Summary

In elettroporazione ovo nel mesencefalo Chick per lo Studio la funzione dei geni nello sviluppo dopaminergici Neuron

Published: August 03, 2012
doi:

Summary

Per valutare la funzione e la regolazione dei geni durante lo sviluppo dei neuroni dopaminergici mesencefalo, si descrive un metodo che comporta<em> In ovo</emElettroporazione> di costrutti di DNA plasmidico in mesencefalo ventrale embrionali di pollo progenitori dei neuroni dopaminergici. Questa tecnica può essere utilizzata per ottenere l'espressione efficiente di geni di interesse per studiare diversi aspetti dello sviluppo e differenziamento mesencefalo neuroni dopaminergici.

Abstract

Neuroni dopaminergici situati nel movimento mesencefalo ventrale di controllo, il comportamento emozionale e meccanismi di ricompensa 1-3. La disfunzione dei neuroni dopaminergici del mesencefalo ventrale è implicata nella malattia di Parkinson, la schizofrenia, la depressione e la demenza 1-5. Così, studiando la regolazione della differenziazione dei neuroni dopaminergici del mesencefalo non ha potuto fornire solo informazioni importanti meccanismi che regolano lo sviluppo mesencefalo e il destino progenitrici neurali specifiche, ma anche contribuire a sviluppare nuove strategie terapeutiche per il trattamento di una varietà di malattie neurologiche umane.

Neuroni dopaminergici differenziarsi dai progenitori neurali che rivestono la zona ventricolare del embrionale mesencefalo ventrale. Lo sviluppo di progenitori neurali è controllato da programmi di espressione genetica 6,7. Qui segnaliamo che utilizzano tecniche di elettroporazione ad esprimere geni in particolare nel mesencefalo di Hamburger Hamilton (HH) stadio 11 (thsomiti irteen, 42 ore) 8,9 embrioni di pollo. Lo sviluppo degli embrioni di pollo esterna consente una comoda manipolazioni sperimentali in specifiche fasi embrionali, con gli effetti determinati in tempi successivi di sviluppo 10-13. Chick tubi embrionali neuronali precedenti alla fase di HH 13 (diciannove somiti, 48 ore) sono costituiti da multipotenti progenitori neurali che sono in grado di differenziarsi in diversi tipi di cellule del sistema nervoso. Il vettore pCAG, che contiene sia un promotore CMV e un pulcino β-actina enhancer, permette l'espressione solida di bandiera o di altri costrutti epitopo-tag in tubi neurali embrionali di pollo 14. In questa relazione, vogliamo sottolineare misure speciali per realizzare l'espressione genica regionalmente limitato embrionali progenitori dei neuroni dopaminergici del mesencefalo, tra cui come iniettare DNA costruisce in particolare nella regione del mesencefalo embrionale e come individuare elettroporazione con piccoli elettrodi di misura. Analisi cmesencefalo Hick nelle fasi successive fornisce un ottimo sistema di vivo per vettore plasmidico-mediata guadagno di funzione e la perdita di funzione studi di sviluppo mesencefalo. Modifica del sistema sperimentale può estendere il saggio in altre parti del sistema nervoso per eseguire la mappatura analisi destino e per indagare la regolazione dell'espressione genica.

Protocol

1. Preparazione di alimentazione (non in video) Preparare una diluizione fresca 1X della penicillina / streptomicina (Pen / Strep) in 1X PBS. Non più di 50 mL è necessario. Filtrare con un filtro di 0,22 micron siringa. Preparare costrutti iniezione combinando desiderati costrutti plasmidici. Abbiamo messo tutti i costrutti nel pCAG-Flag vettore con stechiometria appropriata per un volume finale di circa 10 L. Inoltre, pCAG GFP-14 o pCAG-mCherry dovrebbe essere aggiunto per il monitorag…

Discussion

L'elettroporazione in ovo di mesencefalo pulcino embrionale offre un basso costo e rapida alternativa alla generazione di animali transgenici o knockout per eseguire studio in vivo delle funzioni geniche in sviluppo mesencefalo dopaminergica neurone. Uso breve 2 millimetri elettrodi di platino lunghezza L-forma insieme embrionale mesencefalo-specifica iniezione del DNA è la chiave per ottenere l'espressione efficiente del gene di interesse in mesencefalo progenitori neuroni dopaminergici. Inol…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ringraziamo il Dott. Takahiko Matsuda per la fornitura del pCAG-mCherry costruire. YCM è supportata da un Career Development Award da parte della Fondazione Schweppe e una sovvenzione dalla Fondazione Whitehall.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue Number Comments
Fertilized chicken eggs Charles River Laboratories    
Egg incubator GQF Manufacturing 1502 Sportsman  
BTX Electroporator BTX Harvard Apparatus ECM830  
Electrodes BTX Harvard Apparatus 45-0162 L-shaped genetrodes For use with ECM830 electroporator
Platinum iridium wire Alfa Aesar #10056 0.5 mm diameter
For making the 2 mm long electrodes
Glass capillary tube World Precision Instrument TW100F-4  
Microloader pipette tip Eppendorf 5242 956.003  
India ink Staples   Filter 20% before use
Microinjector Parker Automation,
Parker Hannifin Cooperation
Picospritzer III  
Fluorescent dissection microscope Leica MZ16F  
Micropipette puller Sutter Instrument D-97  

References

  1. Wightman, R. M., Robinson, D. L. Transient changes in mesolimbic dopamine and their association with ‘reward’. J. Neurochem. 82, 721-735 (2002).
  2. Kelley, A. E., Berridge, K. C. The neuroscience of natural rewards: relevance to addictive drugs. J. Neurosci. 22, 3306-3311 (2002).
  3. Moore, D. J., West, A. B., Dawson, V. L., Dawson, T. M. Molecular pathophysiology of Parkinson’s disease. Annu. Rev. Neurosci. 28, 57-87 (2005).
  4. Dailly, E., Chenu, F., Renard, C. E., Bourin, M. Dopamine, depression and antidepressants. Fundam. Clin. Pharmacol. 18, 601-607 (2004).
  5. Sesack, S. R., Carr, D. B. Selective prefrontal cortex inputs to dopamine cells: implications for schizophrenia. Physiol. Behav. 77, 513-517 (2002).
  6. Ang, S. L. Transcriptional control of midbrain dopaminergic neuron development. Development. 133, 3499-3506 (2006).
  7. Andersson, E. Identification of intrinsic determinants of midbrain dopamine neurons. Cell. 124, 393-405 (2006).
  8. Hamburger, V., Hamilton, H. L. A Series of Normal Stages in the Development of the Chick Embryo. J. Morphol. 88, 49 (1951).
  9. Bellairs, R., Osmond, M. . The atlas of chick development. , (2005).
  10. Itasaki, N., Bel-Vialar, S., Krumlauf, R. ‘Shocking’ developments in chick embryology: electroporation and in ovo gene expression. Nat. Cell Biol. 1, 203-207 (1999).
  11. Momose, T. Efficient targeting of gene expression in chick embryos by microelectroporation. Dev. Growth Differ. 41, 335-344 (1999).
  12. Muramatsu, T., Mizutani, Y., Ohmori, Y., Okumura, J. Comparison of three nonviral transfection methods for foreign gene expression in early chicken embryos in ovo. Biochem. Biophys. Res. Commun. 230, 376-380 (1997).
  13. Nishi, T. High-efficiency in vivo gene transfer using intraarterial plasmid DNA injection following in vivo electroporation. Cancer Res. 56, 1050-1055 (1996).
  14. Matsuda, T., Cepko, C. L. Electroporation and RNA interference in the rodent retina in vivo and in vitro. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101, 16-22 (2004).
  15. Blank, M. C., Chizhikov, V., Millen, K. J. In Ovo Electroporations of HH Stage 10 Chicken Embryos. J. Vis. Exp. (9), e408 (2007).
  16. Chesnutt, C., Niswander, L. Plasmid-based short-hairpin RNA interference in the chicken embryo. Genesis. 39, 73-78 (2004).

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Cite This Article
Yang, B., Geary, L. B., Ma, Y. In ovo Electroporation in Chick Midbrain for Studying Gene Function in Dopaminergic Neuron Development. J. Vis. Exp. (66), e4017, doi:10.3791/4017 (2012).

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