Hier beschrijven we een methode om selectief genexpressies in de plexus choroideus te veranderen en tegelijkertijd impact in andere hersengebieden te vermijden.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Hier beschrijven we een methode om selectief genexpressies in de plexus choroideus te veranderen en tegelijkertijd impact in andere hersengebieden te vermijden.
De plexus choroideus (ChP) dient als een kritieke toegangspoort voor infiltratie van immuuncellen in het centrale zenuwstelsel (CZS) onder zowel fysiologische als pathologische omstandigheden. Recent onderzoek heeft aangetoond dat het reguleren van de ChP-activiteit bescherming kan bieden tegen aandoeningen van het CZS. Het bestuderen van de biologische functie van de ChP zonder andere hersengebieden te beïnvloeden is echter een uitdaging vanwege de delicate structuur. Deze studie presenteert een nieuwe methode voor gen-knockdown in ChP-weefsel met behulp van adeno-geassocieerde virussen (AAV's) of cyclisatierecombinatie-enzym (Cre) recombinase-eiwit bestaande uit TAT-sequentie (CRE-TAT). De resultaten tonen aan dat na het injecteren van AAV of CRE-TAT in het laterale ventrikel, de fluorescentie uitsluitend geconcentreerd was in de ChP. Met behulp van deze aanpak schakelde de studie met succes de adenosine A 2A-receptor (A2A R) in de ChP uit met behulp van RNA-interferentie (RNAi) of Cre/locus van X-overP1 (Cre/LoxP) systemen, en toonde aan dat deze knockdown de pathologie van experimentele auto-immuun encefalomyelitis (EAE) zou kunnen verlichten. Deze techniek kan belangrijke implicaties hebben voor toekomstig onderzoek naar de rol van de ChP bij aandoeningen van het CZS.
Van de plexus choroideus (ChP) werd vaak gedacht dat het hielp bij het handhaven van de functionele homeostase van de hersenen door cerebrospinale vloeistof (CSF) en brain-derived neurotrophic factor (BDNF) af te scheiden1,2. Toenemend onderzoek in de afgelopen drie decennia heeft aangetoond dat de ChP een duidelijke route vertegenwoordigt voor infiltratie van immuuncellen in het centrale zenuwstelsel (CZS).
De tight junctions (TJ's) van de ChP, bestaande uit een monolaag ChP-epitheel, handhaven de immunologische homeostase door te voorkomen dat macromoleculen en immuuncellen de hersenen binnendringen3. Onder bepaalde pathologische omstandigheden detecteert en reageert het ChP-weefsel echter op gevaar-geassocieerde moleculaire patronen (DAMP's) in de CSF en het bloed, wat leidt tot abnormale immuuninfiltratie en hersendisfunctie 4,5. Ondanks zijn cruciale rol maken de kleine omvang en unieke locatie van de ChP in de hersenen het moeilijk om zijn functie te bestuderen zonder andere hersengebieden te beïnvloeden. Daarom is het manipuleren van genexpressie specifiek in de ChP een ideale benadering om de functie ervan te begrijpen.
Aanvankelijk werden transgene lijnen van cyclisatierecombinatie-enzym (Cre), die Cre tot expressie brengen onder controle van promotoren die specifiek zijn voor genen die tot expressie worden gebracht in de ChP, vaak gebruikt om doelgenen te verwijderen door te fokken met gefloxte kandidaatgenen 6,7,8. De transcriptiefactor Forkhead box J1 (FoxJ1) wordt bijvoorbeeld uitsluitend tot expressie gebracht in het ChP-epitheel van de prenatale muizenhersenen7. Zo werd de FoxJ1-Cre-lijn vaak gebruikt om genen in de ChP 6,9 te verwijderen. Het succes van deze strategie hangt echter sterk af van de specificiteit van de promotor. Geleidelijk aan werd ontdekt dat het expressiepatroon van FoxJ1 niet onderscheidend genoeg was, aangezien FoxJ1 ook aanwezig was in trilhaarepitheelcellen in andere delen van de hersenen en hetperifere systeem. Om deze beperking te overwinnen, werd intra-cerebroventriculaire (ICV) injectie van Cre-recombinase uitgevoerd om recombinase af te leveren in de ventrikels van gefloxte transgene lijnen. Deze strategie vertoonde een hoge specificiteit, zoals blijkt uit de aanwezigheid van tdTomato-fluorescentie uitsluitend in het ChP-weefsel10,11. Deze methode wordt echter nog steeds beperkt door de beschikbaarheid van gefloxte transgene muislijnen. Om dit probleem aan te pakken, hebben onderzoekers ICV-injectie van adeno-geassocieerd virus (AAV) gebruikt om ChP-specifieke knockdown of de overexpressie van doelgenen te bereiken12,13. Een uitgebreide evaluatie van verschillende AAV-serotypen voor ChP-infectie onthulde dat AAV2/5 en AAV2/8 sterke infectiemogelijkheden vertonen in de ChP, terwijl ze geen andere hersengebieden infecteren. AAV2/8 bleek echter het ependyma rond ventrikels te infecteren, terwijl de AAV2/5-groep geen infectie vertoonde14. Deze methode heeft het voordeel dat de beperkingen van het verwerven van transgene dieren met floxs worden overwonnen.
Dit artikel beschrijft een stapsgewijs protocol voor gen-knockdown in de ChP met behulp van twee methoden: ICV van AAV2/5 met shRNA van de adenosine A 2A-receptor (A 2A R) en Cre-recombinase-eiwit bestaande uit TAT-sequentie (CRE-TAT) recombinase om ChP-specifieke knockdown van A2A Rte bereiken. De bevindingen van de studie suggereren dat het uitschakelen van A2AR in de ChP experimentele auto-immuun encefalomyelitis (EAE) kan verlichten. Dit gedetailleerde protocol biedt nuttige richtlijnen voor ChP-functiestudies en de specifieke knockdown van genen in de ChP.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle dierprocedures die in deze studie worden beschreven, zijn uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen die zijn uiteengezet in de NIH-gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren en zijn goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committee van de Wenzhou Medical University.
1. Dieren
2. ChP-specifieke knockdown van A2ARs met AAV2/5-shRNA
3. ChP-specifieke knockdown van A2AR met een Cre/locus van X-overP1 (Cre/LoxP) systeem
OPMERKING: De volgende procedures kunnen worden uitgevoerd met behulp van de eerder beschreven methode. Raadpleeg de stappen 2.1-2.11 voor gedetailleerde injectiemethoden.
4. Transcardiale perfusie bij muizen
5. Couperen en kleuren van bevroren weefsel
6. EAE-inductie
NOTITIE: Voer EAE-inductie uit na 2 weken van de shRNA- of CRE-TAT-recombinase-injectie11.
7. Neurologische uitvalscore
8. Hematoxyline-eosine (H&E) kleuring
9. Kwantitatieve analyse van polymerasekettingreactie (qPCR)
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
ChP-specifieke A2AR knockdown door ICV-injectie van AAV2/5-shRNA of CRE-TAT
De rol van A2AR in de ChP als een krachtige regulator van neurale informatie in de pathogenese van EAE blijft onduidelijk. Het uitschakelen van ChP-specifieke A 2A R-expressie zou licht kunnen werpen op de A2AR-regulerende effecten op het centrale immuunsysteem bij EAE en andere ontstekingen van het zenuwstelsel. Deze studie maakte gebruik van ICV-injectie van CRE-TAT om de expressie...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het onderzoek presenteerde twee verschillende benaderingen voor de gerichte knockdown van ChP-genen. De eerste benadering betrof de ICV-injectie van CRE-TAT, dat Cre-recombinase bevat, in A2AR flox/flox-muizen. De tweede benadering omvatte ICV-injectie van AAV2/5 met shRNA van A2AR. Door gebruik te maken van deze twee strategieën bereikte het werk de selectieve knockdown van A 2A R binnen de ChP en was het in staat om de beschermende effecten aan te tonen van het remmen van A2A...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs stellen dat ze geen concurrerende financiële belangen of andere openbaarmakingen hoeven aan te geven.
We zijn dankbaar voor de steun van de National Natural Science Foundation of China (subsidie nr. 31800903, toegekend aan W. Zheng) en het Wenzhou Science and Technology Project (nr. Y2020426, toegekend aan Y. Y. Weng) voor dit werk.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| A2ARflox/flox muizen | State Key Laboratory of Ophthalmology, Optometry and Visual Science, Wenzhou Medical University | ||
| AAV2/5-A2AR-ShRNA-virus | Shanghai Heyuan Biotechnology Co. LTD | pt-4828 | |
| antifade montagemedium | Beyotime Biotechnology | 0100-01 | |
| borosilicaatglas capillair | Beijing Meiyaxian Technology Co. Ltd | B100-50-10 | |
| hersen stereotaxische apparaat | RWD, Shenzhen | 69100 | |
| C57BL/6 muizen | Beijing Vital Charles River Laboratory Animal Technology Company | ||
| CRE-TAT recombinase | Millipore | SCR508 | |
| DAPI | Absin | B25A031 | |
| bevroren snijmachine | Leica | CM1950 | |
| H37Ra | Becton Dickinson and company | 231141 | |
| Hamilton spuit | Hamilton, American | P/N: 86259 | |
| Incomplete Freunds adjuvant | Sigma | F5506 | |
| Laser confocal microscoop | Zeiss | LSM900 | |
| MOG35-55 | Suzhou Qiangyao Biotechnology Co., LTD | 4010006243 | |
| OCT lijm | Epredia | 6502p | |
| paraformaldehyde | Chengdu Kelong Chemical Reagent Company | 30525-89-4 | |
| pentobarbital natrium | Boyun Biotech | PC13003 | |
| Pipetpistool | Eppendorf | N45014F | |
| PrimeScript 1st Strand cDNA Synthese Kit | Takara | 6110A | |
| Real- Time PCR Systeem | BioRad | CFX96 | |
| Rosa-LSL (Lox-StoP-Lox)-tdTomato muizen | Jackson Laboratory | ||
| sucrose | Sangon Biotech | A502792-0500 | |
| superhoge snelheid homogenisator | IKA | 3737025 | |
| Trizol | Invitrogen | 15596026 | |
| xyleen oplossing | Chengdu Kelong Chemical Reagent Company | 1330-20-7 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.