Ten artykuł o protokole opisuje metodologię mikroiniekcji retrowirusa RCAS(A) do embrionalnej soczewki kurczaka jako narzędzia do badania funkcji in situ i ekspresji białek podczas rozwoju soczewki.
Artykuł metodologiczny
Ten artykuł o protokole opisuje metodologię mikroiniekcji retrowirusa RCAS(A) do embrionalnej soczewki kurczaka jako narzędzia do badania funkcji in situ i ekspresji białek podczas rozwoju soczewki.
Embrionalny kurczak (Gallus domesticus) jest dobrze znanym modelem zwierzęcym do badań nad rozwojem i fizjologią soczewki, ze względu na jego wysoki stopień podobieństwa do soczewki ludzkiej. RCAS(A) jest kompetentnym do replikacji retrowirusem kurczaka, który infekuje dzielące się komórki, co służy jako potężne narzędzie do badania ekspresji i funkcji in situ białek typu dzikiego i zmutowanych podczas rozwoju soczewki poprzez mikrowstrzyknięcie do pustego światła pęcherzyka soczewki we wczesnych stadiach rozwoju, ograniczając jego działanie do otaczających proliferujących komórek soczewki. W porównaniu z innymi podejściami, takimi jak modele transgeniczne i hodowle ex vivo, zastosowanie retrowirusa ptaków zdolnego do replikacji RCAS(A) zapewnia wysoce skuteczny, szybki i konfigurowalny system ekspresji białek egzogennych w zarodkach piskląt. W szczególności ukierunkowany transfer genów może być ograniczony do proliferacyjnych komórek włókien soczewki bez potrzeby stosowania promotorów specyficznych dla tkanki. W tym artykule pokrótce omówimy etapy potrzebne do przygotowania rekombinowanego retrowirusa RCAS(A), przedstawimy szczegółowy, kompleksowy przegląd procedury mikroiniekcji oraz przedstawimy przykładowe wyniki techniki.
Celem tego protokołu jest opisanie metodologii mikroiniekcji embrionalnej soczewki kurczaka RCAS(A) (kompetentnego replikacyjnie mięsaka ptaka/białaczki A). Wykazano, że skuteczne dostarczanie retrowirusowe w embrionalnej soczewce kurczaka jest obiecującym narzędziem do badania in vivo mechanizmu molekularnego i struktury i funkcji białek soczewki w prawidłowej fizjologii soczewki, stanach patologicznych i rozwoju. Co więcej, ten eksperymentalny model może zostać wykorzystany do identyfikacji celów terapeutycznych i badań przesiewowych leków w przypadku schorzeń takich jak zaćma wrodzona u ludzi. Ogólnie rzecz biorąc, protokół ten ma na celu określenie niezbędnych kroków do opracowania konfigurowalnej platformy do badania białek soczewek.
Embrionalne pisklęta (Gallus domesticus), ze względu na podobieństwo w budowie i funkcji soczewki do soczewki ludzkiej, są dobrze znanym modelem zwierzęcym do badań nad rozwojem i fizjologią soczewki1,2,3,4. Zastosowanie kompetentnego do replikacji retrowirusa ptaków RCAS(A) zostało uznane za wysoce skuteczny, szybki i konfigurowalny system ekspresji białek egzogennych w zarodkach piskląt. Warto zauważyć, że ma unikalną zdolność do ograniczania docelowego transferu genów do proliferacyjnych komórek włókien soczewki bez potrzeby stosowania promotorów specyficznych dla tkanki, wykorzystując unikalne ramy czasowe rozwoju embrionalnego, w których obecność pustego światła soczewki pozwala na mikroiniekcję in situ RCAS(A) do miejsca ograniczonego w celu ekspresji białek egzogennych w proliferacyjnych komórkach włókien soczewki5, 6,7,8.
Procedura mikroiniekcji zarodków piskląt, opisana szczegółowo tutaj, jest pierwotnie częściowo oparta na pracy Fekete et. al.6 i dalej rozwijana przez Jiang et. al.8 i została wykorzystana jako sposób na wprowadzenie zarówno wirusowych, jak i niewirusowych plazmidów do soczewki embrionalnych piskląt1,9,10,11,12,13. Ogólnie rzecz biorąc, poprzednie prace pokazują potencjał wykorzystania tej metodologii do badania rozwoju, różnicowania, komunikacji komórkowej i progresji choroby, a także do odkrywania i testowania celów terapeutycznych w stanach patologicznych soczewki, takich jak zaćma.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
To badanie zostało przeprowadzone zgodnie z Ustawą o Dobrostanie Zwierząt oraz Przepisami Wykonawczymi dotyczącymi Dobrostanu Zwierząt zgodnie z zasadami Przewodnika Opieki i Użytkowania Zwierząt Laboratoryjnych. Wszystkie procedury na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt w Centrum Nauk o Zdrowiu Uniwersytetu Teksańskiego w San Antonio. Aby zapoznać się z przeglądem protokołu, zobacz Rysunek 1; Szczegółowe informacje na temat wszystkich materiałów, odczynników i przyrządów użytych w niniejszym protokole można znaleźć w Tabeli Materiałów.

Rysunek 1: Zarys eksperymentu. 1. Pierwszym krokiem protokołu jest określenie określonego białka docelowego (białek), identyfikacja powiązanej sekwencji genów i generowanie fragmentów DNA. 2. Klonowanie sekwencji genu (sekwencji) genu do wektora retrowirusowego poprzez wstępne klonowanie do wektora adaptorowego, 3. a następnie wektora wirusowego. 4. Przygotowanie cząstek wirusa o wysokim mianie przy użyciu komórek pakujących do zbioru i koncentracji. 5. Ostatnim krokiem i celem tego protokołu jest mikrowstrzyknięcie cząstek wirusa RCAS (A) do światła soczewki kurczaka. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
1. Przygotowanie rekombinowanych retrowirusów o wysokim mianie

Rysunek 2: Instrumenty i konfiguracja do mikroiniekcji soczewek typu chick. (A) Ręczny pionowy ściągacz do mikropipet mikroelektrodowych P-30. (1) Wstawka przedstawiająca wyciąganą szklaną mikropipetę. b) (2) Inkubator jaj. Inkubować jaja kurze przez ~65-68 godzin w inkubatorze o temperaturze 37 °C, aby osiągnąć etap 18 (z zamkniętym, pustym światłem centralnym) w celu wstrzyknięcia retrowirusa. (C) Konfiguracja mikroiniekcji. (3) sprzęt oświetleniowy, (4) Pico-Injector, (5) mikroskop preparacyjny, (6) mikromanipulator Drummond, (7) komputer/kamera do wizualizacji. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
2. Mikroiniekcja soczewek Chick

Rysunek 3: Przygotowanie piskląt do mikroiniekcji i schemat. (A) Otwarcie jaja kurzego. (B) Przecięcie błony owodniowej. (C) Schemat mikroiniekcji strumienia świetlnego soczewki kurczaka. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Po określeniu konkretnego docelowego białka (białek) i identyfikacji powiązanych sekwencji genów, ogólne podejście eksperymentalne obejmuje klonowanie sekwencji (sekwencji) genu do retrowirusowego wektora RCAS(A) poprzez wstępne klonowanie do wektora adaptorowego, a następnie wektora wirusowego. Po drugie, cząsteczki wirusa o wysokim mianie są przygotowywane przy użyciu komórek pakujących w celu zebrania i zagęszczenia wirionów. Te pierwsze dwa główne kroki zostały w dużej mierze opisane, a reprezentatywne wyniki przedst...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten eksperymentalny model daje możliwość ekspresji białka (białek) będących przedmiotem zainteresowania w nienaruszonej soczewce, co prowadzi do zbadania funkcjonalnego znaczenia tych białek w strukturze i funkcji soczewki. Model mikroiniekcji embrionalnych piskląt jest częściowo oparty na pracy Fekete et. al.6 i był dalej rozwijany przez Jiang et. al.8 i został wykorzystany jako środek do wprowadzania zarówno plazmidów wirusowych, jak i czynników, takich jak agoniści, małe...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy deklarują, że badanie zostało przeprowadzone przy braku jakichkolwiek powiązań handlowych lub finansowych, które mogłyby być interpretowane jako potencjalny konflikt interesów.
Ta praca była wspierana przez granty National Institutes of Health (NIH): RO1 EY012085 (dla J.X.J) i F32DK134051 (dla F.M.A.) oraz grant Fundacji Welch: AQ-1507 (dla J.X.J.). Wyłączną odpowiedzialność za treść ponoszą autorzy i nie muszą one reprezentować oficjalnych poglądów National Institutes of Health. Figury zostały częściowo stworzone przy użyciu Biorender.com.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,22 &mikro; m Filtr | Corning | 431118 | Do usuwania zanieczyszczeń komórkowych z pożywki |
| 35 mm x 10 mm Naczynie hodowlane | FisherScientific | 50-202-030 | Do stosowania podczas mikroiniekcji |
| Wirówka | Fisherbrand | 13-100-676 | Roztwór do wirowania |
| w dół Konstrukty | GENEWIZ-Do | generowania konstruktów | |
| Mikroskop preparacyjny | AmScope | SM-4TZ-144A Wizualizacja | soczewki do mikroiniekcji |
| starterów DNA PCR | Zintegrowane technologie | DNA-Generacja starterów: Cx50 z delecją wewnątrzkomórkową (IL) (reszty 1– 97 oraz 149– 400) oraz wektor Cla12NCO uzyskano za pomocą następującej pary starterów: sense, CTCCTGAGAACCTACATCCT; antysens, CACCGCATGCCCAAAGTACAC ILs Cx43 (reszty 98– 150) i Cx46 (pozostałości 98– 166) były otrzymany z następującymi parami starterów: sense, TACGTGATGAGGAAAGAAGAG; antysens, TCCTCCACGCATCTTTACCTTG; sens, CACATTGTACGCATGGAAGAG; antisense, AGCACCTCCC AT ACGGATTC, odpowiednio Szablon konstrukcji Cla12NCO-Cx43 uzyskano za pomocą następującej pary starterów: sense, CTGCTTCGTACTTACATCATC; antysens, GAACAC GTGCGCCAGGTAC ILs Cx50 (pozostałości 98– 148) lub Cx46 (pozostałości 98– 166) zostały sklonowane przy użyciu konstrukcji Cla12NCO-Cx50 i Cla12NCO-Cx46 jako szablonów z następującą parą starterów: sense, CACCATGTCCGCATGGAGGAGA; antysens, GGTCCCC TC CAGGCGAAAC; sens, CACATTGTACGCATGGAAGAG; antisense, AGCACCTCCCATACGGATTC, odpowiednio | |
| Drummond Nanoject II Automatyczny wtryskiwacz nanolitrowy | Drummond Scientific | 3-000-204 | Pipeta do mikroiniekcji |
| Podwójne światła na gęsiej szyi Oświetlacz mikroskopu | AmScope | LED-50WY | Oświetlenie do wizualizacji |
| Dulbecco' s Zmodyfikowane podłoże Eagle (DMEM) | Invitrogen | Do hodowli komórkowych | |
| Uchwyt na jaja | - | Domowe styropianowe pierścienie o średnicy 2 cali i wysokości pół cala | |
| Inkubator jaj | GQF Manufacturing Company Inc. | 1502 | Do inkubacji zapłodnionych jaj |
| Fast Green | Fisher scientific | F99-10 | Do wizualizacji iniekcji zapasów wirusowych |
| Zapłodnione białe jaja kurze leghorn | Texas A& M University | N/A | Preferowany model zwierzęcy do mikroiniekcji (https://posc.tamu.edu/fertile-egg-orders/) |
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) | Laboratoria | Do hodowli komórkowej | |
| Anty-mysie IgG sprzężone z fluoresceiną | Jackson ImmunoResearch | 115-095-003 | Do anty-FLAG 1:500 |
| Kleszcze | FisherScientific | 22-327379 | Do przenoszenia rzeczy i izolacja |
| Kapilary szklane | Sutter Instruments | B100-75-10 | Szklana mikropipeta do mikroiniekcji (średnica zewnętrzna 1,0 mm, średnica wewnętrzna 0,75 mm, długość 10 cm) |
| Lipofectamine | Invitrogen | L3000001 | Do transfekcji |
| Ręczny pionowy ściągacz do mikropipet | Sutter Instruments | P-30 | Aby uzyskać szklaną mikropipetę o odpowiednim rozmiarze |
| Probówki | do mikrowirówekFisherScientific | 02-682-004 | Roztwór do rozpuszczania |
| Mikroskop | Keyence | BZ-X710 | Do barwienia |
| obrazowego Parafilmu | FisherScientific | 03-448-254 | Roztwór do umieszczania |
| Penicylina / Streptomycyna | Invitrogen | Do hodowli komórkowych | |
| Pico-Injector | Aparat Harvard | PLI-100 | Do precyzyjnego dostarczania małych objętości cieczy przez mikropipety poprzez zastosowanie regulowanego ciśnienia przez cyfrowo ustawiony okres czasu |
| królik anty-piskląt AQP0 | Self generated-Jiang | JX, White TW, Goodenough DA, Paul DL. Klonowanie molekularne i charakterystyka funkcjonalna koneksyny światłowodowej soczewki pisklątej 45.6. Komórka Mol Biol. 1994 marzec; 5(3):363-73. doi: 10.1091/mbc.5.3.363. | |
| królicze przeciwciało anty-FLAG | Rockland Immunichemicals | 600-401-383 | Do barwienia FLAG |
| IgG anty-króliczej sprzężonej z rodaminą | Jackson ImmunoResearch | 111-295-003 | Do anty-AQP0 1:500 |
| Podkładka zaciskowa z gąbką | Sutter Instruments | BX10 | Do przechowywania szklanej mikropipety |
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