Method Article
وصفنا أسلوبا لضربة قاضية مشروط التعبير عن بروتين الهدف خلال الكبار الزرد تجديد زعنفة. هذا الأسلوب الذي ينطوي الصغيرة عن طريق الحقن وelectroporating morpholinos قليل النوكليوتيد العقاقير إلى الأنسجة الزعانف، والذي يسمح باختبار دور هذا البروتين في مراحل مختلفة من تجديد الزعانف، بما في ذلك التئام الجروح، وتشكيل مأرمة، وثمرة التجدد.
يمكن أن أنواع معينة من urodeles والأسماك مكتملة العظام تجديد أنسجتها. وأصبحت نموذجا الزرد المستخدمة على نطاق واسع لدراسة تجديد التلقائي للأنسجة البالغين، مثل القلب 1، شبكية العين 2، 3 الحبل الشوكي، العصب البصري 4، خلايا الشعر الحسية 5، وزعانف 6.
الزعنفة الزرد هو ملحق بسيطة نسبيا التي يتم التلاعب بها بسهولة لدراسة مراحل متعددة في تجديد تجدد المقطوع. كلاسيكيا، تميزت زعنفة تجديد من قبل ثلاث مراحل متميزة: التئام الجروح، وتشكيل مأرمة، وثمرة زعنفة. بعد بتر جزء من الزعانف، وظهارة المحيطة انتشارا ويهاجر على الجرح. في 33 درجة مئوية، وهذه العملية تحدث في غضون ست ساعات ما بعد بتر (HPA، الشكل 1B) 6،7. المقبل، والخلايا الكامنة من أنساب مختلفة (مثل العظام والدم والدبقية، الخلايا الليفية) إعادة إدخال دورة الخلية لتشكيل مأرمة التكاثري، ثhile البشرة المغطي تستمر في التكاثر (1D الشكل) 8. ثمرة كما يحدث الخلايا الأقرب إلى مأرمة في الأنساب كل منها إعادة التفريق، لتشكيل أنسجة جديدة (الشكل 1E) 8. تبعا لمستوى لبتر، اكتمال تجديد كامل في الاسبوع لمدة شهر.
التعبير عن عدد كبير من العائلات الجينات، بما في ذلك hox، wnt، جمعية جيل المستقبل، MSX، حمض الريتينويك، SHH، الشق، BMP، وactivin بيتا الجينات A، هو ما يصل ينظم خلال مراحل معينة من تجديد زعنفة 9-16. ومع ذلك، فقد كان دور كل من هذه الجينات والبروتينات التي ترميز خلال تجديد الصعب تقدير، ما لم يكن المانع محددة للبروتين موجود 13، متحولة حساسة للحرارة أو وجود حيوان المعدلة وراثيا (إما overexpressing البروتين من النوع البري أو المهيمنة 1 سلبية البروتين) قد ولدت 7،12. نحن develoPED تقنية عكس الوراثية بسرعة وسهولة اختبار وظيفة من أي جين خلال تجديد زعنفة.
وتستخدم على نطاق واسع [أليغنوكليوتيد] Morpholino لدراسة فقدان بروتينات معينة أثناء الزرد، القيطم والحمص، والفأر التنمية 17-19. Morpholinos basepair مع تسلسل الحمض النووي الريبي مكملة لاما الربط ما قبل مرنا كتلة أو ترجمة مرنا. ونحن تصف طريقة لإدخال بكفاءة فلوريسئين الموسومة العقاقير morpholinos في زعانف اسماك الزرد تجديد في التعبير ضربة قاضية من البروتين الهدف. وmorpholino والصغرى تحقن كل مأرمة من زعنفة الذيل تجديد الزرد وelectroporated في الخلايا المحيطة بها. فلوريسئين يوفر هذا الاتهام إلى electroporate في morpholino وتصور morpholino في الأنسجة زعنفة.
هذا البروتوكول يسمح مشروط ضربة قاضية البروتين لدراسة دور بروتينات معينة أثناء نمو زعانف التجدد. في مناقشة:ن، ونحن تصف كيفية ويمكن تكييف هذا النهج لدراسة دور بروتينات معينة أثناء التئام الجروح أو تشكيل مأرمة، فضلا عن علامة المحتملة للهجرة من خلال تشكيل خلية مأرمة.
1. Resuspend Morpholino
Morpholino ثابت = الوزن الجزيئي للامتصاص morpholino 1000/molar X.
ويمكن الاطلاع على الوزن الجزيئي والامتصاصية المولية للmorpholino على "بنسبة ضئيلة للعقارات "ورقة قدمت مع المنتج. تقسيم تركيز morpholino، في نانوغرام / ميكروليتر، من الوزن الجزيئي لتحديد تركيز في ملي. تمييع morpholino، إذا كان ذلك ضروريا، إلى تركيز العمل، مم 1.2 عادة.
2. زعنفة البتر
3. Morpholino حقن
4. Electroporation من Morpholino
5. تحليل
6. ممثل النتائج
"SRC =" / files/ftp_upload/3632/3632fig1.jpg "/>
الشكل 1. تخطيطي لمختلف الأحداث التي تحدث أثناء تجديد زعنفة. تعطى مرة الكامنة وراء كل حدث في ساعات ما بعد بتر (HPA) وتتوافق مع درجة الحرارة من 33 دبابة درجة مئوية.
الشكل 2. أ. التخطيطي لوحة الحقن، والتي تتم من الاغاروز ويحتوي على قليل جيدا لعقد الأسماك خلال microinjection من morpholino.
الشكل 3. تخطيطي من microinjection morpholino. ألف مكان السمك في طبق مع رئيس الأسماك في خفض درجة من البئر، الأمر الذي سيساعد على الأسماك البقاء مستقرة. باء على التكبير المنخفضة، وترتيب الإبرة بحيث انها قريبة من النسيج تجديد للزعنفة. C. في تضخم أعلى، حقن morpholino البعيدة إلى كل أشعة الزعانف العظمية (أي في كل مأرمة). يجب أن تدخل إبرة في الأنسجة البعيدة فقط للراي عظمي (1)، ثم انتقل إلى موقع مأرمة (2). ملاحظة: وتهدف فقط على الدوائر الخضراء في تخطيطي لتظهر في موقع الحقن. يمكن أن يكون لفترة وجيزة morpholino تصور بأنها "نفخة" أخضر / أصفر بعد كل حقن، ولكن هذا لا تزال قائمة كما هو موضح في التخطيطي.
الشكل 4. تخطيطي من electroporation زعنفة. A. وبعد microinjection، ضع السمك في طبق بيتري كامل من التخدير وelectroporate كلا نصفي ظهري وبطني. B. تأكد من عدم لمس الأنسجة زعنفة. ينبغي أن توضع الأقطاب ~ 1 ملم من الأنسجة.
الشكل 5. تخطيطي من الأساليب المستخدمة لحساب زعنفة تثبيط نمو. ألف التقط صورة للالزعنفة من كل السمك في 2 د ب أ، حقن morpholino إما مباشرة قبل أو بعد وelectroporation. تتبع الأنسجة التجدد من ظهري على حد سواء (الخضراء) وبطني (الأزرق) نصفين من الزعنفة باستخدام المعاهد الوطنية للصحة صورة، (أسود الخطوط المتقطعة). باء في 3 د ب أ، التقاط صورة أخرى من كل زعنفة وتتبع مرة أخرى في المناطق ظهري وبطني من إعادة النمو باستخدام المعاهد الوطنية للصحة صورة. جيم طرح مجال إعادة النمو في 2 د ب أ من إعادة نمو إجمالي في 3 د ب أ عن الأغنياء على حد سواء ظهري وبطني. ويمكن حساب منطقة في المئة من ظهري بطني مقابل إعادة النمو باستخدام صيغة: ((D 3dpa - د ب أ د 2) / (V 3dpa - V 2dpa)) X 100. تثبيط في المئة = 100 - النسبة المئوية المنطقة.
الشكل 6. أمثلة من المتوقعنتائج. ألف صورة نيون تظهر فلوريسئين الموسومة سيطرة morpholino في النصف الظهري للزعنفة، 24 ساعة بعد electroporation (تربية الصحية والبدنية). صورة Brightfield باء من زعنفة التي تم حقن وelectroporated مع morpholino السيطرة في الشوط ظهري . في الصورة تظهر إعادة النمو على قدم المساواة من نصفين كل ظهري وبطني من زعنفة، 24 تربية الصحية والبدنية. جيم Brightfield صورة الزعانف التي تم حقن وelectroporated مع morpholino تجريبي في النصف الظهري. في الصورة تظهر تثبيط إعادة النمو على الجانب الظهري / المحقونة. خط يظهر مقدار من إعادة النمو في 2 د ب أ قبل على الفور، إلى morpholino الحقن وelectroporation.
الشكل 7. تخطيطي من حقنة المناوبين وإجراء electroporation على البروتينات الهدف المشاركة في التئام الجروح وتكوين مأرمة. ألف حقن morpholinoبين كل أشعة الزعنفة عظمي في النصف الظهري من الزعنفة. باء Electroporate في morpholino عاديا. جيم بتر الزعنفة القريبة على الفور (~ 1 قطعة عظمية) إلى موقع الحقن. دال فلوريسئين الموسومة يمكن ملاحظتها morpholino في ظهارة الجرح ومأرمة في 24 تربية الصحية والبدنية.
الرقم 8. باستخدام التقنية لاستهداف ظهارة الجرح وتكوين مأرمة. صورة Brightfield ألف من زعنفة في 24 HPA التي تم حقن وelectroporated مع morpholino الرقابة المسبقة على الفور لبتر. B. صورة نيون من الزعنفة هو مبين في مذكرة ألف لوحة أن النصف المحقونة الظهري للزعنفة يظهر امتصاص جيد للmorpholino في النسيج التجديدي. ج - ج "تضخم أعلى من النصف الظهري من الزعنفة هو موضح في لوحات ألف وباء ومواقع الحقن وغالبا ما تكون واضحة لا يزال (النصال)، ولكن هاجرت العديد من الخلايا المستهدفة للمشاركة في ظهارة الجرح ومأرمة تشكيل (السهم).
الشكل 9. باستخدام التقنية لاستهداف الخلايا التي تهاجر لتشكيل. مأرمة ألف نيون والصور brightfield أقحم يظهر زعنفة حقن وelectroporated مع morpholino على نصفين على حد سواء ظهري وبطني. وقد بترت ثم الزعنفة في طائرتين. وقد قطع نصف ظهري البعيدة على الفور إلى مواقع الحقن، حيث كما تم قطع نصف بطني 9-10 شرائح عظمية البعيدة إلى مواقع الحقن. B. في 24 HPA، الصور الفلورسنت وbrightfield أقحم تبين أن morpholino قد هاجروا إلى ظهري تجديد (1)، ولكن ليس تجديد بطني (2)، مشيرا إلى أن فقط الخلية القريبة على الفور الى موقع القطع المشاركة في تشكيل مأرمة. مجموعتين من رؤوس سهام بيضاء تظهر على مستوى كل بترطائرة. تميزت لوحات 1 و 2 في أقصى اليمين من الصورة تظهر وجهة نظر تضخم أعلى من نصفين ظهري وبطني من الزعانف، على التوالي.
تكميلية الشكل 1. شريط فيديو من كومة-Z مبائر من منطقة المقابلة لمكان وجود مأرمة في زعنفة حقن وelectroporated مع morpholino السيطرة. لقد التقطت الصورة في 24 تربية الصحية والبدنية. منذ جزيء فلوريسئين واحد لا يمكن أن يكون تصور، لا يمكن أن جميع morpholino يمكن تصور أو كميا. ومع ذلك، هذه الصور تعطي فكرة عن درجات متفاوتة من امتصاص ذلك يمكن تصور في الخلايا، من النقاط منقط الفردية، إلى الخلايا كامل كامل من morpholino فلوري. على صورة ثابتة، يظهر اتجاه. مقياس شريط: 25 ميكرون.
هنا، نحن تصف قوية الخسارة من وظيفة إلى نهج البروتينات ضربة قاضية مشروط من الاهتمام خلال تجديد الزعانف في الزرد الكبار. وقد استخدمت هذه التقنية لدراسة الجينات تقاطع الفجوة، مما يشير إلى المستقبلات، عوامل النسخ، و microRNAs خلال ثمرة زعنفة التجدد 16، 20-22.
ونحن نتوقع أن هذه التقنية يمكن أيضا أن تستخدم لدراسة الجينات اللازمة لالتئام الجروح وتكوين مأرمة عن طريق تكييف هذه التقنية. على سبيل المثال، نحن وحقن electroporated 1 morpholino التحكم في المسافة بين الزعانف عظمي في النصف الظهري من الزعنفة قبل بتر (الشكل 7). نحن بتر ثم الزعنفة البعيدة على الفور إلى حقن طائرة. 24 HPA، لاحظنا أن الخلايا المستهدفة morpholino هاجروا بشكل أقصى لتشكيل كلا من ظهارة الجرح ومأرمة (الشكل 8)، مشيرا إلى أن الخلايا خلال هذه المراحل المبكرة من التجدد ويمكن أيضا أن targeted.
هذه التقنية لديها عدد قليل من القيود الملحوظة. على سبيل المثال، مضان من العلامة فلوريسئين لا تستمر تثبيت التالية وتجهيز المناعية، مما يجعل من المستحيل لربط النمط الظاهري خاص الخلوية (أي تكاثر الخلايا) مع كمية من morpholino الحالي في خلية. وبالإضافة إلى ذلك، لم نتمكن من تحقيق باستمرار electroporation من البلازميدات في تجديد زعنفة الذيل، على الرغم من أن المجموعة السابقة لم تبلغ عن electroporation ناجح من الحمض النووي في أنسجة فنلندا 23. أخيرا، لاحظنا أن morpholino فعالة فقط لمدة 48 ساعة ~ electroporation آخر القرن 21، الذي يحظر استخدام هذه التقنية في شكلها الحالي لاختبار الجينات المسؤولة عن التفريق بين أنواع الخلايا الجديدة. قد يتم إجراء اختبارات إضافية وتعديل إجراءات التغلب على هذه القيود الحالية.
وبالإضافة إلى ذلك، فمن الممكن أنه يمكن استخدام هذه التقنيةلاختبار البروتينات التي تنطوي عليها الهجرة خلية من النسيج الأساسي للمأرمة. على سبيل المثال، نحن وحقن electroporated تحكم morpholino إلى جانبي الزعنفة (كما هو موضح في الشكل 7) قبل بتر. نحن بتر ثم النصف الظهري من الزعنفة البعيدة مباشرة إلى الطائرة الحقن ونحن بتر الزعنفة البطنية أكثر من ذلك بكثير بشكل أقصى. في 24 HPA، كانت الخلايا morpholino إيجابية على الجانب الظهري هاجروا من موقع حقن لالمغطي ظهارة الجرح ومأرمة. ومع ذلك، كان هذا لا ينطبق على الجانب البطني (الشكل 9). هذا يدعم الفكرة القائلة بأن فقط الخلايا التي تكمن وراء طائرة بتر المشاركة في استجابة التجدد. هذه البيانات تشير أيضا إلى أن يمكن اختبار البروتينات افترض أن تكون هناك حاجة للهجرة الخلية باستخدام هذه التقنية.
ليس لدينا ما يكشف.
فإن الكتاب أود أن أشكر الحياة Freimann مركز العلوم ومركز البحوث للموظفين الزرد لرعايتهم والحفاظ على الزرد.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم كاشف | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
CUY21-EDIT أو CUY21-SC ساحة electroporator موجة | بروتك الدولية | CUY21EDIT أو CUY21SC | على حد سواء وحدات العمل لهذا البروتوكول |
3 مم أقطاب قطر مجداف | بروتك الدولية | CUY 650-P3 | |
Morpholino | GeneTools، ذ م م | وينبغي Morpholino مصممة خصيصا لبروتين اهتمامك | |
2-فينوكسي ايثانول | سيغما | 77861-1L | التخدير، مخفف 1:1000 في الماء الأسماك لنظام الداخلي، 1:500 للقتل الرحيم |
الدقيقة injectiعلى مضخة | الآلات الدقيقة العالم | PV830 هوائي PicoPump | ويمكن استخدام العديد من أنظمة مختلفة microinjection |
الدقيقة مناور | الآلات الدقيقة العالم | MMJR | اليد اليمنى (MMJL لالوفاض اليسار) |
الدقيقة حقن الإبر، 1.0 ملم خارج القطر | الآلات الدقيقة العالم | 1B100F-4 | هذه هي البورسليكات الزجاج الشعيرات الدموية، وانسحبت إلى إبرة |
إبرة حامل | الآلات الدقيقة العالم | 5430-ALL | بيكو كيت الخرطوم، للتأكد من أن أقحم طوقا 1.0 مم ماصة |
إبرة مجتذب | سوتر | P-97 | وينبغي الأخرى micropipette / إبرة جر العمل أيضا |
مجهر | لايكا، نيكون، زايسق | عدد يختلف باختلاف الشركة المصنعة | أي stereomicroscope مع 20x البصرية والقدرة على العمل مع micromanipulators |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved