050유기형 슬라이스 배양 인서트
삼투압 정밀시스템OSMETTE II
PTFE 코팅 주걱Cole-ParmerSK-06369-11
가위FST14958-09
스테레오 현미경OlympusSZ61
멸균 진공 여과 시스템MilliporeSCGPT01RE여과 및 보관 aCSF
Electrode preparation
Capillary GlassesWarner Instruments640796
Micropipetter PullerSutter 기기P-1000풀러
오븐바인더BD (E2)
풀러 필라멘트셔터 기기FB330B풀러
단일 세포 전기천공 및 형광 이미징 #1
3.5mm Falcon Petri DishesBD Falcon353001
AirtableTMC63-7512E
CCD 카메라Q 이미징Retiga-2000DC카메라
Electroporation 시스템분자 장치Axoporator 800AElectroporator
형광 조명 시스템이전루멘 200
매니퓰레이터셔터 기기MPC-385매니퓰레이터
Metamorph 소프트웨어분자 장치이미지 획득
연동 펌프RaininDynamax, RP-2관류 펌프
변속 테이블Luigs & Neuman240 XY
스피커알 수 없는스피커, 전기천공기에 연결된 스피커
실체 현미경OlympusSZ30
탁상용 인큐베이터, Thermo ScientificMIDI 40
정립 현미경OlympusBX61WI
strong>Fluorescence 이미징 #2
All-in-One 형광 현미경KeyenceBZ-X710
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참고문헌

  1. Washbourne, P., McAllister, A. K. Techniques for gene transfer into neurons. Current Opinion in Neurobiology. 12 (5), 566-573 (2002).
  2. Capecchi, M. R. High efficiency transformation by direct microinjection of DNA into cultured mammalian cells. Cell. 22....

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