Sinds de eerste beschrijving van Liu et al.. En Zhang et al.., Hydrodynamische genaflevering (HGD) is uitgegroeid tot een waardevol instrument voor het bestuderen van gen-functie in knaagdier modelsystemen 1, 2. De techniek omvat de snelle injectie (5-7 seconden) van een groot volume (8-12% lichaamsgewicht) oplossing in de staartader van muizen om de opname van plasmide DNA door de cellen van doelorganen 1, 2 vergemakkelijken. Deze omstandigheden leiden tot sterke genexpressie in de lever en minder genexpressie in de nieren, milt, long en hart.
Injectie van 10 ug pCMV-lacZ plasmide transfecteren maar liefst 40% van hepatocyten, waardoor dysplasie de meest efficiënte, niet-virale, in vivo gentherapie methode tot heden 1. In tegenstelling tot de virale dragers, pDNA is gemakkelijk te bereiden, niet een immuunrespons in het knaagdier gastheer 3 uitlokken en geen risico voor de gezondheid kunnen opleveren doordat recombineren met eindogenous virussen. Bovendien, omdat de DNA-moleculen door dysplasie geleverde niet verpakking nodig is deze werkwijze geschikt voor de levering van bacteriële kunstmatige chromosomen (BAC) zo groot als 150 kb 4. Andere soorten moleculen die door een hydrodynamisch werkwijze zijn geleverd omvatten RNA 5-10, morpholinos 11, eiwitten 12, 13 en andere kleine moleculen 12, 14. De voor-en nadelen van HGD opzichte van andere aflevering methoden zijn in uitstekende recensies besproken in de literatuur 15-20 en een aantal auteurs hebben een gedetailleerde beschrijving van de procedure 21-23.
Introductie van transgenen in muizen door HGD is veilig en effectief 1-3, 24 en de methode is gebruikt bij ratten met een vergelijkbaar succes 25. Bij bepaalde wijzigingen, proof-of-concept-experimenten zijn uitgevoerd bij kippen 26, rab uitgevoerdDe bits 27 en 28 varkens, hoewel de in vivo toepassing van deze techniek in grotere dieren blijft een uitdaging. Deze meetmethode, een gemeenschappelijke beperking is dat veel van de beschikbare zoogdierlijke expressievectoren niet de componenten tot een blijvende, hoge genexpressie. Met een pCMV-Luc plasmide genexpressie in de doelorganen is merkbaar vanaf tien minuten na HGD echter de aanvankelijk, hoog expressieniveau daalt scherp in de eerste week na injectie 1. Langdurige transgenexpressie is mogelijk, afhankelijk van de promotor en intron gebruikt in plasmide design 3, 24 echter, het onderhoud van high-level genexpressie vereist vaak herhaalde injecties. Daarom kan dysplasie minder geschikt chronische ziekten die het gevolg zijn van langdurige blootstelling aan schadelijke eiwitten of producten bestuderen. Met deze beperkingen, HGD is een uitzonderlijk krachtig hulpmiddel voor het bestuderen van de potentieel rol van een gen en het effect ervan mutanten in vivo, evenals de therapeutische effecten en regulatie van eiwitten en de vaststelling van diermodellen van de ziekte (zie voor 15). Bijvoorbeeld kan dysplasie worden gebruikt om functie aan domeinen en aminozuren van eiwitten door afzonderlijk introduceren verschillende genconstructen in muizen die de respectieve genen uitgeschakeld. Verder kan deze techniek worden gebruikt in elke muizenstam.
Dit protocol beschrijft HGD in muizen met een focus op de technische aspecten die nodig zijn om een succesvolle transfectie bereiken: de juiste naald inbrengen in de ader, injectie volume en de snelheid van levering. De toepassing van deze methode wordt gedemonstreerd in een muismodel van Afrikaanse trypanosomiasis, een fatale ziekte bij mensen en dieren 29, 30. Terwijl verschillende soorten trypanosomen veroorzaken ziekte bij vee, kunnen de meeste niet ziekte veroorzaken bij de mens als gevolg van immuuncomplexen aangeboren blood genoemd trypanosome lytische factoren (TLFs) 29, 31, 32. Deze porievormende, high-density lipoproteïnen (HDL) bevat twee unieke, primaat-eiwitten. HPR, het ligand, die de opname van TLFs in trypanosomen vergemakkelijkt en APOL-I, de lytische component 31, 33-38 Trypanosoma brucei rhodesiense is in staat om mensen te besmetten als gevolg van de expressie van een serum-resistentie geassocieerde eiwit (SRA) dat bindt aan en neutraliseert de menselijke APOL-I 34, 39. Baviaan TLF wordt niet geneutraliseerd door SRA vanwege de uiteenlopende APOL-I-eiwit 40. Zoals eerder gemeld, met een zoogdierexpressievector (pRG977), transgene expressie van baviaan TLF componenten in muizen bescherming biedt tegen humane infecties trypanosomen 40. De representatieve hier gepresenteerde gegevens demonstreren hoe hydrodynamische gentherapie worden toegepast om de therapeutische werking van een eiwit te bestuderen.