2020년 11월 2일
여기서 우리는 면역 능력 마우스의 피부와 구강에 있는 몇몇 유전자의 기능을 동시에 평가하기 위하여 자궁 배아 렌즈바이러스 주사에서 초음파 유도를 사용하여 생체 내 CRISPR/Cas9 검열 방법론을 기술합니다.
이 프로토콜은 연구자들이 기존 녹아웃 마우스 모델의 일부만 비용으로 두경부암에서 수백 개의 유전자의 종양 억제 기능을 동시에 조사할 수 있기 때문에 중요합니다. 이 기술은 유연하며 피부에서 유전자의 기능을 연구하기 위해 유전자 발현을 다루도록 조정할 수 있습니다. 표적 CRISPR 라이브러리 프로토콜은 다른 암 유형에도 적용할 수 있습니다.
마취된 동물의 복부 쪽을 가열된 수술 스테이지에 놓고 수술 테이프를 사용하여 발을 제자리에 고정합니다. 수술이 완료될 때까지 이소플루란과 산소를 지속적으로 공급하기 위해 노즈콘 마취관을 적용합니다. E9.5 임신을 확인하기 위해 소량의 제모 크림을 복부에 바르고 면봉 어플리케이터를 사용하여 3x3cm 제곱 영역에 펴 바릅니다.
2-3분 후 거즈나 티슈로 크림을 부드럽게 제거하고 PBS와 70% 에탄올을 사용하여 해당 부위를 깨끗하게 닦습니다. 초음파 프로브와 젤을 사용하여 임신한 쥐의 배아 E9.5를 확인합니다. 이것은 또한 수술 당일 시간을 절약하기 위해 E8.5에서 전날 수행할 수 있습니다.
초음파 젤을 제거하고 BPS를 사용한 다음 70% 에탄올을 사용하여 해당 부위를 깨끗이 닦습니다. 피하 진통제를 가장 많이 주입하십시오. 그런 다음 집게와 가위를 멸균하여 피부를 수직으로 절개합니다.
뭉툭한 집게를 사용하여 절개 부위 주변 피부와 복막을 분리합니다. 그런 다음 집게와 가위를 멸균하여 복막을 자릅니다. 뭉툭한 집게를 사용하여 왼쪽과 오른쪽 자궁 뿔을 부드럽게 뽑아내고 배아를 세십시오.
대부분의 자궁 뿔을 다시 삽입하되, 3개의 배아를 포함하고 있는 한쪽 자궁 뿔의 말단부는 노출된 상태로 둡니다. 뭉툭한 집게를 사용하여 변형된 페트리 접시의 실리콘 멤브레인에 있는 구멍을 통해 3개의 배아가 있는 자궁을 부드럽게 밀고 당깁니다. 모델링 점토 큐브를 사용하여 페트리 접시를 안정화합니다.
실리콘 몰드를 사용하여 페트리 접시 안에 있는 3개의 배아로 자궁을 안정화합니다. 그런 다음 뭉툭한 도구를 사용하여 배아 측면의 실리콘 플러그를 평평하게 만듭니다. 페트리 접시에 멸균 PBS를 채우고 페트리 접시 바닥에 있는 실리콘 멤브레인을 임신한 댐의 배와 씻어내어 누출을 방지합니다.
초음파 헤드를 상단 배아에서 약 0.5cm 위에 있는 페트리 접시로 옮기고 초음파에서 양막이 명확하게 보이도록 단계를 조정합니다. 주입기 바늘을 수정된 페트리 접시에 조심스럽게 맞춥니다. 마이크로 매니퓰레이터를 사용하여 바늘 끝을 상단 배아에서 5mm 이내에 놓은 다음 바늘을 앞뒤로 전환하여 초음파 이미지에서 끝이 가장 밝게 나타나는 평면으로 이동합니다.
마이크로 매니퓰레이터를 사용하여 바늘을 자궁 벽을 통해 양강으로 밀어 넣습니다. 62나노리터의 렌티바이러스를 느린 주입 속도로 sgRNA 라이브러리에 주입합니다. 주입 버튼을 8번 누르면 배아당 총 496나노리터가 됩니다.
다른 두 배아에 대해서도 동일한 절차를 반복합니다. 그런 다음 초음파 헤드를 들어 올리고 실리콘 플러그를 제거합니다. 세 개의 배아 중 처음 두 개를 멸균된 면봉을 사용하여 쥐의 복부에 부드럽게 밀어 넣었습니다.
다음 3개의 배아를 꺼내고 이전에 주입된 세 번째 배아를 밀어 넣습니다. 원하는 수의 배아가 주입될 때까지 주입 절차를 반복하고 마취 시간이 30분을 초과하지 않도록 합니다. 완료되면 초음파 헤드를 들어 올리고 바늘로 미세 조작기를 제거하고 PBS를 흡인하고 페트리 접시를 제거합니다.
멸균 물티슈를 사용하여 복강에 축적되었을 수 있는 PBS를 흡수합니다. 흡수성 봉합사를 사용하여 복막 절개 부위를 봉합합니다. 그런 다음 두 개의 스테이플을 사용하여 복부 피부의 절개 부위를 봉합합니다.
다음으로, 플라스미드 및 렌티바이러스 라이브러리 형질도입 세포에서 PCR 증폭 DNA의 세대 염기서열분석 판독은 높은 상관관계를 보여야 합니다. 플라스미드 DNA에서 판독한 sgRNA가 sgRNA와 동일한 표현을 보이지 않는 경우 바이러스 준비 및 농축 절차를 주의해서 반복해야 합니다. 출생 후 P0에 E9.5 Lox-STOP-Lox 색종이 조각 쥐 새끼에서 Cre recombinase를 운반하는 렌티바이러스의 초음파 유도 주입 결과가 여기에 나와 있습니다.
바이러스의 역가가 높으면 마우스의 피부를 더 많이 커버할 수 있지만 여러 sgRNA가 동일한 세포로 형질전환되는 결과를 낳을 수도 있습니다. 이 플롯은 plasmid 및 lentiviral library transduced cell에서 PCR 증폭 DNA의 차세대 염기서열분석 판독과 4개의 대표적인 종양에서 판독을 보여줍니다. 종양 억제인자 ADAM10 및 RIPK4를 표적으로 하는 sgRNA 가이드는 플라스미드 풀 또는 감염된 세포에 비해 종양 샘플에서 풍부합니다.
E9.5에서 수술을 수행하는 것이 중요합니다. 십자가를 세운 후 9일 후에 초음파로 임신 여부를 확인하고 각 암컷 쥐에서 배아 시점을 식별하는 것을 잊지 마십시오. 새끼가 태어나면 형질도입된 세포를 분리하고 단일 세포 RNA 염기서열 분석과 같은 최신 유전자 프로파일링 기술을 사용하여 광범위하게 프로파일링할 수 있습니다.
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이 프로토콜은 초음파 유도 자궁 내 배아 렌티바이러스 주사를 사용한 신속하고 직접적인 생체 내 CRISPR/Cas9 스크리닝 방법을 설명합니다. 이를 통해 연구자들은 면역 능력이 있는 마우스의 피부 및 구강 내 여러 유전자의 기능을 평가할 수 있습니다.
In vivo CRISPR/Cas9 screening enables rapid, multiplexed functional interrogation of gene roles in disease-relevant mouse tissues, accelerating target validation and mechanistic de-risking in oncology discovery. This approach reduces the time and cost barriers of traditional GEMMs, supporting earlier, data-driven portfolio triage and prioritization. Its adaptability across tissues and gene perturbation types positions it as a scalable platform for preclinical model innovation.
This in vivo CRISPR screening method bridges early discovery and preclinical model development, enabling direct functional genomics in relevant tissues before lead identification.