Tutaj opisujemy metodę selektywnej zmiany ekspresji genów w splocie naczyniówkowym, unikając jednocześnie jakiegokolwiek wpływu na inne obszary mózgu.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Tutaj opisujemy metodę selektywnej zmiany ekspresji genów w splocie naczyniówkowym, unikając jednocześnie jakiegokolwiek wpływu na inne obszary mózgu.
Splot naczyniówkowy (ChP) służy jako krytyczna brama do infiltracji komórek odpornościowych do ośrodkowego układu nerwowego (OUN) zarówno w warunkach fizjologicznych, jak i patologicznych. Ostatnie badania wykazały, że regulacja aktywności ChP może zapewnić ochronę przed zaburzeniami OUN. Jednak badanie biologicznej funkcji ChP bez wpływu na inne obszary mózgu jest trudne ze względu na jego delikatną strukturę. W pracy przedstawiono nowatorską metodę knockdownu genów w tkance ChP przy użyciu wirusów związanych z adenowirusami (AAV) lub białkiem rekombinazy enzymu rekombinacji cyklizacji (Cre) składającego się z sekwencji TAT (CRE-TAT). Wyniki pokazują, że po wstrzyknięciu AAV lub CRE-TAT do komory bocznej, fluorescencja była skoncentrowana wyłącznie w ChP. Stosując to podejście, badanie z powodzeniem obaliło receptor adenozyny A2A (A2AR) w ChP za pomocą interferencji RNA (RNAi) lub Cre/locus układów X-overP1 (Cre / LoxP) i wykazało, że ten knockdown może złagodzić patologię eksperymentalnego autoimmunologicznego zapalenia mózgu i rdzenia (EAE). Technika ta może mieć ważne implikacje dla przyszłych badań nad rolą ChP w zaburzeniach OUN.
Często uważano, że splot naczyniówkowy (ChP) pomaga utrzymać funkcjonalną homeostazę mózgu poprzez wydzielanie płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF) i neurotroficznego czynnika pochodzenia mózgowego (BDNF)1,2. Coraz więcej badań w ciągu ostatnich trzech dekad wykazało, że ChP stanowi odrębną ścieżkę infiltracji komórek odpornościowych do ośrodkowego układu nerwowego (OUN).
Ścisłe połączenia (TJ) ChP, składające się z jednowarstwowego nabłonka ChP, utrzymują homeostazę immunologiczną, zapobiegając przedostawaniu się makrocząsteczek i komórek odpornościowych do mózgu3. Jednak w pewnych warunkach patologicznych tkanka ChP wykrywa i reaguje na wzorce molekularne związane z niebezpieczeństwem (DAMP) w płynie mózgowo-rdzeniowym i krwi, co prowadzi do nieprawidłowej infiltracji immunologicznej i dysfunkcji mózgu4,5. Pomimo swojej kluczowej roli, mały rozmiar ChP i unikalna lokalizacja w mózgu utrudniają badanie jego funkcji bez wpływu na inne obszary mózgu. Dlatego manipulowanie ekspresją genów specyficznie w ChP jest idealnym podejściem do zrozumienia jego funkcji.
Początkowo, transgeniczne linie enzymu rekombinacji cyklizacji (Cre), które wyrażają Cre pod kontrolą promotorów specyficznych dla genów wyrażanych w ChP, były powszechnie używane do usuwania docelowych genów poprzez krzyżowanie z floksowanymi genami kandydującymi6,7,8. Na przykład czynnik transkrypcyjny Forkhead box J1 (FoxJ1) ulega ekspresji wyłącznie w nabłonku ChP prenatalnej myszy brain7. Tak więc linia FoxJ1-Cre była często używana do usuwania genów zlokalizowanych w klasie ChP6,9. Powodzenie tej strategii zależy jednak w dużej mierze od specyfiki promotora. Stopniowo odkryto, że wzorzec ekspresji FoxJ1 nie był wystarczająco charakterystyczny, ponieważ FoxJ1 był również obecny w rzęskowych komórkach nabłonkowych w innych częściach mózgu i układu obwodowego7. Aby przezwyciężyć to ograniczenie, wykonano domózgowo-komorowe (ICV) wstrzyknięcie rekombinazy Cre w celu dostarczenia rekombinazy do komór floksowanych linii transgenicznych. Strategia ta wykazała wysoką swoistość, o czym świadczy obecność fluorescencji tdTomato wyłącznie w ChP tissue10,11. Jednak ta metoda jest nadal ograniczona przez dostępność floksowanych linii myszy transgenicznych. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy zastosowali wstrzyknięcie ICV wirusa związanego z adenowirusem (AAV) w celu uzyskania specyficznego dla ChP knockdownu lub nadekspresji docelowych genów12,13. Kompleksowa ocena różnych serotypów AAV pod kątem zakażenia ChP wykazała, że AAV2/5 i AAV2/8 wykazują silne zdolności infekcyjne w ChP, nie infekując jednocześnie innych obszarów mózgu. Stwierdzono jednak, że AAV2/8 infekuje wyściółdza otaczające komory, podczas gdy grupa AAV2/5 nie wykazała infekcji14. Zaletą tej metody jest przezwyciężenie ograniczeń związanych z pozyskiwaniem zwierząt transgenicznych z floksami.
Ten artykuł opisuje krok po kroku protokół knockdownu genu w ChP przy użyciu dwóch metod: ICV AAV2/5 przenoszącego shRNA receptora adenozynyA 2A (A2AR) i białka rekombinazy Cre składającego się z sekwencji TAT (CRE-TAT) REKOMBINAZA w celu osiągnięcia specyficznego dla ChP knockdownu A2AR. Wyniki badania sugerują, że strącenie A2AR w ChP może złagodzić eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie mózgu i rdzenia (EAE). Ten szczegółowy protokół zawiera przydatne wskazówki dotyczące badań funkcji ChP i specyficznego knockdownu genów w ChP.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury na zwierzętach opisane w tym badaniu zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi zawartymi w Przewodniku NIH dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych i zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt na Uniwersytecie Medycznym w Wenzhou.
1. Zwierzęta
2. Specyficzne dla CHP knockdown A2ARs z AAV2/5-shRNA
3. Specyficzne dla ChP powalenie A2AR z Cre/locus systemu X-overP1 (Cre/LoxP)
UWAGA: Następujące procedury można wykonać za pomocą metody opisanej wcześniej. Patrz kroki 2.1-2.11, aby uzyskać szczegółowe metody wstrzykiwania.
4. Perfuzja przezsercowa u myszy
5. Cięcie i barwienie zamrożonych tkanek
6. Indukcja EAE
UWAGA: Wykonaj indukcję EAE po 2 tygodniach iniekcji rekombinazy shRNA lub CRE-TAT11.
7. Wynik deficytu neurologicznego
8. Barwienie hematoksyliną-eozyną (H&E)
9. Ilościowa analiza reakcji łańcuchowej polimerazy (qPCR)
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyciszenie A2AR specyficzne dla ChP poprzez wstrzyknięcie do komór mózgu (ICV) AAV2/5-shRNA lub CRE-TAT
Rola A2AR w ChP jako silnego regulatora informacji neuronalnej w patogenezie EAE pozostaje niewyjaśniona. Wyciszenie specyficznej dla ChP ekspresji A2AR mogłoby rzucić światło na efekty regulacyjne A2AR w obrębie centralnego układu odpornościowego w EAE i innych stanach zapalnych układu nerwowego. W niniejszym badaniu zastosowano wstrzyknięcie ICV CRE-TAT...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W badaniu przedstawiono dwa odrębne podejścia do ukierunkowanego knockdownu genów ChP. Pierwsze podejście polegało na wstrzyknięciu ICV CRE-TAT, który zawiera rekombinazę Cre, do myszy A2AR flox/flox. Drugie podejście polegało na wstrzyknięciu ICV AAV2/5 przenoszącego shRNA A2AR. Wykorzystując te dwie strategie, udało się osiągnąć selektywne wyłączenie A2AR w ChP i było w stanie wykazać ochronne działanie hamowania sygnalizacji A2AR w ChP na patologię EAE. Warto zauw...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają żadnych konkurencyjnych interesów finansowych ani innych ujawnień, które mogliby zadeklarować.
Z wdzięcznością dziękujemy za wsparcie Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (grant nr 31800903, przyznany W. Zhengowi) oraz Wenzhou Science and Technology Project (nr Y2020426, przyznany Y. Y. Weng) za tę pracę.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Myszy A2ARflox/flox | Państwowe Kluczowe Laboratorium Okulistyki, Optometrii i Nauk Wizualnych, Uniwersytet | ||
| AAV2/5-A2AR-ShRNA | Shanghai Heyuan Biotechnology Co. LTD | PT-4828 | |
| medium do montażu zapobiegającego blaknięciu | Beyotime Biotechnology | 0100-01 | |
| kapilara ze szkła borokrzemianowego | Beijing Meiyaxian Technology Co., Ltd | B100-50-10 | |
| aparat stereotaktyczny mózgu | RWD, Shenzhen | 69100 | |
| C57BL/6 myszy | Pekin Vital Charles River Laboratory Animal Technology Company | ||
| CRE-TAT rekombinaza | Millipore | SCR508 | |
| DAPI | Absin | B25A031 | |
| krajalnica do mrożonek | Leica | CM1950 | |
| H37Ra | Becton Dickinson and company | 231141 | |
| Strzykawka Hamilton | Hamilton, amerykański | P/N: 86259 | |
| Niekompletny adiuwant Freundsa | Sigma | F5506 | |
| Laserowy mikroskop konfokalny | Zeiss | LSM900 | |
| MOG35-55 | Suzhou Qiangyao Biotechnology Co., LTD | 4010006243 | |
| Klej OCT | Epredia | 6502p | |
| paraformaldehyd | Chengdu Kelong Chemical Reagent Company | 30525-89-4 | |
| pentobarbital sodowy | Boyun Biotech | PC13003 | |
| Pistolet do pipet | Eppendorf | N45014F | |
| Zestaw do syntezy 1. nici cDNA | PrimeScript Takara | 6110A | |
| System PCR w czasie rzeczywistym | BioRad | CFX96 | |
| Rosa-LSL (Lox-StoP-Lox)-tdMyszy pomidorowe | Jackson Laboratory | ||
| sacharoza | Sangon Biotech | A502792-0500 | |
| super szybki homogenizator | IKA | 3737025 | |
| Trizol | Invitrogen | 15596026 | |
| roztworze | ksylenuFirma odczynników chemicznych Chengdu Kelong | 1330-20-7 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.