A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
توضح هذه المقالة حقن مكروي و electroporation الماوس الخصية في الجسم الحي كأسلوب ترنسفكأيشن لخلايا الخصية الماوس لدراسة عمليات فريدة من الحيوانات المنوية. يتضمن بروتوكول المعروضة خطوات إعداد الزجاج الشعرية، حقن مكروي عبر القناة ناقل، وترنسفكأيشن بواسطة Electroporation لل.
هذه المساهمة الفيديو والمادة تعطي وصفا شاملا لحقن مكروي و electroporation من الخصية الماوس في الجسم الحي. هذه التقنية ترنسفكأيشن معينة للخلايا الخصية الماوس تسمح دراسة العمليات الفريدة في تكوين الحيوانات المنوية.
يركز البروتوكول التالية على ترنسفكأيشن من خلايا فأر الخصية مع بنيات بلازميد. على وجه التحديد، استخدمنا مراسل ناقلات pEGFP-C1، الذي يعبر تعزيز البروتين الفلوري الأخضر (EGFP) وكذلك ناقلات pDsRed2-N1 التعبير عن بروتين فلوري الأحمر (DsRed2). وكان كل من الجينات مراسل المشفرة تحت سيطرة المروج المضخم للخلايا البشرية فوري المبكر (CMV).
لأداء نقل الجينات إلى الخصيتين الماوس، يتم حقن يبني مراسل البلازميد في الخصيتين من الفئران الحية. لهذا الغرض، يتعرض الخصية حيوان مخدرة وأعدت موقع حقن مكروي. مكاننا المفضل للالحقن القناة ناقل، مع الشبكه الخصويه يرتبط في النهاية كطريق النقل التشريحية للحيوانات المنوية بين الخصية والبربخ. في هذه الطريقة، وملء الأنابيب المنوية بعد حقن مكروي يدار بشكل ممتاز والتحكم بسبب استخدام الحلول DNA الملون. بعد مراقبة ملء كاف من الخصية بواسطة أنبوب صغير بلون هيكلها، وelectroporated الجهاز. وهذا يتيح نقل الحل DNA في خلايا الخصية. بعد 3 أيام من الحضانة، يتم إزالة الخصية والتحقيق تحت المجهر لمضان أخضر أو أحمر، توضح نجاح ترنسفكأيشن.
بشكل عام، يمكن استخدام هذا البروتوكول لتقديم DNA- أو RNA المرتبط يبني في المعيشة الماوس الخصية من أجل (أكثر) صريحة أو هدم الجينات، وتسهيل تحليل الجسم الحي في وظيفة الجين. وعلاوة على ذلك، وهي مناسبة لدراسة البنى مراسل أو المفترضة العاديه الجينعناصر االختبارات. وهكذا، فإن المزايا الرئيسية لهذه التقنية هي Electroporation للأداء سريع في تركيبة مع جهد منخفض وكذلك المعدات التقنية المعتدلة والمهارات المطلوبة مقارنة مع تقنيات بديلة.
تعتبر الثدييات الحيوانات المنوية أن يكون عملية معقدة من الخلايا الجذعية تجديد الذات تمر تباعا الانقسام، الانقسام المنصف والتمايز من أجل تتطور إلى فرداني الحيوانات المنوية الناضجة. ودبرت هذه التغيرات المورفولوجية من أنواع مختلفة من الخلايا وعلى الرغم من المحاولات عميقة، فإنه لا يزال من المستحيل لمحاكاة هذه العمليات في زراعة الخلايا 1،2. وبالتالي، والبحث عن الحيوانات المنوية حتى الآن يعتمد على الكائنات الحية كنماذج في الجسم الحي. بشكل عام، يتم عادة على أساس دراسات وظائف الجينات في الحيوانات المعدلة وراثيا. ومع ذلك، وتوليد وإدامة هذا النوع من نموذج حيواني تستغرق وقتا طويلا، كثيفة التكاليف، ومعقد جدا. ويعزى ذلك إلى عملية تربية الطويلة اللازمة لتوليد والحفاظ على التحوير على مدى أجيال. بالإضافة إلى ذلك، التلاعب الجيني للكائن الحي بأكمله من قبل النهج المعدلة وراثيا أو خروج المغلوب هو عرضة للتسبب العاهات الفسيولوجية عندما تستهدف زأنيس مع الوظائف الأساسية في مناطق متعددة، على سبيل المثال، خارج الخصية أو جهازيا.
وعلاوة على ذلك، ترتبط بعض الأساليب ترنسفكأيشن عابرة مع بعض العيوب حاسمة. على سبيل المثال، عيوب نموذجية من الفيروس بوساطة نقل الجينات هي استفزاز محتمل من immunoreactions وأنظمة سلامة إضافية، في حين lipofection 3 و 4 microparticle القصف قد تلف الأنسجة وتقتصر على عمق خلية معينة لكفاءة ترنسفكأيشن كافية.
في المقابل، Electroporation لل(EP) كوسيلة أخرى شائعة من ترنسفكأيشن عابرة، ويبدو أن تشكل تقنية واعدة لتمكين ترنسفكأيشن في الجسم الحي وثابت في الجسم الحي التحليل الجيني. بشكل عام، ويشار إلى EP كظاهرة الديناميكية التي تعتمد على الجهد عبر الغشاء المحلي مع المسام بالتالي بوساطة ضمن نانو ثانية. يمكن الحفاظ على هذه الثغرات لميلي ثانية، ر كافيةس منح حق الوصول إلى DNA، RNA أو جزيئات صغيرة 5. عندما الجهد تطبيقها مرتفع جدا، وتصدى الطابع عادة عابر EP بسبب إنتاج الحرارة وتحريض permeabilization شامل جدا مع ضرر لا رجعة فيه يترتب على ذلك من الخلية 5.
هنا، وتبين لنا أن Electroporation للهو نظام فعال واقتصادي ترنسفكأيشن التي هي قادرة على يجري استخدامها للتحول الوراثي الخصية من أجل توضيح خصائص الجينات الخصية في الجسم الحي. تتناول هذه المقالة إعداد البلازميد، حقن مكروي عبر القناة ناقل وElectroporation لللاحق من الماوس الخصية. يمكن أن يكون هذا الإجراء الوسيلة المختارة لتحقيق ترنسفكأيشن سريعة ومحددة وفعالة من الأنابيب المنوية من الخصية الماوس في الجسم الحي من أجل التحقيق في عمليات تكوين الحيوانات المنوية.
وقد تمت الموافقة على جميع التجارب على الحيوانات التي تقوم بها لجنة الأخلاق المحلية (Landesamt FÜR Landwirtschaft، Lebensmittelsicherheit اوند Fischerei، مكلنبورغ فوربومرن، ألمانيا).
1. البلازميد التحضير
2. إعداد ماصة حقن مكروي
3. التخدير وجراحة
4. حقن مكروي وتطبيق DNA
5. Electroporation للمن الخصية
6. إغلاق الجرح وبعد الجراحة
ويتضح الإعداد التجريبي لأداء حقن مكروي و electroporation الماوس الخصية في الجسم الحي كما يتم استخدامه وفقا للبروتوكول في الشكل 1. على الرغم من أنه من الممكن الحصول على بال micropipettes المصنعة صناعيا، فضلنا لتوليد ماصات الخاصة بنا عن طريق سحب (الشكل 1A ) والم...
بحوث في مجال البيولوجيا الإنجابية، وبخاصة في مجال خصوبة الرجال والحيوانات المنوية حتما يعتمد على الكائنات الحية. من أجل دراسة وظيفة الخصية، لم تنشئ خلية ثقافة كافية / نظام في المختبر قادرة على تبيان كل التغيرات المورفولوجية حاسمة من spermatogonium مضاعفا إلى...
مارتن ميكايليس، الكسندر Sobczak، ويواكيم M. Weitzel يعمل في معهد البيولوجيا الإنجابية، معهد ليبنيز لعلم الأحياء مزرعة الحيوانات (FBN)، Dummerstorf، ألمانيا، أن تعلن أنها لا تملك المصالح المالية المتنافسة.
نشكر بيرجيت Westernstroeer مركز الطب التناسلي وأمراض الذكورة في جامعة مونستر لتعليم حقن مكروي الخصية. الى جانب ذلك، نحن ممتنون لأورسولا Antkewitz والبتراء Reckling للمساعدة التقنية. نشكر مؤسسة البحوث الألمانية (DFG) لدعم هذا العمل (WE2458 / 10-1).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Centrifuge | Sigma | 1-15 PK | |
Spectrophotometer | Nanodrop | ND-1000 | |
Micropipette puller | Narishige | PC-10 | vertical capillary puller |
Microinjection capillaries | Clark | GC100-10 | borosilicate standard wall |
Micropipette beveler | Bachofer | Typ 462 | rotating disk beveler |
Electroporator | Nepagene | CUY 21EDIT | square wave electroporator |
Tweezer electrodes | Nepagene | CUY 650P5 | 5 mm Ø disk electrodes |
Stereo microscope | Zeiss | Stemi 2000-C | |
Cold light source | Zeiss | KL 1500LCD | |
Microinjection pump | Eppendorf | Femtojet | |
Micromanipulator | homemade | XYZ cross table | |
Surgical instruments | FST | scissors, forceps, needle holder | |
Fine forceps | FST | Dumont #5, #7 | efferent ducts preparation |
Michel clip applying stapler | FST | Michel, 12029-12 | |
Michel suture clips | FST | Michel, 12040-01 | 7.5 x 1.75 mm |
Surgical suture | Catgut, Markneukirchen, Germany | Catgut 00 | |
Syringe with 30 G needle | B. Braun | Omnican 40 | to load micropipette and for anesthesia |
Plasmid isolation kit | Promega | Cat. # A2495 | plasmid Midiprep |
Plasmid pEGFP-C1 | Clontech | Cat. #6084-1 | CMV-promoter + EGFP |
Plasmid pDsRed2-N1 | Clontech | Cat. #6084-1 | CMV-promoter + DsRed2 |
Fast Green dye | Sigma | F7258-25G | for dilution in ddH2O |
10% Ketamine | Serum Werk, Bernburg, Germany | Urotamin | mix in a rate 1:1 with xylazine |
2% Xylazine | Serum Werk, Bernburg, Germany | Xylazin | mix in a rate 1:1 with ketamine |
Sterilium | Bode Chemie | Sterillium | disinfection |
Vet ointment | S&K Pharma, GmbH | Kerato Biciron 5%, Augensalbe | opthalmic ointment to prevent eye dryness |
To-Pro-3 iodide | Invitrogen | T3605 | |
10x PBS, pH 7.4 | |||
1.37 M NaCl | Carl Roth | 3957.1 | |
Ibuprofen, Dolormin | Johnson & Johnson Consumer Health Care Germany | 01094902 | analgesic pediatric solution (NSAID) for postsurgery pain relief |
27 mM KCl | Carl Roth | 6781.1 | |
100 mM Na2HPO4·2H2O | Carl Roth | T106.2 | |
18 mM KH2PO4 | Carl Roth | 3904.1 |
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