Opisujemy tutaj transgeniczny model myszy reporterowej do wizualizacji komórek wytwarzających IL-22 wewnątrz różnych tkanek myszy. Ta metoda może być wykorzystana do śledzenia lokalizacji innych cytokin lub białek wydzielniczych u myszy.
Artykuł metodologiczny
Opisujemy tutaj transgeniczny model myszy reporterowej do wizualizacji komórek wytwarzających IL-22 wewnątrz różnych tkanek myszy. Ta metoda może być wykorzystana do śledzenia lokalizacji innych cytokin lub białek wydzielniczych u myszy.
Myszy reporterowe były szeroko stosowane do obserwacji lokalizacji ekspresji docelowych genów. Protokół ten koncentruje się na strategii mającej na celu ustanowienie nowego transgenicznego modelu myszy reporterowej. Zdecydowaliśmy się na wizualizację ekspresji genu interleukiny (IL) 22, ponieważ cytokina ta ma ważne działanie w jelicie, gdzie przyczynia się do naprawy tkanek uszkodzonych przez stan zapalny. Systemy reporterowe oferują znaczne korzyści w porównaniu z innymi metodami identyfikacji produktów in vivo. W przypadku IL-22 w innych badaniach najpierw wyizolowano komórki z tkanek, a następnie ponownie stymulowano komórki in vitro. IL-22, która jest normalnie wydzielana, została uwięziona w komórkach za pomocą leku, a do jej wizualizacji użyto barwienia wewnątrzkomórkowego. Metoda ta identyfikuje komórki zdolne do wytwarzania IL-22, ale nie określa, czy robiły to in vivo. Projekt reporterowy obejmuje wprowadzenie genu białka fluorescencyjnego (tdTomato) do genu IL-22 w taki sposób, że białko fluorescencyjne nie może być wydzielane, a zatem pozostaje uwięzione w komórkach wytwarzających in vivo. Producenci fluorescencji mogą być następnie wizualizowani w skrawkach tkanek lub za pomocą analizy ex vivo za pomocą cytometrii przepływowej. Sam proces budowy reportera obejmował rekombinację bakteryjnego sztucznego chromosomu, który zawierał gen IL-22. Ten zmodyfikowany chromosom został następnie wprowadzony do genomu myszy. Homeostatyczną ekspresję reporterową IL-22 zaobserwowano w różnych tkankach myszy, w tym w śledzionie, grasicy, węzłach chłonnych, plastrze Peyera i jelicie, za pomocą analizy cytometrii przepływowej. Zapalenie jelita grubego wywołano przez transfer komórek T (CD4 + CD45RBhigh) i uwidoczniono ekspresję reporterową. Dodatnie limfocyty T były najpierw obecne w węzłach chłonnych krezkowych, a następnie gromadziły się wewnątrz blaszki właściwej dystalnej tkanki jelita cienkiego i okrężnicy. Strategia wykorzystująca BAC dała dobrą ekspresję reporterową w porównaniu z ekspresją IL-22 i jest prostsza niż procedury knock-in.
Specyficzna dla typu komórki ekspresja genów reporterowych jest przydatna do identyfikacji komórek aktywnie wyrażających cel w tkankach w stanach homeostatycznych i zaburzonych. Pozwala również na oczyszczenie tych komórek, które pozostają żywotne, w celu zbadania ich innych właściwości. Myszy reporterowe zostały wykorzystane do wyjaśnienia mechanizmu działania określonych cytokin, czynników transkrypcyjnych i elementów regulatorowych. Poprzednie strategie1,2,3 w dużej mierze polegały na wbiciu reportera do docelowego locus w chromosomie myszy, co było czasochłonną i kosztowną procedurą. W związku z tym pożądana jest prostsza metoda generowania myszy reporterowych.
Cytokiny to szeroka klasa małych, wydzielanych białek/peptydów, które regulują reakcje immunologiczne poprzez sygnalizację międzykomórkową. Interleukina 22 (IL-22) jest cytokiną o wielu opisanych działaniach, w tym funkcji bariery, naprawy tkanek i stanu zapalnego4. Chociaż IL-22 została początkowo odkryta jako produkt komórek T5, kolejne doniesienia wykazały jej ekspresję w komórkach NK u ludzi6 i myszy7 oraz w innych klasach wrodzonych limfocytów8. Pomimo szeroko zakrojonych obserwacji komórek wytwarzających IL-22, wizualizacja IL-22 wymagała wcześniej stymulacji ex vivo i przepuszczalności do barwienia przeciwciałami. Dlatego nowe myszy reporterowe IL-22 byłyby bardzo przydatnym narzędziem do badania funkcji IL-22 w procesach homeostatycznych i patogennych.
Tutaj opracowaliśmy uproszczony transgeniczny model myszy reporterowej do obserwacji komórek produkujących IL-22 in vivo i in vitro. Korzystając z metody rekombinacji BAC9, wstawiliśmy sekwencję cDNA tdTomato z fragmentami sygnału Poly A do locus IL-22 i zastąpiliśmy ekson 1. Inne nieulegające translacji regiony, eksony i elementy regulatorowe nie zostały zakłócone, ponieważ chcielibyśmy naśladować naturalną regulację IL-22 w jak największym stopniu. Miejsce insercji reportera przerywa sekwencję sygnału, co powoduje akumulację reportera wewnątrz komórek wytwarzających, w przeciwieństwie do samej IL-22, która jest szybko wydzielana. Ta nowa metoda może być również zastosowana do generowania myszy reporterowych dla innych wydzielanych białek.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie zwierzęta otrzymały odpowiednią opiekę zgodnie z procedurami eksperymentalnymi opisanymi w Przewodniku po opiece i użytkowaniu zwierząt laboratoryjnych z 2011 roku Komitetu Frederick National Laboratory for Cancer Research.
1. Generacja myszy reporterowych IL-22-tdTomato metodą rekombinacji BAC
UWAGA: Myszy powinny być nieprzytomne i nie ruszać się w odpowiedzi na szkodliwy bodziec. Wysterylizuj obszar operacyjny 70% etanolem i wysterylizuj wszystkie narzędzia chirurgiczne za pomocą sterylizatora z kulkami szklanymi.
2. Preparat jednokomórkowy ze śledziony, grasicy, węzłów chłonnych i łaty Peyera
UWAGA: IL-22-tdMyszy reporterskie były utrzymywane w National Cancer Institute (NCI, Frederick, MD). Metoda eutanazji jest zgodna z najnowszymi wytycznymi AVMA dotyczącymi eutanazji. Wszystkie myszy zostały poddane eutanazji za pomocą inhalacji CO2 14.
3. Izolacja limfocytów śródnabłonkowych i komórek blaszki właściwej z jelit
4. Ekspresja IL-22-tdPomidor w zapaleniu jelita grubego
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Mysi transgen reporterowy IL-22 został stworzony przy użyciu recombineeringu w celu modyfikacji bakteryjnego sztucznego chromosomu zawierającego locus IL-22. Rycina 1 przedstawia schemat wektora pBACe3.6 zawierającego gen sacBII, marker selekcji pozytywnej oraz gen oporności na chloramfenikol11. Po wprowadzeniu tdTomato do eksonu 1 doszło do przerwania sekwencji peptydu sygnałowego, co pokazano na Rycynie 2. W ten sposób r...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
IL-22 odgrywa istotną rolę we wrodzonej obronie gospodarza i przebudowie tkanek. Komórki wytwarzające IL-22 zostały zidentyfikowane ex vivo przez barwienie wewnątrzkomórkowe. Jednak nadal trudno jest śledzić ekspresję IL-22 in situ, zarówno w stanie normalnym, jak i w stanach zapalnych. Protokół ten opisuje nowatorską metodę opracowania mysiego modelu reporterowego IL-22, który umożliwia nam lokalizację komórek wykazujących ekspresję reporterową in vivo. Gen reporterowy kodujący TdTomato został...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Dziękujemy Kelli Czarra i Megan Karwan za pomoc techniczną dla zwierząt, Kathleen Noer i Robertę Matthai za pomoc w cytometrii przepływowej oraz Donnie Butcher i Miriam R. Anver za analizę patologiczną. Projekt ten był wspierany przez grant z Ely and Edythe Broad Foundation (dla Scotta Duruma) i został sfinansowany w całości lub w części z funduszy federalnych z National Cancer Institute, National Institutes of Health, na podstawie umowy nr 1. HHSN261200800001E (MRA).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| RP23-401E11 | BAC Thermo Fisher Scientific | RPCI23. C | Need Identyfikator genu: 50929 |
| NucleoBond BAC 100 | Takara Clontech | 740579 | |
| PCR SuperMix High Fidelity | Thermo Fisher Scientific | 10790020 | |
| PI-SceI | New England Biolabs | R0696S | |
| SpeI | New England Biolabs | R0133S | |
| LB Bulion | Thermo Fisher Scientific | 10855-001 | 1 l: 10 g SELECT Peptone 140, 5 g ekstraktu drożdżowego SELECT, 5 g chlorku sodu |
| Anty-mysz CD3 | eBioscience | 11-0031 | |
| Anty-mysz CD4 | eBioscience | 17-0041 | |
| Anty-mysz CD45 | Thermo Fisher Scientific | MCD4530 | |
| Anty-mysz CD45RB | eBioscience | 11-0455 | |
| Anty-mysie RFP | Abcam | Ab62341 | |
| HBSS, bez wapnia, bez magnezu, bez czerwieni fenolowej | Thermo Fisher Scientific | 14175145 | KCl, KH2PO4, Na2HPO4, NaHCO3, NaCl, D-Glucose |
| Dnase I | 10104159001 | ||
| ACK bufor lizujący | Thermo Fisher Scientific | A1049201 | |
| Percoll | GE healthcare nauki przyrodnicze | 17-0891-01 | |
| Kolagenaza D | Roche | 11088858001 | |
| Dispase II (proteaza obojętna, stopień II) | Roche | 4942078001 | |
| IX70 mikroskop fluorescencji odwróconej | Olympus | Zapytaj o wycenę | |
| Mikroskop Nikon Eclipse 80i | Nikon | Zapytaj o wycenę | |
| Wytrząsarka Dynal | Mikroskopia elektronowa Science | 61050-10 | |
| FACSAria | BD Bioscience | Zapytaj o wycenę | |
| LSRII SORP/cytometria przepływowa | Becton, Dickinson and Company | Zapytaj o wycenę |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie