July 24th, 2013
시상 하부의 기능 및 의료 중요성에도 불구하고, 자궁 내 유전자 조작은 거의 시도되지 않았습니다. 우리는 당신을위한 자세한 절차를 보여 자궁 내 일렉트로.
이 절차의 전반적인 목표는 관심 유전자의 기능을 활성화하거나 억제하기 위해 자궁에서 발달하는 마우스 배아의 시상하부로 혈장 DNA를 transfection하는 것입니다. 이것은 먼저 임신한 쥐를 마취하고 개복술을 통해 자궁을 노출시킴으로써 이루어집니다. 두 번째 단계는 DNA 용액을 배아 뇌의 제3심실에 주입하는 것입니다.
다음으로, 양극은 자궁 내부에서 태반과 배아 머리 사이에 위치합니다. 음극을 자궁 바깥쪽 표면에 놓고 전기 펄스를 가합니다. 마지막 단계는 6일 후에 형질주입된 배아 뇌를 제거하는 것입니다.
궁극적으로 형광 현미경 검사는 형질 주입된 세포의 표현형 변화, 수, 모양, 위치, 마커 발현 등을 분석하는 데 사용됩니다. 바이러스 transfection과 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 첫 번째, 특별한 예방 조치가 필요하지 않다는 점, 두 개의 시설로서 두 번째로 특정 영역을 표적화할 수 있다는 것입니다. 셋째, Ute electroporation을 사용하면 후보 유전자를 더 빠르게 스크리닝할 수 있습니다.
일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 DNA 용액을 제3심실에 주입하고 바늘 전극을 적절하게 배치하려면 약간의 경험과 함께 고급 수동 스큐가 필요하기 때문에 어려움을 겪을 것입니다. 이 방법은 시상하부 발달 분야의 질문, 특히 세포 이동과 관련된 질문뿐만 아니라 개별 영역과 핵이 유전적으로 지정되는 방법에 대한 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 양수 손실로 인한 초기의 높은 낙태율을 줄이는 데 필수적인 양질의 유리 마이크로 피펫을 당겨 이 절차를 시작하십시오.
DNA를 준비하기 위해 0.1%패스트 그린을 함유한 정제된 내독소 유리 혈장 DNA를 마이크로리터당 1-2마이크로그램의 최종 농도로 PBS에 용해시킵니다. 빠른 녹색은 주입된 용액을 배아 뇌실에서 볼 수 있도록 합니다. 다음으로, 10마이크로리터의 DNA 용액을 유리 마이크로 피펫에 로드합니다.
그런 다음 유리 마이크로 피펫을 주입 시스템 또는 입 피펫에 연결합니다. 이 단계에서는 발열 패드와 수술 기구가 있는 수술 테이블을 준비하고 배아의 시각화를 용이하게 하기 위해 차가운 광원을 켭니다. 그런 다음 유리 구슬 살균기를 사용하여 수술 도구를 소독합니다.
다음으로, 임신한 쥐를 불소로 마취합니다. 마우스가 마취된 후 건조를 방지하기 위해 눈에 연고를 바르십시오. 그런 다음 마취를 지속적으로 유지하기 위해 마스크를 얼굴에 맞춥니다.
이제 배가 위로 향하게 하여 가열 패드에 마우스를 놓습니다. 네 개의 팔다리를 테이프로 고정하여 몸을 제자리에 고정합니다. 역류를 위해 꼬리를 꼬집어 마우스가 완전히 마취되었는지 확인하십시오.
그런 다음 복부 표면을 면도하고 요오드 용액으로 소독하십시오. 복부 피부에 약 1-1.5cm 길이의 세로 절개를 만듭니다. 그런 다음 복막을 자른다.
다음으로 절개 부위 주위에 면봉을 놓습니다. PBS로 거즈를 헹굽니다. 뭉툭한 집게로 조심스럽게 잡아당겨 자궁 뿔 하나를 노출시킵니다.
자궁근막이나 자궁을 꽉 당기지 않는다. 자궁 내부의 압력이 높으면 주사 시 배아액이 손실되어 유산될 가능성이 높아지기 때문입니다. 그런 다음 PBS로 헹궈낸 거즈에 자궁 뿔을 놓고 몇 분마다 PBS로 헹구어 촉촉하게 유지합니다.
이제 현미경으로 뇌실을 시각화할 수 있는 방식으로 자궁을 잡습니다. 바람직하지 않은 위치에 있는 배아를 광범위하게 재배치하지 마십시오. 이것은 낙태의 가능성을 증가시킬 뿐입니다.
배아의 머리를 위에서 보면 왼쪽과 오른쪽 피질 반구 사이의 균열이 있는 틈을 찾습니다. 반구는 구별하기 쉽고 그 안의 측면 심실은 일반적으로 다소 어두운 모양으로 인식될 수 있습니다. 배아가 DNA 주입을 위한 완벽한 방향인 것으로 밝혀지면 자궁벽을 뚫고 즉시 제3심실로 들어갈 수 있습니다.
이전에 준비한 DNA가 45도에서 자궁 벽에 닿도록 유리 마이크로 피펫을 잡고 반구 간 열구의 끝부분에 구멍을 뚫어 약 1mm 깊이까지 침투합니다. 이런 식으로, 유리 마이크로 피펫의 끝은 외측 심실이 아닌 뇌의 세 번째 심실로 들어갑니다. 약 1마이크로리터의 DNA 용액을 제3심실에 주입한 후, 녹색 액체가 심실을 잘 주입하고 동일한 자궁 뿔의 모든 배아에 대해 동일한 절차를 반복합니다.
이렇게 하면 DNA 용액이 심실액과 고르게 혼합되어 전체 신경 상피에 도달할 수 있는 시간이 있습니다. 이제 전기 퍼터를 켜고 배아 나이에 따라 설정을 조정하십시오. 스테인레스 스틸 바늘 전극을 양극으로 사용하고 둥근 편평한 전극을 음극으로 사용하고 전기천공을 위해 등쪽이 위로 향하게 하여 배아를 선택합니다.
그런 다음 바늘 전극의 끝을 아래로 밀어 양수와 태반 사이의 배아 머리 옆에 있는 자궁 벽을 뚫습니다. 그런 다음 다른 손의 검지 손가락을 추력 블록으로 사용합니다. 전극 끝의 약 5mm는 양막과 자궁벽 사이에 중뇌 정도의 수준으로 있어야 합니다.
이것이 표적 전극이기 때문에, 그 위치는 시상하부 신경 상피의 어느 부분이 형질주입될 가능성이 가장 높은지를 결정할 것입니다. 다음으로, 다른 손으로 자궁벽 바깥쪽의 둥글고 평평한 전극을 배아의 머리 반대쪽에 놓습니다. 그런 다음 전극 사이에 배아를 부드럽게 짜냅니다.
페달 스위치를 사용하여 볼륨을 적용하십시오.tage. 그 후 다른 손의 검지로 자궁을 누르면서 자궁에서 바늘 전극을 천천히 당겨 빼냅니다. 구멍이 뚫린 벽을 통해 양수가 손실되면 일반적으로 배아는 낙태 절차를 밟게 됩니다.
모든 배아의 주입 및 전기천공 후, 자궁을 마우스의 복부에 매우 조심스럽게 다시 삽입하고 이전과 똑같이 위치시킵니다. 그런 다음 복막강을 닫기 전에 식염수로 적십니다. 수술용 고양이 내장으로 복막을 봉합한 다음 더 저항력이 강한 봉합사로 피부를 봉합합니다.
복부 표면을 요오드 용액으로 소독하고 통증 완화를 위해 스테로이드가 없는 항염증제를 피하 주사합니다. 다음으로, 마취 기계에서 산모를 제거하고 가열 패드로 가열되는 케이지에 넣습니다. 마우스가 마취에서 완전히 회복될 때까지 모니터링하고 매일 점검하여 감염이나 통증의 징후 없이 절차에서 회복되고 있는지 확인하십시오.
이 단계에서는 원하는 분석 날짜에 따라 배아 또는 산후를 수확합니다. DNA를 주입하고 전기천공한 배아를 선택하고 이 실체 현미경으로 뇌를 해부합니다. 그런 다음 해당 영역에서 녹색 형광 신호를 확인합니다.
선택한 배아의 뇌를 분석하려면 4%파라알데히드에 짧은 시간 동안 조직을 고정합니다. 다음으로, aros 4% 또는 젤라틴 알부민에 삽입하십시오. 그런 다음 비브라토에서 뇌를 절편화합니다.
이 그림은 E 12.5에서 형광 리포터 유전자, GFP 또는 CFP를 운반하는 혈장 DNA의 자궁 내 형질 주입 후 시상 하부를 보여줍니다. 이것은 rostral에서 coddle로 형질주입된 시상하부를 보여주는 시상 단면이며, 다음은 배지 측축을 따라 다른 수준에서 표지된 세포가 있는 횡단면입니다. 이 시상 단면은 특이적으로 형질주입된 유방체와 그 특징적인 축삭 나무의 라벨링을 보여주며, 이 횡단면의 전기 퍼레이드 쪽에는 E 12.5에서 태어난 뉴런에 해당하는 라벨링된 밴드가 표시됩니다.
섹션을 더 자세히 분석합니다. 유방(mammillary recess)에서 나오는 방사형 신경교돌기(radial glial processes)의 평면과 평행한 수평 단면이 준비되었다. E 12.5일에 형질 주입된 신경 상피에서 태어난 ambi O 뉴런은 GFP에 대한 항체를 통해 E 18.5일에 확인되었습니다.
이 예에서 항체는 제한된 그룹의 MBO 세포를 라벨링했습니다. 이 그룹은 E 12.5 이전과 이후에 태어난 MBO 뉴런에 해당하는 두 개의 표지되지 않은 측면 및 내측 MBO 영역 사이에 위치했으며, 네스톤에 대한 항체로 공동 염색되었습니다. 빨간색은 신경 상피의 방사상 신경교세포(radial glial process)에서 개별적으로 라벨링된 뉴런의 이동 모드를 보여줍니다. 이 기술을 마스터하면 적절하게 수행하면 30분 안에 완료할 수 있습니다.
이 비디오를 시청한 후에는 DNA를 제3심실에 주입하는 방법과 시상하부를 효율적으로 표적으로 삼기 위해 배아, 머리 및 태반 사이에 바늘을 양극으로 배치하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이 절차를 따릅니다. 형질주입된 뉴런의 표현형에 대한 추가 질문에 답하기 위해 면역조직화학(immunohistochemistry) 또는 이니드 혼성화(inid hybridization)와 같은 다른 방법을 수행할 수 있습니다.
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이 기사는 마우스 시상하부에 대한 자궁 내 전기 투과법의 상세한 절차를 제시합니다. 이 방법은 유전자 기능을 조작하기 위해 마우스 배아의 시상하부에 혈장 DNA를 도입하는 것을 목표로 합니다.
Targeted genetic manipulation of the developing hypothalamus enables mechanistic interrogation of neurodevelopmental pathways relevant to metabolic and behavioral disorders. This approach supports target validation by allowing precise spatiotemporal gene modulation in a physiologically intact embryonic system. It enhances predictive confidence in early discovery by linking genetic perturbation to phenotypic outcomes in a disease-relevant brain region.
The method integrates into early discovery workflows by enabling hypothesis-driven gene screening in a physiologically contextualized embryonic brain model prior to lead identification.