Xenopus laevis kurbağa yavrularında retina hasarını veya retina dejenerasyonunu indüklemek için çeşitli protokoller geliştirdik. Bu modeller retinal rejenerasyon mekanizmalarını inceleme imkanı sunar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Xenopus laevis kurbağa yavrularında retina hasarını veya retina dejenerasyonunu indüklemek için çeşitli protokoller geliştirdik. Bu modeller retinal rejenerasyon mekanizmalarını inceleme imkanı sunar.
Retinal nörodejeneratif hastalıklar körlüğün önde gelen nedenleridir. Araştırılan çok sayıda terapötik strateji arasında, son zamanlarda kendi kendini onarmayı teşvik etmek özellikle çekici olarak ortaya çıktı. Retina onarımı için hücresel bir ilgi kaynağı, kök hücre potansiyelini ve anamniyotlarda olağanüstü bir rejeneratif kapasiteyi barındıran Müller glial hücresidir. Ancak bu potansiyel memelilerde çok sınırlıdır. Rejeneratif yeteneklere sahip hayvan modellerinde retinal rejenerasyonun altında yatan moleküler mekanizmaların incelenmesi, memeli Müller hücrelerinin retinayı yenilemek için gizli yeteneğinin nasıl ortaya çıkarılacağına dair fikir vermelidir. Bu, rejeneratif tıpta terapötik stratejilerin geliştirilmesi için önemli bir adımdır. Bu amaçla, Xenopus'ta birkaç retina yaralanması paradigması geliştirdik: mekanik bir retina yaralanması, nitroredüktaz aracılı fotoreseptör koşullu ablasyonuna izin veren bir transgenik hat, CRISPR/Cas9 aracılı rodopsin nakavtına dayalı bir retinitis pigmentosa modeli ve göz içi CoCl2 enjeksiyonları tarafından yönlendirilen bir sitotoksik model. Avantajlarını ve dezavantajlarını vurgulayarak, burada çeşitli dejeneratif koşullar oluşturan ve Xenopus'ta retinal rejenerasyonun incelenmesine izin veren bu protokol serisini açıklıyoruz.
Dünya çapında milyonlarca insan, retinitis pigmentosa, diyabetik retinopati veya yaşa bağlı makula dejenerasyonu (AMD) gibi körlüğe yol açan çeşitli retinal dejeneratif hastalıklardan muzdariptir. Bugüne kadar, bu koşullar büyük ölçüde tedavi edilemez kalmaktadır. Değerlendirilmekte olan mevcut terapötik yaklaşımlar arasında gen terapisi, hücre veya doku nakilleri, nöroprotektif tedaviler, optogenetik ve protez cihazlar yer almaktadır. Ortaya çıkan bir başka strateji, kök hücre potansiyeline sahip endojen hücrelerin aktivasyonu yoluyla kendi kendini yenilemeye dayanmaktadır. Retinanın majör glial hücre tipi olan Müller glial hücreleri, bu bağlamda hücresel ilgi kaynakları arasındadır. Yaralanma üzerine, farklılaşabilir, çoğalabilir ve nöronlar üretebilirler 1,2,3. Bu işlem zebra balığı veya Xenopus'ta çok etkili olmasına rağmen, memelilerde büyük ölçüde verimsizdir.
Bununla birlikte, mitojenik proteinlerle veya çeşitli faktörlerin aşırı ekspresyonu ile uygun tedavilerin, memeli Müller glia hücre döngüsünün yeniden girişini indükleyebileceği ve bazı durumlarda müteakip nörojenez taahhüdünü tetikleyebileceği gösterilmiştir 1,2,3,4,5. Ancak bu, tedaviler için büyük ölçüde yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle, Müller kök benzeri hücre özelliklerini verimli bir şekilde yeni hücresel terapötik stratejilere dönüştürebilen molekülleri tanımlamak için rejenerasyonun altında yatan moleküler mekanizmalar hakkındaki bilgimizi artırmak gereklidir.
Bu amaçla, Xenopus'ta retinal hücre dejenerasyonunu tetikleyen çeşitli yaralanma paradigmaları geliştirdik. Burada, (1) hücre tipine özgü olmayan mekanik bir retina hasarı, (2) çubuk hücrelerini hedef alan NTR-MTZ sistemini kullanan koşullu ve geri dönüşümlü bir hücre ablasyon modeli, (3) bir CRISPR/Cas9 aracılı rodopsin nakavtı, ilerleyici çubuk hücre dejenerasyonunu tetikleyen bir retinitis pigmentosa modeli ve (4) bir CoCl2-doza göre spesifik olarak konileri hedefleyebilen veya daha geniş retinal hücre dejenerasyonuna yol açabilen indüklenmiş sitotoksik model. Her paradigmanın özelliklerini, avantajlarını ve dezavantajlarını vurguluyoruz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Hayvan bakımı ve deneyleri, kurumsal yönergelere uygun olarak, kurumsal lisans A91272108 altında yürütülmüştür. Çalışma protokolleri, kurumsal hayvan bakım komitesi CEEA #59 tarafından onaylandı ve APAFIS #32589-2021072719047904 v4 ve APAFIS #21474-2019071210549691 v2 referans numarası altında Direction Départementale de la Protection des Populations tarafından yetkilendirildi. Bu protokollerde kullanılan tüm malzemeler, aletler ve reaktiflerle ilgili ayrıntılar için Malzeme Tablosuna bakın.
1. Mekanik retina yaralanması
NOT: Burada açıklanan yaralanma paradigma protokolü, evre 45'ten itibaren bir kurbağa yavrusunun mekanik retinal delinmesinden oluşur. Bu nedenle, belirli bir retina hücre tipini hedeflemez, ancak delinme bölgesinde retinanın tüm kalınlığına zarar verir.
2. NTR-MTZ sistemini kullanarak koşullu çubuk hücre ablasyonu
Protokol, Fransız Xenopus kaynak merkezine ev sahipliği yapan TEFOR Paris-Saclay'in zooteknik servisinde bulunan Xenopus Tg(rho:GFP-NTR) transgenik hat6'da spesifik çubuk hücre ablasyonunu indüklemeyi amaçlıyor. Bu kemogenetik sistem, NTR eksprese eden çubukları spesifik olarak ablate etmek için ön ilaç metronidazolünü (MTZ) sitotoksik bir DNA çapraz bağlama maddesine dönüştürmek için nitroredüktaz (NTR) enziminin kapasitesini kullanır (Şekil 1B). Tg(rho:GFP-NTR) veya Tg(rho:NTR) transgenik hayvanları yapmak ve dejenerasyonu indüklemek için iki ayrıntılı protokol daha önce yayınlanmıştır 7,8. Burada, retina dejenerasyonunun indüksiyonunu ve dejenerasyon sürecinin in vivo olarak nasıl izleneceğini detaylandırıyoruz.
3. CRISPR/Cas9 aracılı rodopsin nakavt ile çubuk hücre dejenerasyonu
NOT: Bu protokol, CRISPR/Cas9 aracılı rodopsin nakavtı kullanılarak spesifik çubuk hücre dejenerasyonunu indükleyerek Xenopus laevis'te bir retinitis pigmentosa modeli oluşturmak için oluşturulmuştur. F0'daki ekleme-silme (indels) yüzdesi11'de sağlanır ve ~%75'tir. Böyle bir CRISPR/Cas9 aracılı rodopsin nakavt, Xenopus tropicalis kurbağa yavrularında da gerçekleştirilebilir 11.
4. Sitotoksik göz içi CoCl 2 enjeksiyonları ile retina hücre dejenerasyonu
NOT: Bu protokol, Xenopus laevis kurbağa yavrularında göz içi kobalt klorür (CoCl2) enjeksiyonları ile retina hücre dejenerasyonunu indüklemek için oluşturulmuştur. Doza göre, koniye özgü bir dejenerasyonu veya daha geniş bir dejenerasyonu tetikleyebilir14. Bu protokolü 48. aşamadan itibaren yaşlanan Xenopus laevis kurbağa yavrularında kullanıyoruz. Xenopus tropicalis kurbağa yavrularında da kullanılabilir.
5. Retina hasarını veya retina dejenerasyonunu değerlendirmek için boyama
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Mekanik retina yaralanması
Protokol bölüm 1'de tarif edilen mekanik yaralanmaya maruz kalan kurbağa yavrularının retina kesitleri, retina lezyonunun ponksiyon bölgesi ile sınırlı kalırken dokunun tüm katmanlarını kapsadığını göstermektedir (Şekil 2A,B).
NTR-MTZ sistemi kullanılarak koşullu çubuk hücresi ablasyonu
Protokol bölüm 2'de tarif edildiği gibi MTZ tedavisi ile tedavi edilen anestezi uygulanmış T...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Xenopus kurbağa yavrularında çeşitli retina yaralanması paradigmalarının avantajları ve dezavantajları
Mekanik retina yaralanması
Xenopus kurbağa yavrularında nöral retinanın çeşitli cerrahi yaralanmaları gelişmiştir. Nöral retina ya tamamençıkarılabilir 15,16 ya da sadece kısmen çıkarılabilir16,17. Burada sunulan mekanik y...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların ifşa edecek herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bu araştırma, ITMO NNP (Institut Thématique Multi-Organisme Neurosciences, sciences cognitives, neurologie, psychiatrie) / AVIESAN (Alliance Nationale pour les sciences, sciences cognitives, neurologie, psychiatrie) ortaklığında Association Retina France, Fondation de France, FMR (Fondation Maladies Rares), BBS (Association du syndrome de Bardet-Biedl) ve UNADEV (Union Nationale des Aveugles et Déficients Visuels) tarafından milletvekillerine verilen hibelerle desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 1,2-Propandiol (propil ve gravür; ne glikol) | Sigma-Aldrich | 398039 | |
| Mutlak etanol & ge; % 99.8 | VWR kimyasalları | 20821-365 | |
| Bölünme Önleyici Kaspaz 3 antikoru (tavşan) | Hücre sinyali | 9661S | Seyreltme 1/300 |
| Anti-GFP antikoru (tavuk) | Aveslabs | GFP-1020 | Seyreltme 1/500 |
| Anti-M-Opsin antikoru (tavşan) | Sigma-Aldrich | AB5405 | Seyreltme 1/500 |
| Anti-fare ikincil antikor, Alexa Fluor 594 (keçi) | Invitrogen Thermo Scientific | A11005 | Seyreltme 1/1.000 |
| Anti-Otx2 antikoru (tavşan) | Abcam | Ab183951 | Seyreltme 1/100 |
| Anti-tavşan ikincil antikor, Alexa Fluor 488 (keçi) | Invitrogen Thermo Scientific | A11008 | Seyreltme 1/1.000 |
| Anti-tavşan ikincil antikor, Alexa Fluor 594 (keçi) | Invitrogen Thermo Scientific | A11012 | Seyreltme 1/1,000 |
| Anti-Recoverin antikoru (tavşan) | Sigma-Aldrich | AB5585 | Seyreltme 1/500 |
| Anti-Rodopsin antikoru (fare) | Sigma-Aldrich | MABN15 | Seyreltme 1/1.000 |
| Anti-S-Opsin antikoru (tavşan) | Sigma-Aldrich | AB5407 | Seyreltme 1/500 |
| Apoptotis tespit kiti (Çıkmaz florimetrik TUNEL sistemi) | Promega | G3250 | |
| Benzokain | Sigma-Aldrich | E1501 | Stok çözeltisi %10 |
| bisBenzimide H 33258 (Hoechst) | Sigma-Aldrich | B2883 | Stok çözeltisi 10 mg / mL |
| Bütanol-1 & ge; % 99,5 | VWR kimyasalları | 20810.298 | |
| Kalsiyum klorür dihidrat (CaCl2< / sub>, 2H < sub>2< / sub >O) | Sigma-Aldrich (Supelco) | 1.02382 | 0.1 m |
| Cas9'da kullanın (EnGen Spy Cas9 NLS) | New England Biolabs | M0646T | |
| Clark Kılcal Cam model GC100TF-10 | Warner Instruments (Harvard Aparatı) | 30-0038 | |
| Kobalt (II) klorür hekzahidrat (CoCl2< / sub>, 6H < sub > 2 < / sub >O) | Sigma-Aldrich | C8661 | Stok çözeltisi 100 |
| mM Lamel 24 x 60 mm | VWR | 631-1575 | |
| Dako REAL ab seyreltici | Agilent | S202230-2 | |
| Dimetil sülfoksit (DMSO) | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| Elektronik Döner Mikrotom | Termo Bilimsel | Mikrom HM 340E ve nbsp; | |
| Eozin% 1 sulu | RAL Teşhisi | 312740 | |
| Floresein lizin dekstran ve nbsp; | Invitrogen Thermo Scientific | D1822 | |
| Floresan stereomikroskop | Olympus | SZX 200 | |
| Gentamisin | Euromedex | EU0410-B | |
| Gliserin albümin acc. Mallory | Diapath | E0012 | Suda% 3 kullanım |
| Hematoksilen (Mayer's Hemalun) | RAL Teşhisi | 320550 | |
| HEPES potasyum tuzu | Sigma-Aldrich | H0527 | |
| İnsan koryonik gonadotropin hormonu | MSD Hayvan Sağlığı | Chorulon 1500 | |
| Hidroklorik asit dumanı, %37 (HCl) | Sigma-Aldrich (SAFC) | 1.00314 | |
| L-Sistein hidroklorür monohidrat | Sigma-Aldrich | C7880 | 0.1x MBS'de %2 oranında kullanın (pH 7.8 - 8.0) |
| Magnezyum Sülfat Heptahidrat (MgSO4, 7H< sub>2O) | Sigma-Aldrich (Supelco) | 1.05886 | |
| Metronidazol | Sigma-Aldrich (Supelco) | M3761 | 10 mM |
| Mikro yükleyici uçlarında | Eppendorf | 5242956003 | |
| Mikropipet çektirmesi (P-97 Alevli/Kahverengi) | Sutter Instrument Co. | Model P-97 | Programı : Isı 700 / Çekme 100 / Vel 75 / Zaman 90 / Kilitsiz p = 500 |
| Floresansı korumak için montaj ortamı, FluorSave Reaktifi | Millipore | 345789 | |
| Montaj ortamı, Eukitt | Chem-Lab | CL04.0503.0500 | |
| MX35 Ultra Mikrotom bıçağı | Epredia | 3053835 | |
| İğne Agani 25 G x 5/8'' | Terumo | AN*2516R1 | |
| Nikel Kaplama Pim Tutucu | Güzel Bilim Araçları | 26016-12 | |
| Naylon filtrasyon dokusu (eleme kumaşı) NITEX, ağ açıklığı 1.000 & m | Sefar | 06-1000/44 | |
| DMSO'suz parafin histomumu | Histolab | 00403 | |
| Paraformaldehit çözeltisi (%32) | Elektron Mikroskobu Bilimleri | EM-15714-S | 1x PBS'de %4 oranında kullanın pH 7.4 |
| Peel-A-Way Tek Kullanımlık Gömme Kalıpları | Epredia | 2219 | |
| Havaneli | VWR | 431-0094 | |
| Petri Kabı 100 mm | Corning Gosselin | SB93-101 | |
| Petri Kabı 55 mm | Corning Gosselin | BP53-06 | |
| Fosfat Tampon Tuzlu Su Çözeltisi (PBS) 10x | Euromedex | ET330-A | |
| Mikroenjeksiyon sistemi | Parker Enstrümantasyon Ürünleri | PicoSpritzer III | |
| Pimleri | Güzel Bilim Araçları | 26002-20 | |
| Polisükroz (Ficoll PM 400) | Sigma-Aldrich | F4375 | 0.1x MBS'de %3 oranında kullanın |
| Potasyum klorür (KCl) | Sigma-Aldrich | P3911 | |
| Toz kızartma yemi : sera Micron Nature | sera | 45475 (00720) | |
| Makas diseksiyonu | Güzel Bilim Araçları | 14090-09 | |
| Slide Superfrost | KNITTEL Cam | VS11171076FKA | |
| Sürgülü ısıtıcı | Kunz cihazları | HP-3 | |
| Sodyum klorür (NaCl) | Sigma-Aldrich | S7653 | |
| Sodyum sitrat trisodyum tuzu dihidrat (C6H5Na3O7, 2H2O) | VWR kimyasalları | 27833.294 | |
| Sodyum hidrojen karbonat (NaHCO3) | Sigma-Aldrich (Supelco) | 1.06329 | |
| Sodyum hidroksit %30 sulu çözelti (NaOH) | VWR kimyasalları | 28217-292 | |
| Stereomikroskop | Zeiss | Stemi 2000 | |
| Şırıngalar Omnifix-F Solo Tek Kullanımlık Şırıngalar 1 mL | B-BRAUN | 9161406V | |
| trans-aktive edici crRNA (tracrRNA) | Entegre DNA Teknolojileri | ||
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X-100 | |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | P9416 | |
| X-Cite 200DC Floresan Aydınlatıcı | X-Cite | 200DC | |
| Ksilen ve ge; 98.5% | VWR kimyasalları | 28975-325 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.