A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
سطح حنوني هي منطقة فريدة من نوعها السلف في الجهاز العصبي المركزي الذي يتلقى اهتماما متزايدا. هنا، ونحن بالتفصيل طريقة للتلاعب الجيني السريع في هذه المنطقة السلف باستخدام أسلوب التثقيب الكهربائي تعديلها. ويمكن استخدام هذا الإجراء لتحقيقات الخلوية والجزيئية الأنساب الخلية ومسارات الإشارات المشاركة في تمايز الخلايا واستجلاء مصير وخصائص الخلايا الوليدة.
على مدى السنوات العديدة الماضية تم التعرف على سطح حنوني كما محراب جرثومي من أهمية خلال الجنينية، ما حول الولادة والكبار العصبية وgliogenesis، بما في ذلك بعد الاصابة. ومع ذلك، وأساليب للاستجواب وراثيا هؤلاء السكان السلف وتتبع الأنساب الخاصة بهم كان محدودا نظرا لعدم وجود خصوصية أو تستغرق وقتا طويلا إنتاج الفيروسات. وبالتالي، فقد كان التقدم في هذه المنطقة بطيئة نسبيا مع عدد قليل من التحقيقات في هذا الموقع. وقد استخدم التثقيب الكهربائي لأكثر من عقد لدراسة خصائص الخلايا الجذعية العصبية في الأجنة، ومؤخرا في الدماغ بعد الولادة. نحن هنا وصف تقنية فعالة وسريعة، وبسيطة للتلاعب الجيني للأسلاف سطح حنوني استنادا إلى نهج التثقيب الكهربائي تكييفها. حنوني التثقيب الكهربائي سطح يسمح لوضع العلامات الوراثية السطحية والتلاعب من هذه الأسلاف، وبالتالي تمثل منهجا لتوفير الوقت واقتصادية لدراسة هذه الخلايا.
الخلايا الجذعية والسلف العصبية موجودة في جميع أنحاء الثدييات CNS 1، 2. طبيعة وخصائص في مناطق جرثومي الجنينية والكبار المحيطة المناطق البطين من الدماغ والحبل الشوكي التي تم توثيقها على نطاق واسع في العقد الماضي 1-3. في جزء كبير منه، وكان هذا نتيجة لتطور أدوات الجينية على نحو متزايد دقيقة، مثل الجهاز العصبي محددة إعادة التركيب لجنة المساواة العرقية الأليلات floxed أو النسب فيروسات تتبع 4. ومع ذلك، المنطقة سلف واحد الفحص الشامل لديه منطقة حنوني السلف السطح فقط في الآونة الأخيرة وصفها بأي قدر من التفصيل 5-7 وينتظر.
يتم تعريف سطح حنوني من الدماغ كواجهة بين سطح الدماغ والسحايا المحيطة 8. خلال التنمية، الظهارية العصبية و، في وقت لاحق، قدم نهاية شعاعي الدبقية نعلق على هذا السطح 9،10. بعض التنوبويلاحظ الخلايا العصبية في الدماغ الواحد والإنسان والعديد من mitoses الخلايا العصبية في هذه المنطقة 11. في وقت لاحق، خلال تكوين الخلايا العصبية الجنينية، ومن المعروف interneurons القشرية لاجتياز المنطقة حنوني، بالإضافة إلى طرق الهجرة في منطقة المتوسط ومنطقة subventricular 12-14. خلال هذه الفترة، والخلايا الجذعية يمكن تربيتها من هذه المنطقة، ويبدو أن يكون موقع نشط من العصبية وgliogenesis 5. في الدماغ الكبار، فقد أفيد أن interneurons يمكن أن يولد من الأسلاف سطح حنوني التالية التحدي ميتة 7. ومع ذلك، فقد ظلت مساهمة هذه المنطقة إلى بلده لgenensis أثناء التطور الجنيني وبعد الولادة غامضا ويرجع ذلك جزئيا إلى صعوبة تحديدا التحقيق في هذه المنطقة 6. في أكيمة متفوقة وفي القشرة الدماغية، قد interneurons سطحية (أو طبقة أنا في القشرة) تعدل دائرة الانتاج من السكان الكامنة الخلايا العصبية مثير، وبالتالي المساهمة significantly إلى وظيفة هذه الهياكل. على وجه الخصوص، طبقة 1 interneurons في موقف رئيس لتنظيم إطلاق الخلايا العصبية في جميع أنحاء الطبقات العليا من القشرة المخية نظرا التواصل فيما بينها واسعة إلى الطبقات السطحية والعميقة من الأعمدة القشرية 15،16. بطريقة مماثلة، وتلقي interneurons الأفقي المدخلات مثير من الألياف القشرية وشبكية العين، مشروع على مساحة واسعة نسبيا ويتم المضاربة للتوسط تثبيط السكان العصبية الاستجابة للمحفزات البصرية البعيدة 17،18. أيضا، مورفولوجيا بهم هو مناسبة تماما للعب دور محتمل في النشاط موجة منقوشة في النظام البصري النامية 19. ومن المثير للاهتمام، والتنمية عصبون والنضج يحدث إلى حد كبير بعد الولادة. علاوة على ذلك، تم العثور على هذه العملية النضج إلى أن ينظم نشاط الخلايا العصبية وبالتالي فهي ركيزة من اللدونة التنموية مع عواقب مدى الحياة على حلبة ظيفة 20،21. والجدير بالذكر أن نموصوفة س المروجين والتي يمكن أن تستهدف بشكل خاص هذه الخلايا transgenically. يمكن أن تستهدف تقسيم الأسلاف مع الارتجاعي 7 ولكن الإنتاج الفيروس هو مضيعة للوقت وتتطلب مهارة لانتاج التتر عالية اللازمة لتنبيغ الخلية.
وقد أدى التثقيب الكهربائي إلى نهضة في دراسة النمو العصبي لأنه يسمح للاستجواب الوراثية السريع والفعال للمسارات الإشارات العصبية في الأسلاف 4، 22، 23. التثقيب الكهربائي ينطوي على حقن الحمض النووي البلازميد، تليها إيصال النبضات الكهربائية إلى الخارج من الرأس، لدفع unidirectionally الحمض النووي في الأسلاف المتكاثرة المحيطة البطينين 4، 22، 23. يبدو التثقيب الكهربائي يتطلب العبور من الخلايا من خلال المرحلة M من دورة الخلية للتعبير عن الجينات المحورة البلازميد 24. على وجه التحديد، وقد وجد أن فقطوالخلايا التي تمر عبر مرحلة M في غضون 8 ساعة من التثقيب الكهربائي من البلازميدات التعبير عن الجينات المحورة على الرغم من التنفيذ الفعال لجميع الخلايا داخل ~ 160 ميكرون من جدار البطين 24. وتكهن بأن هذا يرجع إلى الحاجة إلى المغلف النووية انهيار في السماح للوصول النووية من البلازميدات episomal، والمواد الكيميائية التي تسبب permeabilization النووية يمكن أن تحفز التعبير عن البلازميدات في خلايا آخر الإنقسامية 25. يعملون أصلا في الجنين 22، تم تكييفها للاستخدام التثقيب الكهربائي في الدماغ ما بعد الولادة في وقت لاحق من ذلك بكثير 26، 27. في الآونة الأخيرة، ونحن تكيفت التثقيب الكهربائي لاستخدامها في التلاعب الجيني للأسلاف سطح حنوني 6. علاوة على ذلك، باستخدام هذا النهج أظهرنا أن هناك على ما يبدو اثنين الأنساب متميزة من الأسلاف في هذه المنطقة interneuronal ونجمي 6. تفاصيل هذا البروتوكول طريقة بسيطة وسريعة، وقوية لاستهداف هذه الخلايا للاستجوابتطوير آليات تنظيم هذه الخلايا.
هذا الإجراء هو وفقا لمتطلبات سيناي IACUC. يجب أن المحققين ضمان الامتثال IACUC المؤسسية قبل المتابعة. ويجب تعقيم جميع الأدوات والكواشف قبل استخدامها.
1. إعداد أدوات، حلول، وخليط الحمض النووي
2. تخدير الحيوان، ماصة جاري التحميل، وحنوني السطح البلازميد حقن
3. التثقيب الكهربائي
4. تعديلات لاستهداف أكيمات متفوقة
الاستهداف:
التثقيب الكهربائي:
حنوني السطح نتائج التثقيب الكهربائي في التعبير من الحمض النووي البلازميد في الخلايا معظمهم من الأسلاف، عند أو بالقرب من سطح حنوني 6. وبشكل أكثر تحديدا، واتجاه الأقطاب أمر بالغ الأهمية في فرض اتجاه حركة البلازميد والتعبير اللاحقة. وهكذا، في تكوينات القطب المزد?...
الجانب الأكثر أهمية ل electroporation ناجحة من الأسلاف سطح حنوني هي: 1) استهداف مزيج البلازميد إلى سطح حنوني؛ 2) تجنب توليد القيلة في موقع الحقن؛ و 3) تجنب الوفيات المرتبطة التثقيب الكهربائي الدماغ المتوسط.
تستهدف بشكل مناسب سطح حنوني يتم ?...
يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.
فإن الكتاب أود أن أنوه بدعم من جائزة صموئيل Oschin الشامل منتدى معهد أبحاث السرطان السرطان فضلا عن أموال من معهد الطب التجديدي في سيناي، وغيران الأسرة. وأيد المشروع هو موضح في شكل كور قسيمة CTSI بتمويل من المركز الوطني للبحوث الموارد، منحة UL1RR033176، والآن في المركز الوطني للنهوض بالحركة العلوم، منحة UL1TR000124. المحتوى هو فقط من مسؤولية الكتاب ولا تمثل بالضرورة وجهة النظر الرسمية من المعاهد الوطنية للصحة.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Fire Polished Borosilicate Tubing | World Precision Instruments, Inc. | 1B100F-4 | |
Micropipette Puller | Sutter Instruments Company | P-30 | |
Fast Green FCF | Sigma Aldrich, Inc. | F7528 | |
XenoWorks Digital Microinjector | Sutter Instruments Company | ||
ECM 830 Generator | Harvard Apparatus, BTX Instrument Div | 45-0052 | |
3-mm Platinum Tweezertrodes | Harvard Apparatus, BTX Instrument Div | 45-0487 | |
SignaGel Electrode Gel | Cardinal Health | 70315-025 | |
Tris-EDTA Buffer, pH 8.0 | Integrated DNA Technologies, Inc. | 11-01-02-05 | |
Infrared Heat Lamp | VWR | 36547-009 | |
Fine Scissors Sharp | Fine Science Tools | 14060-09 |
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