В этом протоколе мы описываем полный процесс создания патологически релевантной модели возрастной макулярной дегенерации (ВМД) в первичных клетках пигментного эпителия сетчатки (РПЭ) мыши с использованием трансфекции РНК Alu.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
В этом протоколе мы описываем полный процесс создания патологически релевантной модели возрастной макулярной дегенерации (ВМД) в первичных клетках пигментного эпителия сетчатки (РПЭ) мыши с использованием трансфекции РНК Alu.
Возрастная макулярная дегенерация (ВМД), особенно неэкссудативная ВМД, требует экспериментальных моделей, которые лучше воспроизводят патологию человека. Современные модели in vivo остаются технически сложными и трудоемкими, в то время как обычные системы in vitro не могут повторить патологические триггеры, специфичные для заболевания. В данной работе мы представляем метод создания модели дегенерации пигментного эпителия сетчатки (РПЭ) с использованием первичных мышиных клеток РПЭ, трансфицированных РНК Alu, ретротранспозоном, непосредственно участвующим в патологии географической атрофии.
В этом протоколе подробно описывается ферментативное выделение первичных мышиных клеток RPE с последующей трансфекцией Alu RNA для индуцирования дегенерации RPE. Валидация объединяет морфологический (гексагональная архитектура), функциональный (потеря полярности и нарушение ZO-1 белка мыши) и молекулярный анализ (количественная ПЦР). В результате наблюдались многофакторные изменения, вызванные трансфекцией Alu RNA: секреция воспалительных цитокинов (гены мышей Ifn-β, Il-6, Tnf-α; p < 0,05) и клеточное старение (активация генов p21 и p53 у мышей; p < 0,05). По сравнению с традиционными моделями острого стресса, эта система воспроизводит хронические воспалительно-дегенеративные каскады ВМД с помощью стандартизированных методов, обеспечивая воспроизводимость. Сочетая аспекты упрощенных анализов in vitro и сложных моделей in vivo , этот подход может послужить предварительной платформой для изучения механизмов, управляемых ретротранспозонами, и скрининга потенциальных терапевтических кандидатов.
Возрастная макулярная дегенерация (ВМД) является преобладающей причиной глобальных нарушений зрения. Тем не менее, эффективные методы лечения неэкссудативной ВМД остаются ограниченными. Таким образом, существует острая потребность в воспроизводимых и эффективных исследовательских моделях для раскрытия механизмов заболевания и определения терапевтических мишеней 1,2. Центральное место в этой работе занимает пигментный эпителий сетчатки (РПЭ), монослой, расположенный между мембраной Бруха (сосудистая оболочка) и фоторецепторами (сетчатка), который играет ключевую роль в поддержании гомеостаза сетчатки, поддерживая функцию фоторецепторов, регулируя гемато-ретинальный барьер и способствуя выведению отходов 3,4.
Дисфункция или потеря клеток РПЭ является характерной чертой многих дегенеративных заболеваний сетчатки, особенно при ВМД, где дисфункция РПЭ представляет собой раннюю и критическую стадию в ее прогрессировании 2,4,5. Примечательно, что у пациентов с географической атрофией (ГА), прогрессирующей фазой ВМД, снижение уровня фермента, процессирующего микроРНК Dicer 1 рибонуклеазы III (DICER1), приводит к токсическому накоплению РНК Alu, ретротранспозона, непосредственно связанного с дегенерацией РПЭ и участвующего в патологии человека6.
Традиционные модели in vivo, такие как модель йодата натрия (NaIO3) и модель амилоидного β (Aβ), сохраняют сложность системного заболевания, но сталкиваются с критическими ограничениями. Модель NaIO3 быстро индуцирует окислительный стресс сетчатки и повреждение РПЭ, однако ее острая токсичность разрушает как РПЭ, так и фоторецепторы, не имитируя прогрессирование ВМД, связанное с хронической патологией, и затрудняя терапевтическую оценку тонкой дисфункции РПЭ7. Аналогичным образом, модель Aβ вводит стрессоры, специфичные для конкретного заболевания, но требует обширных технических знаний и более длительных временных рамок по сравнению с подходами in vitro 8,9. С другой стороны, традиционные модели РПЭ in vitro, такие как модели воздействия H2O2 и гидрохинона, не имеют патологической значимости, поскольку в них не учтены специфические для заболевания стрессоры, такие как агрегаты токсичных белков иливоспалительные триггеры.
Здесь мы предоставляем подробный протокол для создания модели дегенерации RPE в первичных клетках RPE мыши с использованием Alu RNA, некодирующей РНК, полученной из ретротранспозона, непосредственно участвующей в патогенезе GA6. РНК Alu активирует воспалительные пути и нарушает целостность барьера РПЭ10,11, тем самым имитируя патологические особенности, связанные с неэкссудативной ВМД. В этом методе используется ферментативное выделение и культивирование клеток RPE с последующей индукцией дегенерации RPE с помощью Alu RNA. Кроме того, мы предоставляем комплексную систему валидации, сочетающую морфологические (гексагональная архитектура), функциональные (целостность барьера и потеря полярности) и молекулярные (маркеры воспаления и старения) показания для оценки этой модели дегенерации.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Это исследование было одобрено Комитетом по этике животных Шанхайской больницы общего профиля при Медицинской школе Шанхайского университета Цзяотун. Настоящий протокол строго соответствует Положению об управлении делами подопытных животных (издано Государственной комиссией по науке и технике) и Руководству по этичному использованию животных в офтальмологических исследованиях и исследованиях зрения, установленным Ассоциацией исследований в области зрения и офтальмологии (ARVO). Более подробную информацию о материалах, используемых в этом протоколе, см. в Таблице материалов .
1. Выделение первичных клеток RPE мыши
2. Индукция модели вырождения РПЭ
3. Валидация модели вырождения
ПРИМЕЧАНИЕ: Комплексные эксперименты по проверке модели были проведены на 7-й день.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Первичные клетки RPE мыши до трансфекции Alu RNA
На 0-й день (рис. 1) были выделены первичные мышиные клетки RPE, которые продемонстрировали характерную гексагональную морфологию, которая типична для здоровых клеток RPE. Эти клетки поддерживали хорошо организованный монослой. Клетки культивировали таким образом, чтобы обеспечить первоначальную структурную организацию и образование плотных соединений, о чем свидетельствует гексагональная форма и четко определенные границы....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Наша цель состояла в том, чтобы создать воспроизводимую и доступную модель травмы СИЗОД, которая позволяет получать изображения с высоким разрешением и проводить механистический анализ с минимальными ограничениями ресурсов. Этот подход обеспечил четкую визуализацию структурного разрушения, вызванного Alu RNA, по сравнению с контрольной группой, включая фрагментацию апикального плотного соединения и базальную цитоскелетную дезорганизацию с помощью конфокальной визуализации Z-стека (размер...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов, который можно было бы раскрыть.
Эта работа была частично поддержана Специальным проектом по исследованиям в области медицинских инноваций в рамках Плана действий в области науки и технологий (23Y11901300), Национальным фондом естественных наук Китая (82171076) и Шанхайской муниципальной комиссией по образованию (2023ZKZD18). Благодарим профессора Л.З. за любезный подарок в виде Alu RNA.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Шкаф биологической безопасности серии 1300 класса II, тип A2 | Термо Сайентиал | ||
| 37 ° C/5% CO2 инкубатор | Термо Сайентиал | ||
| 4% параформальдегид (PFA) | Сервисбио | G1101-500МЛ | |
| РНК Alu человека | Подаренный Л.З. | ||
| Вторичное антитело против кролика, Alexa Fluor 568 (козлятник) | Инвитроген Термо Сайентиал | А11011 | |
| Примененный клейкий оптический чехол Biosystems MicroAmp | Thermo Fisher Scientific | ||
| Прикладные 96-луночные реакционные планшеты Biosystems MicroAmp Optical | Thermo Fisher Scientific | ||
| Applied Biosystems ViiA 7 Система для ПЦР в реальном времени | Thermo Fisher Scientific | Система ПЦР в реальном времени для количественного анализа экспрессии генов | |
| Сывороточный альбумин крупного рогатого скота (BSA, фракция V) | Бейотин | СТ023-50г | |
| Инвертированный микроскоп для клеточных культур Carl Zeiss Primovert | Цейсс | Для мониторинга морфологии клеток | |
| Центрифуга 5424 R | Эппендорф | ||
| Хлороформ | Сигма | Разделение фаз при экстракции РНК. | |
| Конфокальный лазерный сканирующий микроскоп (LSM900+Cell Discover 7) | Цейсс | Визуализация иммунофлуоресцентных маркеров с высоким разрешением (например, ZO-1 и F-актина). | |
| Планшет для лунок Costar 24/48/96 | Корнинг | ||
| покровный лист | Thermo Fisher Scientific | Используется на 24-луночном планшете для иммунофлуоресцентной визуализации. | |
| DAPI | Термо | 62248 | |
| Цифровая сухая ванна | Мулаб | ||
| DMEM/F12 | ГИБКО | Среды для выращивания клеток РПЭ | |
| Фосфатно-буферный буфер Дульбекко (D-PBS) | Поделиться Биографией | СБ-CR017 | |
| Эрл s Сбалансированный солевой раствор (EBSS) | ГИБКО | Сбалансированный солевой раствор используется для разведения папаина и ДНКазы I при выделении РПЭ. | |
| Этанол (Абсолют) | Сигма | Осаждение РНК и промывка колонны. | |
| Фетальная бычья сыворотка (FBS) | Сигма | Для полных сред для культивирования клеток RPE | |
| щипцы | Для вскрытия | ||
| Липофектамин 3000 (реагент для трансфекции на основе катионных липидов) | Термо Фишер | L300015 | Для трансфекции РНК Alu в клетки RPE |
| Матригель | Корнинг | 356234 | Матрица (разбавление 1,14%) для покрытия пластин для поддержки адгезии и поляризации РПЭ. |
| Формальдегид без метанола | Термо Сайентиал | Альтернативный фиксатор (4%) для сохранения эпитопов при иммунофлюоресценции | |
| Микропипетка | Эппендорф | ||
| Спектрофотометр Nanodrop 2000 | Термо Сайентиал | Измеряет концентрацию и чистоту РНК | |
| Nikon ECLIPSE Ti-S Флуоресцентный инвертированный микроскоп | Компания Nikon | Флуоресцентная визуализация окрашенных образцов | |
| Стереомикроскоп Olympus SZX16 | Олимп | Для рассечения глазных яблок мышей и выделения РПЭ | |
| Opti-MEM | ГИБКО | Среда с низким содержанием сыворотки крови для приготовления трансфекционного комплекса | |
| Система диссоциации папаина | Уортингтон | LK003150 | Для работы фермента |
| Пенициллин-стрептомицин | ГИБКО | Для полных сред для культивирования клеток RPE | |
| Пентобарбитала натриевая соль | Сигма | Средство для эвтаназии | |
| Фаллоидин 488 | Абкам | 176753 | Для оценки полярности |
| Набор реагентов PrimeScript RT | Такара | РР037А | Набор для обратной транскрипции для синтеза кДНК (подготовка матриц для количественной ПЦР) |
| RNAsimple Total RNA Kit | ТЯНЬГЕН | ДП419 | Для извлечения РНК |
| ТБ Грин Premix Ex Taq (Tli RNaseH Plus) | Такара | РР420А | Для количественной ПЦР |
| ZO-1 Кроличье поликлональное антитело | Протеинтек | 21773 | Для морфологической оценки |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эта статья была опубликована
Видео скоро будет доступно