Aqui, apresentamos um protocolo para usar mapas de destino e traçadores de linhagem para direcionar injeções em blastômeros individuais que dão origem ao rim de embriões de Xenopus laevis.
Artigo de método
Aqui, apresentamos um protocolo para usar mapas de destino e traçadores de linhagem para direcionar injeções em blastômeros individuais que dão origem ao rim de embriões de Xenopus laevis.
O rim embrionário de Xenopus laevis (rã), os pronephros, consiste de uma única nefrónio, e pode ser usado como um modelo para a doença renal. Embriões de Xenopus são grandes, desenvolvem externamente, e pode ser facilmente manipulado por microinjecção ou procedimentos cirúrgicos. Além disso, mapas destino foram estabelecidas para embriões de Xenopus. microinjecção alvejado no blast�ero indivíduo que irá, eventualmente, dar origem a um órgão ou tecido de interesse pode ser utilizado para sobre-expressar selectivamente ou derrubar a expressão do gene restrita dentro desta região, diminuição dos efeitos secundários no resto do embrião em desenvolvimento. Neste protocolo, descrevemos como utilizar estabelecidos mapas destino Xenopus para atingir o Xenopus rim em desenvolvimento (os pronephros), por microinjecção blastomere específico de embriões de células 8 4 e. A injecção de marcadores de linhagem permite a verificação de uma orientação mais precisa da injecção.Depois de embriões se desenvolveram para encenar 38-40, todo-mount imuno é usado para visualizar o desenvolvimento pronephric, ea contribuição de células-alvo para os pronephros pode ser avaliado. A mesma técnica pode ser adaptada para outros tipos de tecidos alvo para além dos pronephros.
O rim embrionário de Xenopus, as pronephros, é um bom modelo para o estudo do desenvolvimento e doença renal. Os embriões desenvolvem externamente, são grandes em tamanho, podem ser produzidos em grandes números, e são facilmente manipulados através de microinjecção ou procedimentos cirúrgicos. Além disso, os genes que regulam o desenvolvimento do rim em mamíferos e anfíbios são conservados. Rins de mamíferos progredir através de três etapas: a pronephros, mesonephros e metanephros 1, enquanto anfíbios embrionárias têm um pronephros e anfíbios adultos têm um metanephros. A unidade de filtragem básica dessas formas de rim é o néfron, e ambos os mamíferos e anfíbios exigir os mesmos cascatas de sinalização e eventos indutivos se submeter nefrogênese 2, 3. Os pronephros Xenopus contém um único néfron composto por proximal, intermediário, distal e conectando túbulos, e um Glomus (análogo ao do glomérulo de mamífero) 1, 4-6 (Figura 1 ). A única, grande nefrónio presente nas pronephros Xenopus torna-o adequado como um modelo simples para o estudo de genes envolvidos em processos de desenvolvimento renal e doença.
Mapas celular fate foram estabelecidas para embriões de Xenopus, e estão disponíveis gratuitamente on-line em Xenbase 7-11. Aqui, nós descrevemos uma técnica para microinjecção de marcadores de linhagem para direccionar o desenvolvimento de Xenopus pronephros, embora a mesma técnica pode ser adaptado para outros tecidos alvo tais como o coração ou olhos. marcadores de linhagem são etiquetas (incluindo corantes vitais, dextranos marcados com fluorescência, enzimas detectáveis histoquimicamente, e ARNm que codificam as proteínas fluorescentes) que pode ser injectado num blastómero cedo, permitindo a visualização da descendência da célula que durante o desenvolvimento. Este protocolo utiliza MEM-RFP ARNm, membrana alvo que codifica a proteína fluorescente vermelha 12, como um marcador de linhagem. A tecnologia de microinjeção alvonicas para blastómeros individuais em embriões de células 4- 8 e descritas aqui podem ser utilizadas para injecção com morpholinos para derrubar a expressão do gene, ou com RNA exógeno para sobre-expressar um gene de interesse. Ao injectar no blast�ero ventral, vegetal, principalmente as do embrião pronephros vai ser alvo, deixando os pronephros contralaterais como um controlo do desenvolvimento. Co-injeção de um traçador verifica se o blastomere correta foi injetado, e mostra que os tecidos no embrião surgiu a partir da blastomere injetado, verificando a segmentação dos pronephros. Imunocoloração das pronephros permite a visualização de quão bem os túbulos pronephric foram alvejados. A sobre-expressão e efeitos de knockdown pode então ser marcado contra o lado contralateral do embrião, o qual serve como um controlo de desenvolvimento, e podem ser usados para calcular o índice pronephric 13. A disponibilidade de mapas destino celular permite que esta técnica de microinjecção objectivo de ser utilizada para os tecidos alvo othER do que os pronephros, e a co-injecção de um traçador fluorescente permite a micro-injecção direccionada para cada tecido a ser verificada antes da análise.
Durante a microinjeção de embriões, a temperatura de desenvolvimento deve ser regulamentado firmemente, dado que a taxa de desenvolvimento de Xenopus é altamente dependente dele 14. Os embriões devem ser incubados a temperaturas mais baixas (14 - 16 ° C) para as injecções de células-4- 8 e porque o tempo de desenvolvimento é abrandado. A 22 ° C, o tempo de desenvolvimento de uma fase (1 célula) a fase 3 (4 células) é de aproximadamente 2 horas, enquanto que o tempo de desenvolvimento de 16 ° C para a fase 3 é de aproximadamente 4 horas. Demora cerca de 15 minutos para ir de um embrião de 4 células para uma célula-8 (etapa 4) de embriões a 22 ° C, mas demora cerca de 30 minutos a 16 ° C. Do mesmo modo, a 22 ° C, leva apenas 30 minutos para um embrião de 8 células de progredir para uma célula embrionária 16 (etapa 5). Este tempo é aumentado para 45 minutos a 16 ° C. oguinte, que é útil para diminuir a taxa de desenvolvimento dos embriões para permitir tempo suficiente para injecções na fase de 8 células antes de os embriões progredir para a fase de 16 células. Além disso, as temperaturas de crescimento pode ser modulada para acelerar ou retardar o desenvolvimento embrionário até o rim foi totalmente desenvolvido.
A epiderme de girino em estágio embriões de Xenopus é relativamente transparente, permitindo a fácil imagem dos pronephros em desenvolvimento sem dissecção ou compensação do tecido 15. Devido à relativa transparência de embriões de Xenopus, imagens de células vivas também é viável 16,17. Todo-mount imunocoloração para visualizar as pronephros é possível com anticorpos estabelecidos que rotulam o proximal, intermediário, distal e túbulos de ligação de fase 38 - 40 embriões que permitem a avaliação do desenvolvimento pronephric depois alvo de manipulação da expressão do gene em embriões de Xenopus 18-20.
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O seguinte protocolo foi aprovado pela Universidade do Texas Health Science Center em Center em Houston para o Comitê de Animais de Laboratório de Medicina Animal Welfare, que serve como o Cuidado Institucional e Use Committee (protocolo nº: HSC-AWC-13-135).
1. Identificação e Seleção de Blastômeros para injectáveis alvo de rim
2. Preparação de Embriões
3. Preparação de soluções de injecção e microinjecção de embriões
4. Fixação e imunocoloração de Embriões
5. Visualização de Embriões e Análise de Targeted Tissue Pronephric
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Microinjeções de 4 e 8 células de embriões de Xenopus com MEM-RFP mRNA mostram diferentes níveis de segmentação para os pronephros. A Figura 4 mostra estágio 40 embriões com MEM-RFP padrões de expressão de mRNA corretas. Os embriões foram injectados na blast�ero ventral esquerdo (Figura 4A), e classificadas para o padrão de expressão adequada de ARNm de MEM-RFP. Além de expressar MEM-RFP no sentido proximal, intermédio e distai ligar túbulos d...
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Segmentação as pronephros de desenvolvimento de embriões de Xenopus se baseia na identificação e injetar o blastomere correta. A injecção do blastómero V2 embriões de 8 células alvo os pronephros esquerda 18. Isso deixa os pronephros direito contralateral como um controlo interno. Se morfolino knockdown ou sobre-expressão de ARN é utilizada para alterar o desenvolvimento do rim, os pronephros direito contralaterais pode ser usado para comparar os efeitos de silenciamento de genes ou a sobre-expressão...
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Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Este trabalho foi apoiado por uma National Institutes of Health subvenção NIDDK (K01DK092320) e financiamento de arranque do Departamento de Pediatria da Universidade do Texas McGovern Medical School.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Cloreto de sódio | Fisher | S271-3 | |
| Cloreto de potássio | Fisher | P217-500 | |
| Sulfato de magnésio | Fisher | M63-500 | |
| Cloreto de cálcio | Fisher | C79-500 | |
| HEPES | Fisher | BP310-500 | |
| EDTA | Fisher | S311-500 | |
| Solução de gentamicina, 50 mg / ml | Amresco | E737-20ML | |
| L-cisteína, 99% + | Acros Organics | 52-90-4 | |
| Ficoll | Fisher | BP525-100 | |
| Placa de Petri de 100 mm x 15 mm | Mini | ||
| II | Boekel | 260009 | Incubadora de bancada para embriões. |
| Gap43-RFP | Para fazer RNA traçador. Referência: Davidson et al., 2006. | ||
| Rodamina dextrana, 10.000 M.W. | Rastreador Invitrogen | D1817 | . |
| Grau de biologia molecular, água purificada estéril | USP Corning | 46-000-CI | |
| 7" Tubos de substituição Drummond Agulhas | microinjeção | Drummond | 3-000-203-G/XL |
| Extrator | agulhas Sutter Instruments | P-30 | |
| Pinça fina | Dumont | 11252-30 | Para quebrar a ponta da agulha de microinjeção. |
| Microinjetor Nanoject II | Drummond | 3-000-204 | . |
| Óleo mineral, pesado | Fisher | CAS 8042-47-5 | Óleo para agulhas. |
| 27 G Agulha hipodérmica Monoject | Covidien | 8881200508 | Para carregar óleo mineral na agulha de microinjeção. |
| Seringa Luer-Lok de 5 ml | BD | 309646 | Para carregar óleo mineral na agulha de microinjeção. |
| Placa de Petri de 60 mm x 15 mm | Fisher | FB0875713A | |
| 800 mícrons Malha de poliéster | pequenas | CMY-0800-C | |
| Pipetas de transferência | Fisher | 13-711-7M | Para transferência de embriões. Corte a ponta para que os embriões sejam facilmente absorvidos pela pipeta. |
| Placa de cultura de células de 6 poços | Nest Biotechnology | ||
| MOPS | Fisher | BP308-500 | |
| EGTA | Acros Organics | 67-42-5 | |
| Formaldeído | Fisher | BP531-500 | |
| 15 mm x 45 mm Frasco com rosca Fisher | 03-339-25B | Para fixar, colorir e armazenar embriões. | |
| Placa de cultura celular de 24 poços | Nest Biotechnology | ||
| Benzocaine | Spectrum | BE130 | |
| Etanol | Fisher | BP2818-4 | |
| Metanol | Fisher | A412-4 | |
| Solução salina tamponada com fosfato (PBS) 1x pó | Fisher | BP661-50 | |
| Albumina de soro bovino | Fisher | BP1600-100 | |
| Triton X-100 | Fisher | BP151-500 | |
| 3D Mini balancim, modelo 135 | Denville Scientific | 57281 | |
| Soro de cabra, origem neozelandesa | Invitrogen | 16210064 | |
| Azida sódica | Fisher | S227I-25 | |
| Anticorpo monoclonal 3G8 | Centro Europeu de Recursos | Anticorpo primário para marcar proximal Túbulos. | |
| Anticorpo monoclonal 4A6 | European Xenopus Resource Center | Anticorpo primário para marcar túbulos intermediários, distais e de conexão. | |
| pAb anti-RFP, IgG/coelho purificado | MBL | PM005 | Anticorpo primário para marcar o traçador Gap43-RFP. |
| Alexa Fluor 488 cabra anti-rato IgG | Life Technologies | A11001 | Anticorpo secundário para marcar túbulos renais. |
| Alexa Fluor 555 cabra anti-coelho IgG | Life Technologies | A21428 | Anticorpo secundário para rotular o rastreador Gap43-RFP. |
| 9 Placa de ponto de cavidade | Corning | 7220-85 | |
| Benzoato de benzila | Fisher | 105862500 | Opcional - para limpeza de embriões |
| Álcool benzílico | Fisher | A396-500 | Opcional - para limpeza de embriões |
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