Burada utero elektroporasyon kullanarak embriyonik gelincik beyin genetik manipülasyon gerçekleştirmek için bir protokol sunulmaktadır. Bu yöntem in vivo neokorteks nöral progenitor hücrelerinin hedeflemesine olanak sağlar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Burada utero elektroporasyon kullanarak embriyonik gelincik beyin genetik manipülasyon gerçekleştirmek için bir protokol sunulmaktadır. Bu yöntem in vivo neokorteks nöral progenitor hücrelerinin hedeflemesine olanak sağlar.
Embriyonik gelişim sırasında in vivo gen ekspresyonunun manipülasyonu, memeli gelişimi sırasında tek tek genlerin rolünü analiz ederken tercih edilen yöntemdir. Rahim elektroporasyonu nda in vivo embriyonik memeli beyninde gen ekspresyonunun manipülasyonu için önemli bir tekniktir. Gelincik lerin embriyonik neokorteksinin rahim elektroporasyonunda küçük bir etobur için bir protokol burada sunulmuştur. Gelincik giderek neokorteks gelişimi için bir model olarak kullanılıyor, çünkü neokorteks, insan ve insan olmayan primatlarda da bulunan bir dizi anatomik, histolojik, hücresel ve moleküler özellikler sergiliyor, ancak fare veya sıçan gibi kemirgen modellerinde bulunmamaktadır. Uteros elektroporasyon da embriyonik gün yapıldı (E) 33, gelincik bir midnörogenez evresi. Rahim elektroporasyon beynin lateral ventrikülleri astar nöral progenitor hücreleri hedefler. Nörogenez sırasında, Bu progenitor hücreleri diğer tüm nöral hücre tiplerine yol açar. Bu çalışma, sırasıyla rahim elektroporasyonundan 4, 9 ve 24 gün sonrasına karşılık gelen E37, doğum sonrası gün (P) 1 ve P16'da temsili sonuçlar ve analizler göstermektedir. Daha önceki aşamalarda, hedeflenen hücrelerin soyundan çeşitli nöral progenitor alt tipleri esas oluşur, daha sonraki aşamalarında en etiketli hücreler postmitotik nöronlar ise. Böylece, rahim elektroporasyon nöral hücrelerin çeşitli hücresel ve moleküler özellikleri üzerinde genetik manipülasyon etkisi çalışma sağlar. Çeşitli hücre popülasyonları üzerindeki etkisi sayesinde, rahim elektroporasyon da gelincik neokorteks histolojik ve anatomik özellikleri manipülasyon için kullanılabilir. Daha da önemlisi, tüm bu etkiler akut ve kullanıcı tarafından belirlenen bir spatiotemporal özgüllük ile gerçekleştirilir.
Neokorteks memeli serebrum dış levha ve yüksek bilişsel fonksiyonların koltuk1,2,3,4,5. Embriyonik gelişim sırasında memeli neokorteks in vivo akut genetik manipülasyon elde etmek için, iki farklı yöntem araştırılmıştır: viral enfeksiyon6 ve rahim elektroporasyon7. Her iki yöntem de neokortikal hücrelerin etkin hedeflemesine izin verir, ancak bazı sınırlamalardan muzdariptir. Viral enfeksiyona göre rahim elektroporasyonunun en büyük avantajı, elektrik alanının yönünü düzenleyerek elde edilen neokorteks içinde mekansal özgüllük elde edebilme yeteneğidir.
Elektroporasyon ilk in vitro8hücrelerine DNA girişini kolaylaştırmak için gösterildiğinden beri, in vivo çeşitli omurgalılar içine DNA teslim etmek için uygulanmıştır. Gelişimsel nörobilimde, fare neokorteks rahim elektroporasyonunda ilk olarak 2001 yılında bildirilmiştir9,10. Bu yöntem embriyonik beynin lateral ventrikül DNA karışımı bir enjeksiyon ve mekansal hassasiyet7sağlar cızırtıcı elektrotlar kullanarak elektrik alanının sonraki uygulama oluşur 7,11. Utero elektroporasyon beri fare neokorteks endojen veya ektonik eklenen genlerin ekspresyonu işlemek için nükleik asitler sunmak için uygulanmıştır. Son zamanlarda CRISPR/Cas9 aracılı genom düzenleme metodolojisi uygulanarak fare neokorteksinde rahim elektroporasyonu ile (1) postmitotik nöronlarda12,,13 ve nöral progenitor hücrelerde 14 ve (2) genom15 ve epigenom16 düzenlemesi(1)gen bozulması gerçekleştirilmiştir.
Çok kısa bir süre sonra fare ilk rapor, rahim elektroporasyon embriyonik sıçan neokorteks uygulandı17,18. Olmayan kemirgenler gelincik rahim elektroporasyonunda ilk kadar bir meydan okuma kaldı, küçük bir etobur, rapor edildi 201219,20. O zamandan beri, gelincik rahim elektroporasyonu nda nöral progenitors ve nöronlar20etiketleyerek neokorteks geliştirme mekanizmaları çalışmak için uygulanmıştır20 ,21,22,23, CRISPR/ Cas9 teknolojisinin kullanımı da dahil olmak üzere endojen genlerin ekspresyonu manipüle24, ve ektopik genler teslim ederek21,22,25, insana özgü genler dahil olmak üzere26.22 Ayrıca, gelincik rahim elektroporasyonu patolojik koşullarda insan neokorteks gelişiminin özellikleri ele kullanılmıştır27,28.
Neokorteks gelişimi bağlamında, gelincikleri farelere göre model organizma olarak kullanmanın avantajları, gelinciklerin bir dizi insanbenzeri özelliği daha iyi özetlemesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Anatomik düzeyde, gelincik kortikal katlama karakteristik bir desen sergilemek, aynı zamanda insan ve diğer primatlar mevcut, ama tamamen fareler veya sıçanlarda yok4,29,30,31. Histolojik düzeyde gelincik iki farklı subventriküler germinal bölgeleri var, iç ve dış subventriküler bölgeler olarak anılacaktır (ISVZ ve OSVZ, sırasıyla)32,33, iç lif tabakası ile ayrılmış23. Bu özellikler aynı zamanda primatlarla da paylaşılır, insanlar da dahil olmak üzere, ancak fareler34ile değil. Gelincikve insanlarda ISVZ ve OSVZ bol nöral progenitor hücreleri ile doldurulur, sıçanların subventriküler zonu ise (SVZ) sadece seyrek nöral progenitors21,,32,35,36içerir . Hücresel düzeyde, gelincikler bazal veya dış radyal glia olarak adlandırılan nöral progenitors bir alt tip yüksek oranda sergilemek (bRG veya oRG, sırasıyla), hangi memeli neokorteks evrimsel genişleme için araç olarak kabul edilir34,37,38. bRG bu nedenle son derece fetal insan ve embriyonik gelincik neokorteks bol, ama embriyonik fare neokorteksçoknadirdir35 ,36. Ayrıca, gelincik bRG morfolojik heterojenite insan bRG benzer gösterir, çok fare bRG21üstün . Son olarak, moleküler düzeyde, gelişmekte olan gelincik neokorteks gen ekspresyonu desenleri son derece fetal insan neokorteks benzer gösterir, hangi kortikal katlama gelişimini kontrol etmek için tahmin edilmektedir, diğer şeyler arasında39.
Gelincik bRG hücre biyolojik ve moleküler özellikleri onları son derece çoğaltıcı hale, insan bRG benzer. Bu nöronların artan bir üretim ve genişletilmiş ve son derece karmaşık neokorteks gelişimi ile sonuçlanır34. Bu özellikler, gelincikleri farelerde modellenemez neokorteks gelişiminin insanbenzeri özelliklerini incelemek için mükemmel model organizmalar yapmak26,40. Gelincikmodel organizma olarak tam olarak yararlanmak için sunulan yöntem geliştirilmiştir. Bu her yerde organizatörü kontrolü altında bir plazmid ifade GFP ile E33 gelincik embriyolarının rahim elektroporasyonu oluşur (pGFP) her yerde organizatörü, CAG. Elektroporated embriyolar daha sonra embriyonik veya postnatal olarak analiz edilebilir. Kurban edilen hayvan sayısını azaltmak için, dişi gelincikler (jills) histerektomi ile sterilize edilir ve evcil hayvan olarak evlat edinilme için bağışlanır. Hedeflenen embriyolar embriyonik evrelerde hasat edilirse ikinci bir ameliyat yapılır ve embriyolar sezaryenle çıkarılır, jilller ise histerektomi edilir. Hedeflenen embriyolar doğum sonrası evrelerde analiz edilirse, yavrular bezlendikten veya kurban edildikten sonra jilller histerektomi edilir. Bu nedenle, jills histerektomi için bir protokol de sunulmaktadır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tüm deneysel prosedürler Landesdirektion Sachsen (lisanslar TVV 2/2015 ve TVV 21/2017) tarafından onaylandıktan sonra Alman Hayvan Refahı Mevzuatı ile uyum içinde gerçekleştirilmiştir.
1. Rahim elektroporasyonuna hazırlık
2. Gelinciklerin ameliyata hazırlanması
3. Gelinciklerin rahim elektroporasyonunda
4. Hedeflenen hayvanların ameliyat sonrası bakımı ve barınması
5. Gelincik histerektomi
NOT: Sterilize edilmiş hayvanların evcil hayvan olarak evlat edinilmelerine başverilmesi için kurban edilen hayvan sayısını azaltmak için histerektomi yapılır. Histerektomi için ameliyat öncesi işlem 2.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
E33'teki gelinciklerin rahim elektroporasyonunda, embriyonik neokorteksin ventriküler yüzeyini kaplayan nöral progenitör hücrelerinin hedefalınmasıylasonuçlanmıştır ( Şekil 1 ). Bu hücreler apikal atalar denir ve son derece çoğalan, geliştirme sırasında diğer tüm hücre tipleri neden. Asimetrik bölünme üzerine, apikal atalar başka bir apikal ata ve daha farklı bir hücre, genellikle bir bazal ata (BP), ventrikül yüzeyinden delaminated üretti. BP'ler ikincil germinal bölgeye, SVZ'ye göç ettiler...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Rahim elektroporasyonunda gelincik diğer yöntemlere göre avantajları ve dezavantajları olan önemli bir tekniktir. Bu yöntemin kritik adımları ve sınırlamalarının yanı sıra olası değişiklikler ve gelecekteki uygulamaları da göz önünde bulundurabiliriz.
Victor Borrell ve elektroporasyon veya viral enjeksiyon yoluyla postnatal gelincik neokorteks genetik manipülasyon meslektaşlarının öncü çalışma beri35,42,43<...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Max Planck Moleküler Hücre Biyolojisi ve Genetiği Enstitüsü'nün hizmet ve tesislerine, özellikle de gelinciklerin mükemmel yetiştiriciliği için Biyomedikal hizmetleri (BMS) tüm ekibi ve J. Peychl ve Işık Mikroskobu Tesisi ekibine verilen olağanüstü destek için müteşekkiriz. BmS'ten Katrin Reppe ve Anna Pfeffer'a istisnai veteriner desteği ve Huttner grubundan Lei Xing'e gelincik ameliyatlarına yardımcı oldukları için minnettarız.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 1ml şırınga | BD | 309628 | Elektroporasyon |
| 4-0 Vicryl sütür | Ethicon | V392ZG | Cerrahi |
| Alüminyum sprey | cp-pharma | 98017 | Cerrahi |
| Amoksisilin + klavulanik asit (Synulox RTU) | WDT | 6301 | Cerrahi |
| Kappilan tutucu | WPI | MPH6S12 | Elektroporasyon |
| Dekspantenol Merhem solüsyonu | Bayer | 6029009.00.00 | Cerrahi Örtü |
| levhası 45x75cm | Hartmann | 2513052 | Cerrahi Elektrot |
| Cımbızı, platin kaplama 5mm | BTX | 45-0489 | Elektroporasyon |
| Elektroporatörü | BTX | ECM830 | Elektroporasyon |
| Hızlı Yeşil | Sigma | F7258-25G | Elektroporasyon |
| Gelincik Mustela putorius furo | Marshall | NA | Deneysel organizma |
| Fiber optik ışık kaynağı | Olympus | KL1500LCD | Elektroporasyon |
| Forseps | Allgaier instrumente | 08-033-130 | Cerrahi |
| Forseps 3C-SA | Rubis Tech | 3C-SA | Cerrahi |
| Forseps 55 | Dumostar | 11295-51 | Cerrahi |
| Forseps 5-SA | Rubis Tech | 5-SA | Cerrahi Gazlı |
| sürüntüleri büyük | Hartmann | 401723 | Cerrahisi Gazlı |
| çubukları küçük | Hartmann | 401721 | Cerrahisi |
| GFAP antikoru | Dako | Z0334 | Antikor |
| GFP antikoru | Aves labs | GFP1020 | Antikor |
| Cam kappiller (filamentli borosilikat cam, OD: 1.2mm, ID: 0,69 mm, 10 cm uzunluk) | Sutter Instrument | BF120-69-10 | Elektroporasyon |
| Glikoz | Bela-pharm | K4011-02 | Cerrahi |
| Isı yastığı | Hans Dinslage | Sanitas SHK18 | Cerrahi |
| İyot (Betadin çözeltisi 100 mg / ml) | Meda | 997437 | Cerrahisi |
| Isofluran | CP | 21311 | Cerrahi |
| Yükleme ipuçları 20 ve mikro; l | Eppendorf | # 5242 956.003 | Elektroporasyon |
| Metamizol | WDT | 99012 | Cerrahi |
| Metzenbaum diseksiyon makası | Aesculap | BC600R | Cerrahi |
| Mikropipet çektirme | Sutter Alet Modeli | P-97 | Elektroporasyon |
| pCAGGS-GFP | NA | NA | Kalebic ve ark., eLife, 2018 |
| PCNA antikorundan | Millipore | CBL407 | Antikor |
| pH3 antikoru | Abcam | ab10543 | Antikor |
| Neşter | Aesculap | 294200104 | Cerrahisi |
| Tıraş Makinesi | Braun | EP100 | Cerrahisi |
| Sox2 antikoru | R+D Sistemleri | AF2018 | Antikor |
| Cerrahi kelepçe 13cm | WDT | 27080 | Cerrahisi |
| Cerrahi çift kaşık (Williger) | WDT | 27232 | Cerrahi |
| Cerrahi örtü | WDT | 28800 | Cerrahi |
| Cerrahi makas küçük | FST | 14090-09 | Cerrahi Dikiş |
| iğnesi tutucu | Aesculap | BM149R | Cerrahi |
| Tbr2 antikoru | Abcam | ab23345 | Antikor |
| Transfer pipeti 3ml | Fischer Bilimsel | 13439108 | Cerrahisi |
| Su banyosu | Julabo | TW2 | Cerrahisi |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.