Dit protocoldocument beschrijft de methodologie van embryonale micro-injectie van een RCAS(A)-retrovirus met kippenlenzen als een hulpmiddel voor het bestuderen van de in situ functie en expressie van eiwitten tijdens de ontwikkeling van lenzen.
Methodenartikel
Dit protocoldocument beschrijft de methodologie van embryonale micro-injectie van een RCAS(A)-retrovirus met kippenlenzen als een hulpmiddel voor het bestuderen van de in situ functie en expressie van eiwitten tijdens de ontwikkeling van lenzen.
Embryonale kip (Gallus domesticus) is een gerenommeerd diermodel voor de studie van lensontwikkeling en fysiologie, gezien de hoge mate van gelijkenis met de menselijke lens. RCAS(A) is een replicatiecompetent kippenretrovirus dat delende cellen infecteert, wat dient als een krachtig hulpmiddel om de in situ expressie en functie van wildtype en mutante eiwitten tijdens de ontwikkeling van de lens te bestuderen door micro-injectie in het lege lumen van het lensblaasje in vroege ontwikkelingsstadia, waardoor de werking ervan wordt beperkt tot de omliggende prolifererende lenscellen. Vergeleken met andere benaderingen, zoals transgene modellen en ex vivo culturen, biedt het gebruik van een RCAS(A)-replicatiecompetent aviair retrovirus een zeer effectief, snel en aanpasbaar systeem om exogene eiwitten in kuikenembryo's tot expressie te brengen. In het bijzonder kan gerichte genoverdracht worden beperkt tot proliferatieve lensvezelcellen zonder dat er weefselspecifieke promotors nodig zijn. In dit artikel geven we een kort overzicht van de stappen die nodig zijn voor de bereiding van recombinant retrovirus RCAS(A), geven we een gedetailleerd, uitgebreid overzicht van de micro-injectieprocedure en geven we voorbeeldresultaten van de techniek.
Het doel van dit protocol is het beschrijven van de methodologie van embryonale micro-injectie met kippenlenzen van een RCAS(A) (replicatiecompetent aviair sarcoom/leukose retrovirus A). Effectieve retrovirale toediening in een embryonale kippenlens is een veelbelovend hulpmiddel gebleken voor de in vivo studie van het moleculaire mechanisme en de structuur-functie van lenseiwitten in de fysiologie, pathologische omstandigheden en ontwikkeling van normale lenzen. Bovendien zou dit experimentele model kunnen worden gebruikt voor de identificatie van therapeutische doelwitten en het screenen van geneesmiddelen voor aandoeningen zoals aangeboren staar bij de mens. Al met al is dit protocol bedoeld om de nodige stappen uit te stippelen voor de ontwikkeling van een aanpasbaar platform voor de studie van lenseiwitten.
Embryonale kuikens (Gallus domesticus) zijn, vanwege hun gelijkenis in lensstructuur en functie met de menselijke lens, een gerenommeerd diermodel voor de studie van lensontwikkeling en fysiologie 1,2,3,4. Het gebruik van een RCAS(A)-replicatiecompetent aviair retrovirus wordt beschouwd als een zeer effectief, snel en aanpasbaar systeem om exogene eiwitten tot expressie te brengen in kuikenembryo's. Het heeft met name een uniek vermogen om de doelgenoverdracht te beperken tot proliferatieve lensvezelcellen zonder de noodzaak van weefselspecifieke promotors, gebruikmakend van het unieke embryonale ontwikkelingstijdsbestek waarin de aanwezigheid van leeg lenslumen in situ RCAS(A)-micro-injectie in de beperkte plaats mogelijk maakt voor de expressie van exogene eiwitten in proliferatieve lensvezelcellen5, 6,7,8.
De micro-injectieprocedure voor kuikenembryo's, die hier uitgebreid wordt beschreven, is oorspronkelijk gedeeltelijk gebaseerd op het werk van Fekete et. al.6 en verder ontwikkeld door Jiang et. al.8 en is gebruikt als een middel om zowel virale als niet-virale plasmiden in de lens van embryonale kuikens te introduceren 1,9,10,11,12,13. Over het algemeen toont het eerdere werk het potentieel aan van het gebruik van deze methodologie om de ontwikkeling, differentiatie, cellulaire communicatie en ziekteprogressie van lenzen te bestuderen, en voor het ontdekken en testen van therapeutische doelen voor lenspathologische aandoeningen zoals staar.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit onderzoek is uitgevoerd in overeenstemming met de Wet dierenwelzijn en de Uitvoeringsregeling dierenwelzijn volgens de principes van de Handreiking verzorging en gebruik van proefdieren. Alle dierprocedures zijn goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committee van het Health Science Center van de Universiteit van Texas in San Antonio. Voor een overzicht van het protocol, zie figuur 1; zie de Materiaaltabel voor meer informatie over alle materialen, reagentia en instrumenten die in dit protocol worden gebruikt.

Figuur 1: Experimenteel overzicht. 1 . De eerste stap van het protocol is de bepaling van een of meer specifieke doeleiwitten, de identificatie van de bijbehorende gensequentie(n) en het genereren van DNA-fragmenten. 2 . Klonering van de gensequentie(n) in een retrovirale vector door initiële klonering in een adaptervector, 3. gevolgd door een virale vector . 4 . Bereiding van virale deeltjes met een hoge titer met behulp van verpakkingscellen om te oogsten en te concentreren. 5 . De laatste stap, en de focus van dit protocol, is de micro-injectie van de RCAS(A)-virusdeeltjes in het lenslumen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
1. Bereiding van recombinante retrovirussen met een hoge titer

Figuur 2: Instrumenten en opstelling voor micro-injectie van kuikenslenzen . (A) P-30 handmatige verticale micro-elektrode micropipettrekker. (1) inzet waarop een glazen micropipet wordt getrokken die wordt getrokken. (b) (2) Broedmachine. Broed kippenei gedurende ~65-68 uur uit in een incubator van 37 °C om stadium 18 te bereiken (met een verzegeld, leeg centraal lumen) voor injectie van retrovirus. (C) Opstelling met micro-injectie. (3) verlichtingsapparatuur, (4) Pico-Injector, (5) ontleedmicroscoop, (6) Drummond micromanipulator, (7) computer/camera voor visualisatie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
2. Micro-injectie van kuikenlens

Figuur 3: Voorbereiding van kuikens met micro-injectie en schema . (A) Opening van een kippenei. (B) Doorsnijden van het vruchtwater. (C) Kippenlens lumen micro-injectie schema. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Na de bepaling van een of meer specifieke doeleiwitten en de identificatie van de bijbehorende gensequentie(n), omvat de algemene experimentele benadering het klonen van de gensequentie(s) in een retrovirale RCAS(A)-vector door het initiële klonen in een adaptorvector, gevolgd door een virale vector. Ten tweede worden virale deeltjes met een hoge titer bereid met behulp van verpakkingscellen om de virionen te oogsten en te concentreren. Deze eerste twee belangrijke stappen zijn grotendeels beschreven en representatieve r...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit experimentele model biedt de mogelijkheid om het eiwit of de eiwitten van belang tot expressie te brengen in de intacte lens, wat leidt tot de studie van de functionele relevantie van deze eiwitten in de structuur en functie van de lens. Het embryonale kuiken-micro-injectiemodel is gedeeltelijk gebaseerd op het werk van Fekete et. al.6 en werd verder ontwikkeld door Jiang et. al.8 en is gebruikt als een middel om zowel virale plasmiden als middelen zoals agonisten, klei...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs verklaren dat het onderzoek is uitgevoerd zonder dat er commerciële of financiële relaties zijn die kunnen worden opgevat als een potentieel belangenconflict.
Dit werk werd ondersteund door de National Institutes of Health (NIH) Grants: RO1 EY012085 (aan J.X.J) en F32DK134051 (aan FMA), en Welch Foundation grant: AQ-1507 (aan J.X.J.). De inhoud valt uitsluitend onder de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van de National Institutes of Health. De figuren zijn gedeeltelijk gemaakt met Biorender.com.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 0.22 µm Filter | Corning | 431118 | Voor het verwijderen van cellulair puin uit media |
| 35 mm x 10 mm Cultuurschaal | FisherScientific | 50-202-030 | Te gebruiken tijdens micro-injectie |
| Centrifuge | Fisherbrand | 13-100-676 | Om oplossing te centrifugeren |
| Constructs | GENEWIZ | - | Voor het genereren van constructen |
| Dissectiemicroscoop | AmScope | SM-4TZ-144A | Visualisatie van lens voor micro-injectie |
| DNA PCR-primers | Integrated DNA Technologies | - | Generatie van primers: Intracellulaire lus (IL)-verwijderde Cx50 (residuen 1–97 en 149–400) evenals de Cla12NCO-vector werden verkregen met het volgende paar primers: sense, CTCCTGAGAACCTACATCCT; antisense, CACCGCATGCCCAAAGTACAC IL's van Cx43 (residuen 98–150) en Cx46 (residuen 98–166) werden verkregen met de volgende paar primers: sense, TACGTGATGAGGAAAGAAGAG; antisense, TCCTCCACGCATCTTTACCTTG; sense, CACATTGTACGCATGGAAGAG; antisense, AGCACCTCCC AT ACGGATTC, respectievelijk Cla12NCO-Cx43 construct-template werd verkregen met het volgende paar primers: sense, CTGCTTCGTACTTACATCATC; antisense, GAACAC GTGCGCCAGGTAC IL's van Cx50 (residuen 98–148) of Cx46 (residuen 98–166) werden gekloneerd door gebruik te maken van Cla12NCO-Cx50 en Cla12NCO-Cx46 constructen als templates met het volgende paar primers: sense, CACCATGTCCGCATGGAGGAGA; antisense, GGTCCCC TC CAGGCGAAAC; sense, CACATTGTACGCATGGAAGAG; antisense, AGCACCTCCCATACGGATTC, respectievelijk |
| Drummond Nanoject II Automatisch Nanoliter-injector | Drummond Scientific | 3-000-204 | Micro-injectie Pipet |
| Dual Gooseneck Lights Microscoop Verlichting | AmScope | LED-50WY | Verlichting voor visualisatie |
| Dulbecco’s Gemodificeerd Arends Medium (DMEM) | Invitrogen | Voor celcultuur | |
| Eierhouder | - | - | Zelfgemaakte piepschuim ringen met 2-inch diameter en een halve inch hoogte |
| Eierincubator | GQF Manufacturing Company Inc. | 1502 | Voor incubatie van bevruchte eieren |
| Fast Green | Fisher scientific | F99-10 | Voor visualisatie van virale stock injectie |
| Bevruchte witte leghorn kippen eieren | Texas A&M University | N/A | Diermodel van keuze voor micro-injectie (https://posc.tamu.edu/fertile-egg-orders/) |
| Fetaal bovien serum (FBS) | Hyclone Laboratories | Voor celcultuur | |
| Fluoresceïne-geconjugeerd anti-muis IgG | Jackson ImmunoResearch | 115-095-003 | Voor anti-FLAG 1:500 |
| Pincetten | FisherScientific | 22-327379 | Voor het verplaatsen van dingen en isolatie |
| Glazen capillaire buisjes | Sutter Instruments | B100-75-10 | Glazen micropipet voor micro-injectie (O.D. 1.0 mm, I.D. 0.75 mm, 10 cm lengte) |
| Lipofectamine | Invitrogen | L3000001 | Voor transfectie |
| Manuele verticale micropipet trekker | Sutter Instruments | P-30 | Om een glazen micropipet van de juiste maat te verkrijgen |
| Microcentrifugebuisjes | FisherScientific | 02-682-004 | Oplossing oplossen |
| Microscoop | Keyence | BZ-X710 | Voor beeldvorming kleuring |
| Parafilm | FisherScientific | 03-448-254 | Plaatsen oplossing |
| Penicilline/Streptomycine | Invitrogen | Voor celcultuur | |
| Pico-Injector | Harvard Apparatus | PLI-100 | Voor het precies leveren van kleine vloeistofdelen door micropijpen door het toepassen van een gereguleerd druk gedurende een digitaal ingestelde periode |
| Konijn anti-chick AQP0 | Zelf gegenereerd | - | Jiang JX, White TW, Goodenough DA, Paul DL. Moleculaire klonen en functionele karakterisering van chick lens vezel connexin 45.6. Mol Biol Cell. 1994 Mar;5(3):363-73. doi: 10.1091/mbc.5.3.363. |
| Konijn anti-FLAG antilichaam | Rockland Immunichemicals | 600-401-383 | Voor het kleuren van FLAG |
| Rhodamine-geconjugeerd anti-konijn IgG | Jackson ImmunoResearch | 111-295-003 | Voor anti-AQP0 1:500 |
| Sponsapklem pad | Sutter Instruments | BX10 | Voor het opslaan van glazen micropipet |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen