В данном протокольном документе описывается методология микроинъекции ретровируса RCAS(A) в эмбриональный хрусталик курицы в качестве инструмента для изучения функции in situ и экспрессии белков во время развития хрусталика.
Методическая статья
В данном протокольном документе описывается методология микроинъекции ретровируса RCAS(A) в эмбриональный хрусталик курицы в качестве инструмента для изучения функции in situ и экспрессии белков во время развития хрусталика.
Эмбрион курицы (Gallus domesticus) является хорошо зарекомендовавшей себя животной моделью для изучения развития и физиологии хрусталика, учитывая его высокую степень сходства с человеческим хрусталиком. RCAS(A) — это ретровирус курицы, способный к репликации, который инфицирует делящиеся клетки, что служит мощным инструментом для изучения in situ экспрессии и функции белков дикого типа и мутантных белков во время развития хрусталика путем микроинъекции в пустой просвет везикулы хрусталика на ранних стадиях развития, ограничивая его действие окружающими пролиферирующими клетками хрусталика. По сравнению с другими подходами, такими как трансгенные модели и культуры ex vivo , использование RCAS(A), компетентного к репликации, представляет собой высокоэффективную, быструю и настраиваемую систему экспрессии экзогенных белков в эмбрионах цыплят. В частности, таргетный перенос генов может быть ограничен пролиферативными клетками волокон хрусталика без необходимости использования тканеспецифичных промоторов. В этой статье мы кратко рассмотрим этапы, необходимые для получения рекомбинантного ретровируса RCAS(A), предоставим подробный, всесторонний обзор процедуры микроинъекций и предоставим образцы результатов методики.
Целью данного протокола является описание методологии микроинъекции хрусталика эмбриона цыпленка RCAS(A) (репликационно-компетентный ретровирус саркомы птицы/лейкоза А). Было продемонстрировано, что эффективная ретровирусная доставка в хрусталик эмбриона курицы является многообещающим инструментом для изучения in vivo молекулярного механизма и структурно-функциональной функции белков хрусталика при нормальной физиологии хрусталика, патологических состояниях и развитии. Кроме того, эта экспериментальная модель может быть использована для идентификации терапевтических мишеней и скрининга лекарств при таких состояниях, как врожденная катаракта человека. В целом, этот протокол направлен на то, чтобы изложить необходимые шаги для разработки настраиваемой платформы для изучения белков хрусталика.
Эмбриональные цыплята (Gallus domesticus), благодаря их сходству в строении и функциях хрусталика с человеческим, являются хорошо зарекомендовавшей себя животной моделью для изучения развития и физиологии хрусталика 1,2,3,4. Использование репликаторно-компетентного ретровируса птиц RCAS(A) было расценено как высокоэффективная, быстрая и настраиваемая система для экспрессии экзогенных белков в эмбрионах цыплят. Примечательно, что он обладает уникальной способностью ограничивать перенос гена-мишени на пролиферативные клетки волокон хрусталика без необходимости использования тканеспецифических промоторов, используя уникальные временные рамки эмбрионального развития, в которых наличие пустого просвета хрусталика позволяет in situ микроинъекцию RCAS(A) в ограниченный участок для экспрессии экзогенных белков в клетках пролиферативных волокон хрусталика5, 6,7,8.
Процедура микроинъекции эмбриона цыпленка, подробно описанная здесь, первоначально частично основана на работе Fekete et. al.6 и далее развиты Jiang et. al.8 и был использован в качестве средства введения как вирусных, так и невирусных плазмид в хрусталик эмбриональных цыплят 1,9,10,11,12,13. В целом, предыдущая работа демонстрирует потенциал использования этой методологии для изучения развития хрусталика, дифференцировки, клеточной коммуникации и прогрессирования заболевания, а также для обнаружения и тестирования терапевтических мишеней для лечения патологических состояний хрусталика, таких как катаракта.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Это исследование было проведено в соответствии с Законом о благополучии животных и Положением о защите животных в соответствии с принципами Руководства по уходу за лабораторными животными и их использованию. Все процедуры для животных были одобрены Комитетом по уходу за животными и их использованию в Научном центре здоровья Техасского университета в Сан-Антонио. Обзор протокола см. на рисунке 1; см. Таблицу материалов для получения подробной информации обо всех материалах, реагентах и инструментах, используемых в этом протоколе.

Рисунок 1: Схема эксперимента. 1 . Первым этапом протокола является определение специфического белка(ов-мишеней), идентификация ассоциированной последовательности (последовательностей) генов и генерация фрагментов ДНК. 2 . Клонирование последовательности (последовательностей) гена в ретровирусный вектор путем первоначального клонирования в адапторный вектор с последующим вирусным вектором. 4 . Подготовка высокотитровых вирусных частиц с использованием упаковочных ячеек для сбора и концентрирования. 5 . Заключительным этапом и фокусом этого протокола является микроинъекция вирусных частиц RCAS(A) в просвет хрусталика курицы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.
1. Получение высокотитровых рекомбинантных ретровирусов

Рисунок 2: Инструменты и оборудование для микроинъекций хрусталика цыплят . (A) Ручной вертикальный съемник микроэлектродов для микропипеток P-30. (1) Врезка, показывающая вытягивание стеклянной микропипетки. (B) (2) Инкубатор для яиц. Инкубируйте куриное яйцо в течение ~65-68 ч в инкубаторе при температуре 37 °C до достижения стадии 18 (с герметичным, пустым центральным просветом) для инъекции ретровируса. (C) Установка микровпрыска. (3) осветительное оборудование, (4) пикоинжектор, (5) препарирующий микроскоп, (6) микроманипулятор Драммонда, (7) компьютер/камера для визуализации. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.
2. Микроинъекция хрусталика цыпленка

Рисунок 3: Микроинъекционная подготовка цыплят и схема . (А) Вскрытие куриного яйца. (Б) Разрезание амниотической оболочки. (C) Схема микроинъекции просвета хрусталика курицы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
После определения специфического белка(ов) мишени и идентификации ассоциированной последовательности (последовательностей) генов, общий экспериментальный подход включает клонирование последовательности (последовательностей) гена в ретровирусный вектор RCAS(A) путем первоначального клонирования в адапторный вектор с последующим вирусным вектором. Во-вторых, высокотитровые вирусные частицы получают с использованием клеток-упаковщиков для сбора и концентрации вирионов. Эти первые два основных шага были в значительной степен...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эта экспериментальная модель дает возможность экспрессировать интересующие белки в интактном хрусталике, что приводит к изучению функциональной значимости этих белков в структуре и функции хрусталика. Модель микроинъекции эмбрионального цыпленка частично основана на работе Fekete et. al.6 и был в дальнейшем развит Jiang et. al.8 и был использован в качестве средства для вставки как вирусных плазмид, так и агентов, таких как агонисты, малые интерферирующие РНК (миРНК) и пепт...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Эта работа была поддержана грантами Национальных институтов здравоохранения (NIH): RO1 EY012085 (J.X.J) и F32DK134051 (F.M.A.), а также грантом Фонда Уэлча: AQ-1507 (J.X.J.). Содержание является исключительной ответственностью авторов и не обязательно отражает официальную точку зрения Национальных институтов здравоохранения. Фигуры были частично созданы с Biorender.com.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,22 & микро; m Фильтр | Corning | 431118 | Для удаления клеточного мусора из среды |
| 35 мм x 10 мм Чашка для культуры | FisherScientific | 50-202-030 | Для использования во время микроинъекции |
| Центрифуга | Fisherbrand | 13-100-676 | Вращающийся раствор |
| Конструкции | GENEWIZ | - | Для генерации конструкций |
| Препарирующий микроскоп | AmScope | SM-4TZ-144A | Визуализация хрусталика для микроинъекций |
| ДНК ПЦР праймеров | Integrated DNA Technologies | - | Генерация праймеров: Внутриклеточная петля (IL)-удаленная Cx50 (остатки 1– 97 и 149– 400), а также вектор Cla12NCO были получены со следующей парой праймеров: sense, CTCCTGAGAACCTACATCCT; антисмысловый, CACCGCATGCCCAAAGTACAC ИЛ Cx43 (остатки 98– 150) и Cx46 (остатки 98– 166) были получен со следующими парами грунтов: sense, TACGTGATGAGGAAAGAAGAG; антисмысл, TCCTCCACGCATCTTTACCTTG; sense, CACATTGTACGCATGGAAGAG; антисмысл, AGCACCTCCC AT ACGGATTC, соответственно шаблон конструкции Cla12NCO-Cx43 был получен со следующей парой праймеров: sense, CTGCTTCGTACTTACATC; антисмысловый, GAACAC GTGCGCCAGGTAC ИЛ Cx50 (остатки 98– 148) или Cx46 (остатки 98– 166) были клонированы с использованием конструкций Cla12NCO-Cx50 и Cla12NCO-Cx46 в качестве шаблонов со следующей парой праймеров: sense, CACCATGTCCGCATGGAGGAGA; антисмысл, GGTCCCC TC CAGGCGAAAC; sense, CACATTGTACGCATGGAAGAG; antisense, AGCACCTCCCATACGGATTC, соответственно |
| Drummond Nanoject II Автоматический нанолитровый инжектор | Drummond Scientific | 3-000-204 | Микроинъекционная пипетка |
| Dual Gooseneck Lights Микроскоп Осветитель | AmScope | LED-50WY | Освещение для визуализации |
| Dulbecco' s Модифицированный Eagle Medium (DMEM) | Invitrogen | Для клеточных культур | |
| Держатель для яиц | - | Домашние кольца из пенополистирола диаметром 2 дюйма и высотой в полдюйма | |
| Инкубатор для яиц | GQF Manufacturing Company Inc. | 1502 | Для инкубации оплодотворенных яиц |
| Fast Green | Fisher scientific | F99-10 | Для визуализации введения вирусного поголовья |
| Оплодотворенные яйца белых леггорнов курицы | Texas A& M University | N/A | Животная модель выбора для микроинъекций (https://posc.tamu.edu/fertile-egg-orders/) |
| Фетальная бычья сыворотка (FBS) | Hyclone Laboratories | Для клеточной культуры | |
| Флуоресцеин-конъюгированный антимышиный IgG | Jackson ImmunoResearch | 115-095-003 | Для анти-FLAG 1:500 |
| Щипцы | FisherScientific | 22-327379 | Для перемещения предметов и изоляция |
| Стеклянные капилляры | Sutter Instruments | B100-75-10 | Стеклянная микропипетка для микроинъекций (Наружный диаметр 1,0 мм, внутренний диаметр 0,75 мм, длина 10 см) |
| Липофектамин | Инвитроген | L3000001 | Для трансфекции |
| Ручной вертикальный съемник микропипеток | Sutter Instruments | P-30 | Для получения стеклянной микропипетки нужного размера |
| Микроцентрифужные пробирки | FisherScientific | 02-682-004 | Растворяющий раствор |
| Микроскоп | Keyence | BZ-X710 | Для окрашивания |
| изображений Парапленка | FisherScientific | 03-448-254 | Размещение раствора |
| Пенициллин/Стрептомицин | Инвитроген | Для клеточных культур | |
| Пико-инъектор | Гарвардский аппарат | PLI-100 | Для подачи небольших объемов жидкости точно через микропипетки путем приложения регулируемого давления в течение заданного цифровым способом |
| анти-цыплят кролика AQP0 | Self | Generated-Jiang JX, White TW, Goodenough DA, Paul DL. Молекулярное клонирование и функциональная характеристика волокна хрусталика цыпленка коннексина 45.6. Мол Биол Клетка. 1994 март; 5(3):363-73. DOI: 10.1091/MBC.5.3.363. | |
| антитела против FLAG | кролика Rockland Immunichemicals | 600-401-383 | Для окрашивания |
| FLAG Rhodamine-конъюгированный анти-кроличий IgG | Jackson ImmunoResearch | 111-295-003 | Для анти-AQP0 1:500 |
| Губчатая прижимная подушечка | Sutter Instruments | BX10 | Для хранения стеклянной микропипетки |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение