Name: 마우스 뇌 에서 생체 내 인핸서 기반 발현 구조체의 AAV 배포 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-03-31T12:50:00.000+00:00
Duration: 9 min 59 s
Description: 학습하세요 마우스 뇌에서 rAAV 기반 인핸서 리포터 분석법을 이용한 생체 내 유전자 발현 시각화 방법을. 이 기술은 신경과학 연구에서 인핸서 활성과 공간적 발현 패턴을 빠르게 평가할 수 있게 해줍니다.

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시퀀싱은 UC Davis DNA Technologies Core에서 수행되었습니다. 우리는 rAAV 포장에 대한 교육을 제공하고 AAV 도우미 및 반복/캡 플라스미드를 아낌없이 선물해 준 UC Davis의 Lin Tian의 실험실에 감사드립니다. 이 작업은 NIH / NIGMS R35GM119831의 지원을 받았습니다.

저자는 경쟁하는 재정적 이익이 없다고 선언합니다.

이 프로토콜은 출생 후 마우스 뇌에 인핸서 구동 전이유전자를 배치하기 위한 rAAV 기반 방법을 설명합니다. 이 일반화된 프로토콜에서, 후보 인핸서, 최소 프로모터, 리포터 유전자 및 선택적 바코드 서열이 AAV 플라스미드 백본으로 클로닝된다. 이러한 실험은 단일 후보 인핸서 서열 또는 병렬로 많은 서열로 수행할 수 있습니다. 플라스미드는 rAAV로 포장되어 출생 후 마우스 뇌로 전달됩니다. 바이러스 형질도입을 허용하기 위한 일정 기간 후에, 뇌는 리포터 유전자 발현을 위해 수집되고 이미지화된다. 구성적으로 발현된 리포터 바이러스(CAG-mRuby3)가 주사 대조군으로서 포함된다. 이 분석을 사용하여 인핸서 요소는 마우스 뇌에서 EGFP의 전사를 유도하여 생체 내에서 인핸서 활성을 입증하는 것으로 나타났습니다.
이 분석의 문제 해결 및 최적화를 위한 주요 목표에는 바이러스 역가, 주입 기술 및 형질도입 시간 프레임이 포함됩니다. 상이한 바이러스 역가는 형질도입된 ...

인핸서는 전사 인자 결합 부위 역할을하는 게놈 시스 조절 요소이며 시공간적으로 특이적인 방식으로 표적 유전자의 발현을 유도 할 수 있습니다 1,2. 이들은 다양한 세포 유형, 조직 및 발달 단계에서 차별적으로 활성이며 질병 위험 관련 게놈 변이 3,4의 기질이 될 수 있습니다. 따라서 인핸서 기능의 역학을 이해해야 할 필요성은 유전체학 내에서 번역 및 기초 과학 응용 프로그램 모두에서 발전하는 데 중요합니다. 인핸서 활성의 인실리코 예측은 인핸서 능력 5,6에 대한 가설을 생성하기 위한 훌륭한 자원으로 작용할 수 있다. 이러한 예측된 인핸서 활성은 기능적 활성의 완전한 이해를 위해 추가적인 검증 및 질의를 필요로 할 수 있다. 인핸서 리포터 분석은 세포에서 동물에 이르기까지 다양한 시스템에서 이러한 목적에 가치가 있음이 입증되었습니다 7,8,9. 유연하고 비용 효율적인 과도 생체 내 맥락에서 이러한 연구를 확장하기 위해 이 프로토콜은 출생 후 마우스 뇌에서 이소성 리포터 유전자의 발현을 유도하는 능력에 대해 추정 인핸서 서열을 테스트하기 위해 생체 내 AAV 기반 방법의 사용을 설명합니다. 이 방법 계열은 단일 후보 서열 또는 병렬 라이브러리 스크리닝을 조사하는 데 유용하며 기본 및 중개 연구와 관련이 있습니다.
이 방법은 단일 플라스미드에서 추정 인핸서 후보 DNA 서열을 리포터 유전자 (여기서는 EGFP)와 결합시키고, 단독으로 유의한 발현을 유도하지 않는 최소 프로모터의 제어 하에 있다. 플라스미드는 재조합 AAV(rAAV)로 패키징되고 동물 모델에 주입됩니다. 여기에서의 적용이 뇌에 있는 반면, 다양한 rAAV 혈청형은 상이한 조직 유형에 걸친 감염을 가능하게 하여, 이러한 접근법이 다른 시스템(10)으로 확장될 수 있다. 일정 기간 후, 뇌를 수집하여 리포터 유전자의 발현을 분석할 수 있다. 대조군과 비교하여 강한 발현은 시험된 후보 서열이 유전자의 발현을 "향상"시킬 수 있었음을 나타냅니다(그림 1). 이 단순한 디자인은 뇌에서 생체 내에서 인핸서 활성에 대한 서열을 테스트하는 쉽고 명확한 접근 방식을 제공합니다.
서열의 인핸서 능력에 대한 시험 이외에, 이 방법은 세포형 인핸서 활성을 결정하기 위한 기술과 조합될 수 있다. 차등 인핸서 활성을 결정하기 위한 서열 기반 접근법에서, DNA 및 RNA 시퀀싱 전에 세포 유형-특이적 마커 상의 세포를 분류함으로써 연구자들은 Gisselbrecht et al.11에 기술된 바와 같이 상이한 세포 유형이 차등 인핸서 활성을 나타내는지 여부를 결정할 수 있다. 이미징 기반 접근법에서, 세포 유형 특이적 마커를 갖는 공동 표지 이미지는 인핸서 구동 형광을 나타내는 세포가 관심 있는 세포 유형 마커12,13,14,15,16도 표시하는지 여부를 검사할 수 있게 한다. 인핸서 리포터 분석은 인핸서 능력에 미치는 영향에 대해 인핸서의 위험 관련 대립 유전자 변이를 직접 테스트 할 수 있습니다. 게놈 전체 연관 연구 (GWAS)에서 확인 된 대부분의 위험 유전자좌는 게놈17의 비 코딩 영역에 있습니다. 이러한 위험 유전자좌의 기능적 주석 연구는 많은 부분이 인핸서18,19,20으로 작용할 가능성이 있음을 나타냅니다. 생체내 MPRA 배치는 뇌12,21에서 인핸서 활성에 대한 이러한 위험 관련 변이체의 테스트를 허용할 수 있다. 마지막으로, 서로 다른 시점에서의 전달 및 수집은 인핸서가 활성화되는 발달 단계에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다.
인핸서-리포터 플라스미드 디자인은 다양하며 실험 목표에 맞게 맞춤화할 수 있습니다. 인핸서 연구에 사용되어 온 최소 프로모터에 대한 몇 가지 옵션이 있는데, 예를 들어 인간 β글로빈 최소 프로모터22 및 마우스 Hsp68 최소 프로모터23. 이들 프로모터는 이를 활성화시키는 인핸서 요소와 결합되지 않는 한 낮은 수준의 발현을 유도하는 것으로 알려져 있다. 대조적으로, 구성적 프로모터 요소는 도입유전자의 강한 발현을 유도하여, 양성 대조군 또는 강건한 발현의 배경에 대한 인핸서 기능을 시험하는데 유용하다. 구성적 프로모터에 대한 일반적인 선택은 CAG, 닭 β-액틴 프로모터 및 사이토메갈로바이러스 즉시-초기 인핸서24, 또는 인간 EF1α25로부터 유래된 하이브리드 프로모터를 포함한다. 인핸서가 양방향성으로 작용하는 것으로 알려져 있기 때문에(26), 최소 프로모터에 대한 인핸서의 배향 및 위치는 가요성이다(도 2A). 전통적인 인핸서-리포터 분석은 인핸서를 프로모터의 상류에 배치하고, 라이브러리 전달에서, 시퀀싱 판독을 시험된 인핸서27과 연관시키기 위해 리포터 유전자의 하류에 바코드 서열을 포함한다. 그러나, 인핸서는 또한 리포터 유전자의 개방 판독 프레임에 배치될 수 있고, STARR-seq28에서 행해지는 바와 같이, 그들 자신의 바코드 서열로서 기능할 수 있다. 여기에 기술된 프로토콜은 STARR-seq 분석 설계를 이용하여, 후보 인핸서 서열을 리포터 유전자의 3' UTR 내로 배치한다. STARR-seq 배향은 보다 간소화된 클로닝의 이점을 제공하지만 기존 접근 방식보다 잘 이해되지 않으며 구축물 간에 다양한 RNA 안정성을 유도할 수 있습니다. 설명된 방법은 STARR-seq 또는 종래의 배향에 용이하게 적응될 수 있으며, 다른 곳(27,29)에 기술된 클로닝 공정에 대한 약간의 변경이 있을 수 있다.
다양한 AAV 전달 방법을 사용하여 실험 목표에 맞게 이 기술을 추가로 맞춤화할 수 있습니다(그림 2B). 이 프로토콜에서 추가로 설명되는 직접 두개내 주사는 고농도의 바이러스를 뇌(30)에 직접 전달한다. 이것은 주사 부위를 중심으로 높은 형질 도입 효율을 제공하므로 조직 영역에서 형질 도입 된 세포의 밀도를 최대화하려는 실험에 탁월한 기술입니다. 정위 주사는 재현 가능한 국소 형질 도입을 위해 동물 전반에 걸쳐 주사 부위를 표준화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 두개 내 주사는 출생 후 초기 동물에서 가장 간단합니다. 대안적인 기술로서, 전신 주사는 혈액-뇌 장벽(31)을 통과할 수 있는 혈청형을 갖는 AAV를 사용하여 전이유전자를 전달할 수 있다. 꼬리-정맥 주사는 바이러스가 몸 전체를 순환하도록 하여 많은 조직에 걸쳐 일반화된 전달을 가능하게 합니다10. 역-안와 주사는 눈 뒤의 바이러스를 후-안와 부비동32로 전달하는 또 다른 전신 주사 기술이다. 이것은 정맥계로부터 뇌로의 AAV에 대한보다 직접적인 경로를 제공하며, 그 결과 더 많은 말초 혈관(33)으로의 주사보다 뇌 내의 형질 도입 된 세포의 농도가 더 높다.
이 기술의 또 다른 유연한 측면은 판독 방법입니다. 대체로 옵션은 리포터 기반 또는 시퀀싱 기반으로 설명할 수 있습니다(그림 2C). GFP와 같은 형광 리포터를 작제물의 개방 판독 프레임에 통합하면 후보 인핸서가 발현을 유도하는 임의의 형질도입된 세포에서 형광 단백질이 발현됩니다. 면역조직화학과 같은 라벨링 및 이미징 기술은 신호 증폭을 가능하게 합니다. 시퀀싱 기반 판독 기술은 조직으로부터 수집된 RNA에서 전달된 구축물로부터 서열을 식별하는 것을 포함한다. 초기에 전달된 바이러스 DNA의 양을 정량화함으로써, 발현된 RNA 대 전달된 DNA의 비교는 예를 들어 대규모 병렬 리포터 분석(MPRA)의 맥락에서 시험된 인핸서 서열이 전이유전자의 발현 증가를 유도할 수 있는 정도를 결정하는 데 사용될 수 있다. MPRA는 동시에 활동에 대해 최대 수천 개의 후보 인핸서를 테스트하기 위해 이러한 기술의 강력한 확장을 제공하며 유전체학 연구 12,27,34,35,36에서 광범위하게 설명되었습니다. 더 높은 처리량 스크리닝은 후보 인핸서에 대한 클로닝, 패키징, 전달 및 시퀀싱 단계를 개별적으로가 아닌 배치로 실행하여 달성됩니다.
후보 인핸서 선택은 유연성을 위한 또 다른 기회를 제공합니다(그림 2D). 예를 들어, 이 분석은 특정 유전자의 인핸서를 식별하거나, 관심 있는 비코딩 DNA 영역의 기능을 확인하거나, 인핸서가 활성화되는 특정 세포 유형 또는 발달 단계를 결정하는 데 사용될 수 있으며, 이들 모두는 기초 과학 및 질병 연구 모두에서 목표를 달성한다. 일반적으로, 후보 인핸서 선택은 인핸서 활성의 인실리코 예측에 의해 주도된다. 일반적으로, 인실리코 예측은 H3K27ac(37 ) 및 염색질 접근성 맵핑(38)과 같은 가능성 있는 인핸서를 나타내는 히스톤 변형에 대한 ChIP-seq를 포함한다. 마지막으로, 성장하는 연구 분야는 합성적으로 설계된 인핸서 요소의 기능 기반 스크리닝으로, 인핸서 서열이 기능을 지시하는 방법(39 ) 및 특정 특성(40)을 갖는 인핸서의 설계에 대한 연구를 가능하게 한다.

<table><tbody><tr><td>10x 구연산염 버퍼</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C9999-1000ML</td><td></td></tr><tr><td>5'-gatcactctcggcatggac-3'Integrated</td> <td>DNA Technologies</td><td>N/A:</td><td>형질전환 후 클론 검증을 위한 맞춤형 설계 포워드 프라이머. 이 프라이머는 사용된 벡터에 따라 다르며 실험에 사용된 특정 벡터에 맞게 설계되었습니다.</td></tr><tr><td>5'-gatggctggcaactagaagg-3'Integrated</td> <td>DNA Technologies</td><td>N/A:</td><td>형질전환 후 클론 검증을 위한 맞춤형 리버스 프라이머. 이 프라이머는 사용된 벡터에 따라 다르며 실험에 사용된 특정 벡터에 맞게 설계되었습니다.</td></tr><tr><td>Agarose</td><td>VWR</td><td>VWRVN605-500G</td><td></td></tr><tr><td>흡인기 튜브 어셈블리</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A5177-5EA</td><td>rAAV</td></tr><tr><td>세균 페트리 접시</td>의 구강 전달 <td>Thermo Fisher Scientific</td><td>08-757-100D</td><td></td></tr><tr><td>카르베니실린</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C1389-5G</td><td></td></tr><tr><td>닭 IgY anti-GFP</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A10262</td><td></td></tr><tr><td>컨포칼 현미경</td><td>Zeiss</td><td>LSM900</td><td>이미지는 LSM800 모델에서 촬영되었지만, Zeiss는 최근 몇 년 동안 LSM800을 대체하기 위해 LSM900 모델을 출시했습니다.</td></tr><tr><td>원추형 원심분리기 튜브 15 mL</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>12-565-269</td><td></td></tr><tr><td>극저온 금형</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>NC9806558</td><td>이 금형은 P28 마우스 뇌에 적합합니다. 다른 크기는 더 크거나 작은 조직에 더 적합할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>DAPI</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D9542-10MG</td><td></td></tr><tr><td>해부 가위, 4.5"</td><td>VWR</td><td>82027-578</td><td></td></tr><tr><td>당나귀 닭 방지 AlexaFlour-488</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>703-545-155</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco's PBS 1x</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>MT21031CV</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Microcentrifuge 튜브 2.0 mL</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td></td><td></td>22431048</tr><tr><td>Falcon 라운드 바텀 튜브 14 mL</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>352059</td><td></td></tr><tr><td>Fast Green 염료</td><td>Grainger</td><td>F0099-1G</td><td></td></tr><tr><td>미세 디테일 페인트 브러시 세트</td><td>Artbrush Tower</td><td>B014GWCLFO</td><td></td></tr><tr><td>Gibson Assembly Master Mix</td><td>NEB</td><td>E2611S</td><td></td></tr><tr><td>유리 모세관</td><td>Drummond Scientific Company</td><td>5-000-2005</td><td></td></tr><tr><td>HiSpeed 플라스미드 맥시 키트</td><td>QIAGEN</td><td>12663</td><td>상업용 플라스미드 맥시 준비 키트</td></tr><tr><td>HyClone HyPure 분자 생물학 등급 물</td><td>VWR</td><td>SH30538.03</td><td></td></tr><tr><td>IV 버터플라이 주입 세트(12인치 튜빙 및 25G 바늘</td> 포함) <td>Thermo Fisher Scientific</td><td>26708</td><td></td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>Kimberly Clark</td><td>34155</td><td>보푸라기 없는 와이</td></tr><tr><td>프 LB Agar</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>BP1425-500</td><td>LB 선택적 매체용 한천 프리믹스</td></tr><tr><td>McPherson Vannas iris 가위,</td><td>Integra LifeSciences</td><td>360-215</td><td></td></tr><tr><td>미네랄 오일</td>, <td>Sigma Life Science</td>, <td>69794-500ML</td><td></td></tr><tr><td>NEB, 안정적이고 유능한 대장균</td><td>NEB</td><td>C3040I</td><td></td></tr><tr><td>NucleoSpin 젤 및 PCR 클린</td>업 <td>Takara</td><td>740609.5</td><td>효소 반응용 키트 세척 및 겔 추출</td></tr><tr><td>OCT 매체</td><td>VWR</td><td>25608-930</td><td></td></tr><tr><td>오비탈 셰이커</td><td>Cole Parmer</td><td>60-100</td><td></td></tr><tr><td>파라포름알데히드</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>158127-500G</td><td></td></tr><tr><td>PCR 스트립 튜브 0.2 mL</td><td>VWR</td><td>490003-692</td><td></td></tr><tr><td>연동 펌프</td><td>Gilson</td><td>F155005</td><td></td></tr><tr><td>인산염 완충 식염수(PBS) 10x</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>70011044</td><td></td></tr><tr><td>Phusion Hot Start II High Fidelity DNA Polymerase</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>F549L</td><td></td></tr><tr><td>분유</td><td>Sunny Select</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ProLong Gold Antifade Mountant</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>P36934</td><td></td></tr><tr><td>QIAquick PCR 정제 키트</td><td>QIAGEN</td><td>28106</td><td></td></tr><tr><td>rCutSmart 완충액</td><td>NEB</td><td>B6004S</td><td>PacI, AscI 및 XmaI 제한 효소를 사용한 제한 분해용 완충액</td></tr><tr><td>: AscI</td><td>NEB</td><td>R0558L</td><td></td></tr><tr><td>제한 효소: PacI</td><td>NEB</td><td>R0547L</td><td></td></tr><tr><td>제한 효소: XmaI</td><td>NEB</td><td>R0180L</td><td></td></tr><tr><td>SOC 성장 매체</td><td>NEB</td><td>B0920S</td><td>형질전환 후 회수 배지</td></tr><tr><td>자당( RNase/DNase free)</td><td>Millipore Sigma</td><td>033522.5KG</td><td></td></tr><tr><td>TAE 버퍼</td><td>Apex</td><td>20-194</td><td></td></tr><tr><td>트랜스퍼 튜빙</td><td>Gilson</td><td>F1179941</td><td>연동 펌프용</td></tr><tr><td>Triton X100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X100-100ML</td><td></td></tr><tr><td>Wizard Plus SV Minipreps DNA 정제 시스템</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A1460</td><td>플라스미드 미니 준비 키트</td></tr></tbody></table>

마우스 뇌 에서 생체 내 인핸서 기반 발현 구조체의 aav 배포

AAV Deployment of Enhancer-Based Expression Constructs In Vivo in Mouse Brain

인핸서는 조직 및 세포 유형 특이적 유전자의 특정 발현 패턴을 유도하는 다양한 전사 인자에 대한 결합 플랫폼입니다. 비코딩 DNA 및 다양한 염색질 상태를 평가하는 여러 수단은 게놈에서 인핸서 서열의 존재를 예측하는 데 유용한 것으로 입증되었지만 이러한 서열의 활성을 검증하고 이들이 활동하는 장기 및 발달 단계를 찾는 것은 노동 집약적인 과정입니다. 최근 아데노 관련 바이러스(AAV) 벡터의 발전으로 이식유전자를 마우스 조직에 광범위하게 전달할 수 있게 되어 형질전환 동물 없이도 생체 내 인핸 서 테스트가 가능합니다. 이 프로토콜은 그 자체로 유의한 발현을 유도하지 않는, 최소 프로모터의 제어 하에 EGFP를 발현하는 리포터 작제물이 마우스 뇌에서 후보 인핸서 서열의 활성 패턴을 연구하는데 어떻게 사용될 수 있는지를 보여준다. AAV 패키지 리포터 작제물을 마우스 뇌에 전달하고 1-4주 동안 배양한 후 동물을 희생시키고 뇌 절편을 현미경으로 관찰합니다. EGFP는 테스트 된 인핸서가 유전자 발현을 시작하기에 충분한 세포에서 나타나며, 인핸서가 뇌에서 활성화되는 위치와 발달 단계를 정확히 지적합니다. 표준 클로닝 방법, 저비용 AAV 패키징, AAV 혈청형 확장 및 생체 내 전달 및 표준 영상 판독을 위한 방법은 뇌에서 유전자 발현이 조절되는 방식에 대한 연구에 접근 가능한 접근 방식을 만듭니다.

이러한 방법을 사용하여, CACNA1C19,49,50 유전자의 정신과적 위험-관련 제3 인트론에서의 915 bp 서열을 출생 후 마우스 뇌에서 인핸서 활성에 대해 시험하였다. 이 서열은 정신과 및 신경학적 위험 SNPs12를 중심으로 한 345개의 후보 인핸서 서열의 MPRA에서 발견되었으며, 특성화 실험은 일반적인 예로서 여기에 기술되어 있다. C57BL/6 마우스를 Hsp68 최소 프로모터 및 단일 후보 인핸서 서열의 제어 하에 EGFP를 함유하는 자가-상보적 벡터51로서 패키징된 AAV9 구축물과 함께 P0에 주입하였다(도 3A). 추가 마우스에 조절 활성이 없는 것으로 예측되는 음성 대조군 서열을 포함하...

이 프로토콜은 새로운 rAAV 기반 과도 인핸서-리포터 분석을 설명합니다. 이 분석은 마우스 뇌 에서 생체내에서 인핸서 구동 발현을 유도하는데 사용될 수 있다.

마우스 뇌 에서 생체 내 인핸서 기반 발현 구조체의 AAV 배포

Enhancers are binding platforms for a diverse array of transcription factors that drive specific expression patterns of tissue- and cell-type-specific ...

이 프로토콜은 인핸서 시퀀스가 발현을 유도할 수 있는지 여부뿐만 아니라 신체의 특정 부분에서 발현을 유도할 수 있는 위치를 시각화할 수 있기 때문에 중요합니다. 빠릅니다. 주사는 완료하는 데 10 분도 채 걸리지 않으며 리포터 유전자가 발현되는지 여부와 위치는 샘플 수집 후 며칠 이내에 볼 수 있습니다.복제를 시작하려면 리포터 구성을 선택하거나 디자인합니다. 본원에 사용된 작제물은 인핸서 후보를 hsp68 최소 프로모터의 조절하에 발현된 EGFP 리포터 유전자의 3개의 주요 비번역 영역 내로 배치한다. 관심 서열을 증폭하고 벡터 내로 클로닝하기 위한 PCR 프라이머를 설계하기 위해, 깁슨 클로닝을 위한 적절한 상동성 암을 프라이머의 5개의 프라임 말단에 추가한다.설계된 프라이머를 사용하여 DNA 샘플로부터 PCR을 수행합니다. 필요한 클로닝 반응의 원하는 수에 따라 Pac1 및 Asc1을 사용하여 1-10 마이크로그램의 벡터 DNA를 분해합니다. 100 볼트에서 30 내지 60 분 동안 0.7 내지 1 % 겔 전기 영동을 사용함으로써, 제한 다이제스트 단편을 분리한다.선형화된 벡터에 대한 밴드를 추출하고 상용 겔 추출 키트로 정제합니다. Gibson 클로닝 및 세포 형질전환이 완료되면 세포를 선택적 배지에 플레이팅하고 섭씨 37도에서 밤새 배양합니다. 리포터 구축물의 성공적인 클로닝을 확인한 후, 글리세롤 스톡을 사용하여 5 밀리리터의 스타터 배양물을 접종한다.섭씨 30도, 분당 180 회전의 진탕 인큐베이터에서 8-16 시간 동안 배양 물을 성장시킵니다. 국물이 흐려지면 스타터 배양 1, 000x를 250-300 밀리리터의 신선한 선택적 LB 국물에 희석하고 섭씨 30도 및 분당 180 회전의 진탕 인큐베이터에서 밤새 배양합니다. 상용 플라스미드 맥시 키트를 사용하여, 플라스미드를 정제한다.ITR의 재조합을 테스트하려면 Xma1 분해를 수행합니다. 밴드를 시각화합니다. 다이제스트에 예상 밴드 수가 표시되는지 확인합니다.재조합으로 인해 예상보다 적은 밴드가 생성됩니다. 전달을 위해 재조합 AAV 혼합물을 준비합니다. 다중 인핸서 리포터 바이러스의 발현 패턴을 비교하는 경우, 각 바이러스를 희석하여 바이러스 역가를 가장 덜 농축된 바이러스와 동일시한다.인핸서 리포터 바이러스와 구성적으로 발현된 대조군 리포터 바이러스를 2:1 또는 3:1의 비율로 혼합한다. 최종 농도가 0.06%인 빠른 녹색 염료를 소량 첨가마이크로리터 눈금이 새겨진 모세관으로 만든 당겨진 유리 피펫의 끝을 부드럽고 보푸라기가 없는 물티슈에 부드럽게 뚫어 부수십시오. 미세 모세관 피펫을 고정하기 위해 고무 개스킷에 연결된 압력 적용 장치를 사용하여 피펫을 흡인기 어셈블리에 삽입합니다.흡인기를 통해 음압을 가하여 약 0.2-0.5 마이크로 리터의 미네랄 오일을 피펫에 소량 흡입합니다. 흡인기 어셈블리를 옆에 두고 주사할 준비가 될 때까지 바이러스를 얼음 위에 놓습니다. 신생아 마우스를 냉동 마취 한 후 흡인기 어셈블리를 사용하여 음압을 가하고 반월 상 연골이 2 마이크로 리터 눈금 표시를 통과 할 때까지 당겨진 유리 피펫에 바이러스 혼합물을 그립니다.차가운 챔버에서 마우스를 꺼내 벤치 상단에 놓습니다. 람다와 브레그마 사이의 중간에 있는 양측 주사 부위와 시상 봉합사와 각 눈을 찾습니다. 알코올 물티슈를 사용하여 소독하십시오.당겨진 유리 피펫을 사용하여 신생아 마우스의 두개골을 뚫습니다. 바늘이 두개골에 들어가면 흡인기 어셈블리를 통해 양압을 가하십시오. 1 마이크로 리터의 바이러스를 측심실에 분배하고 피펫을 빼냅니다.마우스를 가열 패드 또는 온난화 챔버에 올려 복구하십시오. 깨어 나면 동물을 집 새장으로 되돌립니다. 저배율 5x 주관 렌즈를 사용하여 뇌 부분을 가로지르는 형광 이미지를 기록합니다.주사 부위를 찾아 적색 형광 세포의 밀도와 강도에 따라 바이러스 형질 도입 정도를 평가합니다. 유사하게 형질 도입 된 동물을 비교하십시오. 25배 이상의 고배율 대물 렌즈로 형광 이미지를 기록합니다.그런 다음 해석 소프트웨어를 열고 3x3 중앙값 필터를 적용하여 노이즈를 줄입니다. 프로세스 메뉴를 클릭한 다음 노이즈를 클릭하고 얼룩 제거 옵션을 선택합니다. 다음으로, 이미지에서 배경 형광을 빼려면 먼저 다중 채널 이미지의 채널을 분리합니다.이미지 메뉴를 클릭한 다음 색상을 클릭하고 채널 분할 옵션을 선택합니다. 사각형 또는 원 선택 도구를 사용하여 형광 셀이 없는 이미지 영역에 작은 모양을 그립니다. 분석, 측정을 차례로 클릭하여 배경의 평균 픽셀 강도를 측정하고 샘플링을 여러 번 반복합니다.5-8개의 배경 영역에서 평균 회색 값의 평균을 구하고 10진수 값을 삭제합니다. 처리 메뉴를 선택하여 이미지의 각 픽셀에서 값을 뺀 다음, Math and Subtract(수학 및 빼기)를 클릭하십시오. 그런 다음 뺄 배경 값을 입력하고 확인을 클릭합니다. 필요한 경우 이미지 메뉴를 선택하여 채널을 다중 채널 이미지로 다시 병합한 다음 색상을 클릭하고 채널 병합을 선택합니다.녹색 형광 세포의 수를 계산하려면 녹색 채널을 숨기고 자유형 선택 도구를 사용하여 빨간색 형광을 나타내는 뇌 영역 주위에 모양을 그립니다. 측정 기능을 클릭하여 선택한 영역에서 빨간색 채널의 면적, 통합 밀도 및 평균 회색 값을 측정합니다. 다지점 선택 도구를 사용하여 녹색 셀의 수를 계산하고 빨간색 채널의 통합 강도로 녹색 셀의 수를 정규화합니다.양성 AAV 구축물로 P0에 두개내로 주사한 마우스를 인핸서 리포터로 형질도입한 후, 주사 28일 후 피질의 중간 하층에서 인핸서 구동 EGFP 발현을 보였다. P0에서 음성 대조군 작제물을 주입한 마우스는 주사 후 28일째에 EGFP의 어떠한 발현도 나타내지 않으며, 이는 인핸서 요소가 마우스 뇌에서 EGFP의 전사를 유도하는 것으로 밝혀졌음을 입증한다. 성공적으로 변환된 영역을 시각화하고 잠재적 변동성을 제어하기 위해 AAV 전달 인핸서 리포터 라이브러리를 다양한 역가의 검사했습니다.후보 인핸서의 높은 역가 라이브러리는 광범위한 EGFP 발현을 유도하는 반면, 후보 인핸서의 낮은 역가 라이브러리는 P7 마우스 뇌에서 희소 한 CGFP 발현을 유도합니다. 활성이 없는 인핸서와 실패한 전달을 구별하기 위해 모든 주사에서 인핸서 리포터 AAV를 양성 대조군과 혼합하는 것이 중요합니다. 이 절차는 면역 조직 화학, RNA FISH 또는 단일 세포 RNA 시퀀싱과 결합하여 인핸서가 활성화되는 세포 유형을 결정할 수 있습니다.

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Neuroscience

신경과학

바이러스 기반 Cre 호텔의 재조합을 사용하여 출생 후의 마우스 두뇌 개발의 유전자 기능의 모자이크 분석

Neuroblast 이주는 출생 후 신경에 근본적인 이벤트입니다. 우리는 급성 뇌 조각의 시간 경과 영상을 사용하여 생체 내 출생의 일렉트로 그들의 이주 이후의 시각화하여 neuroblasts를 효율적으로 표시하기위한 프로토콜을 설명합니다. 우리는 비디오 추적하여 neuroblast 역학의 정량 분석​​에 대한 설명을 포함한다.

마우스 급성 뇌 조각의 Neuroblast 마이그레이션의 생체 내 출생 일렉트로 및 시간 경과 영상

우리는 신생아 마우스 두뇌의가에 microinjecting 시 약에 대 한 수 제 머리 고정 장치 stereotaxic 수술의 프로토콜을 설명합니다. 이 기술은 신생아 마우스 두뇌의 특정 영역의 신경 세포에서 유전자 조작...

신생아 마우스 두뇌의 Striatal 세포에서 유전자 조작에 대 한 stereotaxic 수술

현재 프로토콜은 해마에 복부 테진 영역 (VTA) 글루타민트 프로젝션을 추적하기위한 간단한 방법을 보여줍니다. VTA 글루타민트 뉴런의 사진 자극은 VTA 글루타민단 단자가 생체 내에서 CA1 퍼티티 피라미드 발사 속도를 조절하는 방법을 보여주기 위해 CA1 레코딩과 결합되었습니다.

해마의 생체 내 해부학 및 기능적 추적

여기에서, 우리는 시간 경과 공초점 현미경에 의해 산후 마우스 망막 외식편에서 신경돌기 형태 형성을 조사하는 방법을 제시한다. 우리는 Cre 의존성 방식으로 막 표적화된 형광 단백질을 발현하는 재조합 아데노-관련 바이러스 벡터를 사용하는 망막 세포 유형의 희소 표지 및 획득 및 이들의 미세 공정에 대한 접근법을 기술한다.

유전자 표적화된 망막 세포 집단의 희소 아데노-연관 바이러스 표지를 이용한 뉴런 수목화의 타임랩스 이미징

여기에서 우리는 깨어 있는 마우스에서 소교세포 역학과 신경 활동의 동시 이미징을 위해 아데노 관련 바이러스 주입과 두개골 창 이식을 결합한 프로토콜을 설명합니다.

깨어 있는 생쥐의 소교세포 역학 및 신경 활동의 동시 이미징

여기에서는 맥락총의 유전자 발현을 선택적으로 변경하면서 다른 뇌 영역에는 영향을 주지 않는 방법을 설명합니다.

맥락총(Choroid Plexus)에서 유전자의 표적 녹다운(Targeted knockdown of Genes in the Choroid Plexus)

여기에서 현탁액 HEK293 셀 기반 AAV 생산 프로토콜이 제시되어 상용 공급업체에서 연구 목적으로 사용할 수 있는 구성 요소를 사용하여 벡터 생산에 필요한 시간과 노동력을 줄일 수 있습니다.

HEK293 부유 세포를 사용한 고수율 Adeno 관련 벡터 배치 생산

이 프로토콜은 피질 허혈성 뇌졸중 후 Neurod1의 바이러스 매개 이소성 발현을 설명합니다. Neurod1은 (1) 뇌졸중 후 아급성기(7일) 동안 야생형 마우스에서 Cre-Flex AAV 시스템을 사용하여 전달되고 (2) 뇌졸중 후 만성기(21일) 동안 조건부 리포터 마우스에서 단일 AAV 벡터를 사용하여 전달됩니다.

허혈성 뇌졸중 후 아급성 및 만성 시기에 형질도입된 세포에서 Neurod1의 이소성 발현을 조사하기 위한 AAV 시스템 및 마우스 모델

이 프로토콜은 유전자 치료를 위한 중간엽 줄기세포(MSC) 유래 세포외 소포 생체 모방제를 생산 및 정제하는 방법을 도입하는 것을 목표로 합니다. 나노소포는 MSC 유래 지질 이중층으로 제한되어 있으며, 관심 유전자를 가진 재조합 AAV를 내강에 캡슐화합니다. 이 나노소포는 생체 내 유전자 전달을 위한 향상된 벡터를 제공합니다.

유전자 전달 증진을 위한 간엽 줄기세포 막 감싸 나노소포 개발

학습하세요 마우스 뇌에서 rAAV 기반 인핸서 리포터 분석법을 이용한 생체 내 유전자 발현 시각화 방법을. 이 기술은 신경과학 연구에서 인핸서 활성과 공간적 발현 패턴을 빠르게 평가할 수 있게 해줍니다.

마우스 뇌 에서 생체 내 인핸서 기반 발현 구조체의 AAV 배포

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