Name: novel method of plasmid dna delivery to mouse bladder urothelium by electroporation
Uploaded: 2018-05-03T14:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 38 s
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Wir danken Professor Bin Chen, Dr. Yue Zhang und Kendy Hoang für Hilfe beim Einrichten der Elektroporation-System. Diese Arbeit wurde unterstützt durch Zuschüsse aus dem Santa Cruz Cancer nutzen Group und NIH, Z.A.W.

Alle hier beschriebene Verfahren wurden gemäß den Richtlinien und Verordnungen aus dem institutionellen Animal Care und Nutzung Committee (IACUC) der University of California Santa Cruz durchgeführt.
(1) Plasmid und Vorbereitung der Werkzeuge
<ol><li>Für jede Blase zu transfizieren, mindestens 20 µL DNA Plasmid (1 µg/µL) vorzubereiten.</li>
	<li>Die 20 µL Plasmid-Lösung in einem 1,5 mL Microcentrifuge Schlauch 1 µL Trypan blau hinzufügen. Pipette gut mischen.</li>
	<li>Autoklav alle chirurgischen Instrumente und den Arbeitsbereich mit 70 % Ethanol zu sterilisieren. Sprühen von chirurgischen Instrumenten und Handschuhe mit 70 % Ethanol häufig oder mit einem Glas Bead Sterilisator bei der Durchführung der folgenden Schritte um sterile Bedingungen zu halten.</li>
</ol>(2) betäubende Tier
<ol><li>Verwenden Sie ein Tischsystem Top Anästhesie, um das Tier mit Isofluran zu betäuben. O2 Tank schalten Sie ein und einstellen Sie der Sauerstoff-Durchflussmesser auf 1 L/min.</li>
	<li>Legen Sie eine Erwachsene weiblichen C57BL/6J Maus in der Induktion-Kammer. Einschalten und Einstellen des Verdampfers Isoflurane auf 3 % für die Induktion. Die Maus sollte in Narkose innerhalb von 2 min. verwalten Buprenorphin Analgetikum (0,1 mg/kg) subkutan nach Entfernung der Maus aus der Induktion Kammer für präemptiven Analgesie. Hinweis: In diesem Protokoll werden weibliche Mäuse verwendet sind einfacher, mit zu arbeiten, während Katheterisierung der Harnröhre. Das Protokoll funktioniert auch für männliche Mäuse, aber besondere Vorsicht ist erforderlich, wenn Schritt 3 ausführen.</li>
	<li>Gelten Sie ophthalmologischen Salbe für die Augen des Tieres um Trockenheit zu verhindern. Platzieren Sie die narkotisierter Maus nach oben auf ein Heizkissen mit seiner Nase in die bugnase. Schalten Sie die Luft Schaltung Isofluran die bugnase durchlaufen zu lassen.</li>
	<li>Der Kopf und die bugnase mit Klebeband zurückhalten. Isofluran Vaporizer auf 2 % für die Wartung einstellen.</li>
	<li>Zurückhalten der Gliedmaßen mit Klebeband. Durchführen Sie Zehe-Prise Tests um sicherzustellen, dass das Tier in Tiefe Narkose und dann rasieren Bauchbereich.</li>
</ol>3. Urin Erschöpfung und Blase spülen
<ol><li>Gelten Sie Gleitmittel für Katheter (24G, Länge von 2,11 cm, Außendurchmesser von 0,045 cm) und sicherzustellen Sie, dass seine äußere Oberfläche vollständig abgedeckt ist.</li>
	<li>Einführen Sie den Katheter in die Harnröhre Öffnung und schieben Sie langsam ein, bis zu welchem Zeitpunkt der Urin durch den Katheter abfließen sollte die Blase erreicht. Drücken Sie vorsichtig den Bauch Urin Erschöpfung helfen.<ol>
<li>Überprüfen Sie, ob der Katheter in die Blase richtig eingesetzt ist, durch die Beobachtung automatischer Urin out fließen. Vermeiden Sie piercing von der Harnröhre und Blase Wand, und wenden Sie Schmiermittel mehrmals, wenn nötig.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Verwerfen Sie den Urin mit einer Pipette in ein Abfall Becherglas.</li>
	<li>Pipette 80 µL Phosphat gepufferte Kochsalzlösung (PBS) in das äußere Ende des Katheters, mit dem anderen Ende noch in der Blase. Befestigen Sie eine 1 mL Spritze vorsichtig um den Katheter. Drücken Sie vorsichtig die Spritze, die PBS in der Blase zu injizieren. Lassen Sie einige PBS in den Katheter zu vermeiden, Luftblasen in der Blase.</li>
	<li>Ziehen Sie die Spritze. Warten Sie auf PBS aus der Blase zu entleeren. Drücken Sie vorsichtig den Bauch, PBS zu evakuieren.</li>
	<li>Entsorgen Sie die PBS in den Katheter mit einer Pipette in den Abfall Becher.</li>
	<li>Wiederholen Sie PBS (Waschschritten 3.4-3.6) für zwei weitere Male. Hinweis: Es ist wichtig, während diese Waschschritte sanft arbeiten. Blut in den Katheter oder das Fehlschlagen der automatischen Out-Flüssigkeit fließen in der Regel zeigt die Harnröhre durchbohrt. Es ist auch wichtig zur Vermeidung von Luftblasen, die Einführung, wie sie die Elektroporation Effizienz sinkt.</li>
</ol>(4) Plasmid Lieferung
<ol><li>Gelten Sie 70 % igem Ethanol für die Maus-Bauch und verwenden Sie ein Skalpell, um einen vertikalen Schnitt von 1 cm, öffnen Sie die Bauchhaut oberhalb der Blase machen.</li>
	<li>Pipette mindestens 20 µL Plasmid Plus Trypan blau-Lösung in das äußere Ende des Katheters, und befestigen Sie die Spritze.</li>
	<li>Die Plasmid-Lösung in die Blase zu injizieren. Wenn die blase blau leuchtet, ist die Injektion erfolgreich. Lassen Sie etwas Flüssigkeit in den Katheter zu vermeiden, Luftblasen in der Blase.</li>
	<li>Greifen Sie der äußeren Harnröhrenmündung mit einer Pinzette zu, und entfernen Sie den Katheter und Spritze. Verwenden Sie eine Zeichenfolge an der äußeren Harnröhrenmündung festziehen. Zwei Schleifen mit der Zeichenfolge zu machen und dann mit zwei Knoten binden. Hinweis: Verschärfung der die Harnröhre ist wichtig zur Verhinderung von Rückfluss von Plasmid Flüssigkeit.</li>
	<li>Schalten Sie die Elektroporation-Generator mit den folgenden Parametern: 33V, 50 ms, Arbeitszeit und 950 ms Intervallzeit.</li>
	<li>Halten Sie die Blase mit einer Pinzette und Klemmen Sie die Blase mit zwei Elektroden. Drücken Sie das Fußpedal die Elektroporation durchführen. Hinweis: Die elektrischen Impulse sollen 5 Mal mit kurzen Abständen auftreten, nachdem jedes Pedal drücken. Die Maus kann in diesem Prozess zucken. Schieben das Fußpedal mehr als einmal die Transporteffizienz erhöhen kann, aber zu viele elektrische Impulse können die Gewebe Integrität das Urothel beschädigen.<ol>
<li>Vermeiden Sie jeglichen Kontakt zwischen die Pinzette und die Elektroden, da dies einen Funken zu erzeugen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Wiederherstellung
<ol><li>Naht der Bauch- und Haut Eröffnung mit sterilen chirurgischen Naht und Clips. Jod auf die Wunde auftragen</li>
	<li>Entfernen Sie das Tier aus dem Isofluran-System. Verwalten von Buprenorphin Analgetikum (0,1 mg/kg) subkutan, um postoperative Schmerzen zu lindern.</li>
	<li>Halten Sie das Tier auf das Heizkissen und wieder nach Hause Käfig nach vollständiger Genesung. Überprüfen Sie das Tier mindestens einmal täglich für normale Beweglichkeit, trinken und Fütterung Verhalten und keine Anzeichen einer Infektion, bis der Schnitt verheilt ist und entfernen Sie dann die Clips. Verabreichen Sie nachfolgende Injektionen von Buprenorphin Schmerzmittel, wenn das Tier Schmerzen Symptom zeigt, wie putzen, gesteigerte Aggressivität und Vokalisation reduziert.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Sharpless, N. E., Depinho, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mighty+mouse:+genetically+engineered+mouse+models+in+cancer+drug+development.">The mighty mouse: genetically engineered mouse models in cancer drug development.</a> Nat Rev Drug Discov. 5 (9), 741-754 (2006).</li><li>Heyer, J., Kwong, L. N., Lowe, S. 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J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPR-Cas9+knockin+mice+for+genome+editing+and+cancer+modeling.">CRISPR-Cas9 knockin mice for genome editing and cancer modeling.</a> Cell. 159 (2), 440-455 (2014).</li><li>Yin, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+editing+with+Cas9+in+adult+mice+corrects+a+disease+mutation+and+phenotype.">Genome editing with Cas9 in adult mice corrects a disease mutation and phenotype.</a> Nat Biotechnol. 32 (6), 551-553 (2014).</li><li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dual+AAV+system+enables+the+Cas9-mediated+correction+of+a+metabolic+liver+disease+in+newborn+mice.">A dual AAV system enables the Cas9-mediated correction of a metabolic liver disease in newborn mice.</a> Nat Biotechnol. 34 (3), 334-338 (2016).</li><li>Negrete, H. 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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroporation+and+RNA+interference+in+the+rodent+retina+in+vivo+and+in+vitro.">Electroporation and RNA interference in the rodent retina in vivo and in vitro.</a> P Natl Acad Sci USA. 101 (1), 16-22 (2004).</li><li>Yarmush, M. L., Golberg, A., Sersa, G., Kotnik, T., Miklavcic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroporation-based+technologies+for+medicine:+principles,+applications,+and+challenges.">Electroporation-based technologies for medicine: principles, applications, and challenges.</a> Annu Rev Biomed Eng. 16, 295-320 (2014).</li><li>Saito, T., Nakatsuji, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+gene+transfer+into+the+embryonic+mouse+brain+using+in+vivo+electroporation.">Efficient gene transfer into the embryonic mouse brain using in vivo electroporation.</a> Dev Biol. 240 (1), 237-246 (2001).</li><li>Boutin, C., Diestel, S., Desoeuvre, A., Tiveron, M. 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(6), e239 (2007).</li><li>Follenzi, A., Santambrogio, L., Annoni, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immune+responses+to+lentiviral+vectors.">Immune responses to lentiviral vectors.</a> Curr Gene Ther. 7 (5), 306-315 (2007).</li></ol>

Die Autoren erklären keine konkurrierenden Interesse.

Elektroporation verbessert die Durchlässigkeit der Zellmembran und ist eine leistungsstarke Technologie für gen-Electrotransfer-16. Gen-Lieferung in lebenden Nagetiere durch Elektroporation wurde häufig in der Neurobiologie Felder17,18,19,20,21verwendet. Seine Anwendungsmöglichkeiten in vielen anderen Organen haben nicht ausgiebig e...

Gentechnisch veränderte Mausmodelle (GEMMs) spielen eine wesentliche Rolle bei der Erweiterung unseres Wissens über TIERENTWICKLUNG, gen Funktionen in Vivound Mechanismen der Krankheit Fortschreiten1,2. Keimbahn GEMMs werden traditionell in zweierlei Hinsicht entwickelt. Die erste ist die Schaffung von transgenen Mäusen durch man Injektion von DNA Plasmid, gefolgt von der Transplantation von Zygoten in pseudopregnant Weibchen. Die andere ist die Generierung von Knock-Out/Knock-in Mäusen durch homologe Rekombination in embryonalen Stammzellen und die Entwicklung der Chimären. Bedingte ko von Genen in bestimmten Geweben oder Zellen Art von Interesse gehört die Zucht von gentechnisch Allele mit Cre und Flox Standorten über mehrere Generationen. Der gesamte Prozess kann teuer und zeitaufwändig sein, besonders wenn das Ziel ist es, mehrere Gene Gewebe-gezielt. Vor kurzem haben mehrere Organe der Mäuse induzieren Gewebe-spezifische genetische Veränderungen für autochthone Krebs Modellierung3gen Bearbeitung Technologien wie gruppierte regelmäßig dazwischen kurze palindromische Wiederholungen (CRISPR) zugewiesen wurde, 4,5,6,7 oder richtige Krankheit Mutationen in Situ8,9. In diesen Studien wurde die Lieferung der gRNA Vektoren in der Regel durch adenoviralen oder Lentivirale Infektion der Orgel oder hydrodynamischen Tail-Vein Injektion erreicht. Die relative Leichtigkeit der Lieferung der CRISPR-Komponenten auf die Lunge und Leber hat sich verbessert den Komfort und die Effizienz von Krebs in diesen Organen im Vergleich zu den traditionellen Cre-Lox-basierte Mausmodellen Modellierung.
Die Blase Urothel ist wo die meisten Blase Tumoren entstehen. Die Lieferung von DNA-Vektoren an der Blase Urothel für die Krebstherapie Modellierung oder gen scheitert an ein Glykosaminoglykan-Schicht auf der apikalen important Oberfläche fungiert als ein Hindernis für die Einhaltung von infektiösen Viren10,11. Mehrerer Vorbehandlung Agenten wie Syn3 und Dodecyl-β-d-maltosid wurden zur stören diese Barriere und Adenovirus-Infektion Effizienz12,13,14zu erhöhen. Ob Adeno-assoziierten Viren (Flugabwehrpanzer) effektiv die Blase infizieren können, wurde nicht berichtet. Alles in allem wäre eine nicht-viralen basierend Übermittlungsmethode wünschenswert. Hier beschreiben wir eine neuartige Methode, die im Labor für effiziente DNA Plasmid-Lieferung an die Maus Urothel durch Katheterisierung der Harnröhre und Elektroporation entwickelt. Da unser Ansatz nicht chemische Vorbehandlung der Glykosaminoglykan-Schicht oder Virus Produktion involviert ist, es wesentlich vereinfacht die Bereitstellung von DNA Plasmide in der Maus Blase Urothel, und sollte erleichtern verschiedene in-Vivo -Studien Erkrankungen der Blase.

<table><tbody><tr><td>BD 1mL TB Syringe</td><td>Fisher</td><td>148232E</td><td></td></tr><tr><td>Buprenorphine</td><td>Sigma</td><td>B9275-50MG</td><td></td></tr><tr><td>Dumont Tweezers</td><td>Roboz Surgical Instr</td><td>RS-5005</td><td>Treat with 70% ethanol before surgical use</td></tr><tr><td>ECM830 SQ Wave Electroporator</td><td>Harvard Apparatus</td><td>450052</td><td></td></tr><tr><td>Exel International Disposable Safelet I.V. Catheters</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-841-21</td><td>24G, 2.11 cm length, 0.045 cm outer diameter</td></tr><tr><td>Extra Fine Micro Dissecting Scissors</td><td>Roboz Surgical Instr</td><td>RS-5135</td><td>Treat with 70% ethanol before surgical use</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Vet one</td><td>501017</td><td></td></tr><tr><td>K&amp;amp;H Heated Resting Mat for Small Animals, 9 By 12 Inches</td><td>Amazon</td><td>n/a</td><td>Cover the heat mat with paper towels</td></tr><tr><td>Ophthalmic ointment</td><td>Fisher</td><td>NC0849514</td><td></td></tr><tr><td>PBS, pH7.4</td><td>Life Technologies</td><td>10010049</td><td></td></tr><tr><td>Pipet tips 200 &amp;micro;L</td><td>USA Scientific</td><td>1111-0206</td><td></td></tr><tr><td>Pipet Tips, Universal Fit; 0.1 to 10 &amp;micro;L</td><td>Fisher</td><td>02707438(CS)</td><td></td></tr><tr><td>PIPETMAN NEO P2</td><td>Gilson</td><td>F144561</td><td></td></tr><tr><td>PIPETMAN NEO P200N</td><td>Gilson</td><td>F144565</td><td></td></tr><tr><td>plasmid CAG-GFP</td><td>Addgene</td><td>16664</td><td></td></tr><tr><td>Platinum tweezertrode 5 mm</td><td>Harvard Apparatus</td><td>450489</td><td>5 mm diameter</td></tr><tr><td>Scissors</td><td>Roboz Surgical Instr</td><td>RS-5880</td><td>Treat with 70% ethanol before surgical use</td></tr><tr><td>String cord</td><td>Amazon</td><td>n/a</td><td>Mandala Crafts 150D 210D 0.8mm 1mm leather sewing stitching flat waxed thread string cord</td></tr><tr><td>Tape, Scotch</td><td>Fisher</td><td>19047257</td><td></td></tr><tr><td>Therio-gel Veterinary Lubricant</td><td>PBS animal health</td><td>353-736</td><td></td></tr><tr><td>Trypan Blue Stain</td><td>Life Technologies</td><td>15250061</td><td></td></tr><tr><td>V-1 Table top system anesthesia</td><td>VetEquip</td><td>901806</td><td></td></tr><tr><td>Vicryl violet suture 18&quot; FS-2 cutting 5-0</td><td>Fisher</td><td>NC0578475</td><td></td></tr><tr><td>Walgreens Povidone Iodine 10%</td><td>Walgreens</td><td>953982</td><td></td></tr><tr><td>Wound clip</td><td>Fisher</td><td>018045</td><td></td></tr><tr><td>Wound clip applier</td><td>Fisher</td><td>01804</td><td></td></tr></tbody></table>

novel method of plasmid dna delivery to mouse bladder urothelium by electroporation

Gentechnisch veränderte Mausmodelle (GEMMs) sind sehr wertvoll bei der Enthüllung neuartige biologische Einblicke in die Initiierung und Progression Mechanismen der menschlichen Krankheiten wie Krebs. Transgenen und bedingte Knockout-Mäusen werden häufig seit Überexpression des Gens oder Ablation in bestimmten Geweben oder Zellen in Vivo-Typen. Generierung von Keimbahn Mausmodellen kann Zeit- und kostenaufwändige jedoch. Neue Zuführungen in gen Bearbeiten von Technologien und die Machbarkeit liefern DNA Plasmide durch Virusinfektion haben schnelle Generierung von nicht Keimbahn autochthonen Mausmodellen Krebs für mehrere Organe aktiviert. Die Blase ist ein Organ, das für virale Vektoren aufgrund des Vorhandenseins einer Glykosaminoglykan Schicht deckt das Urothel Zugang zu schwierig gewesen sei. Hier beschreiben wir eine neuartige Methode, entwickelt im Labor für die effiziente Bereitstellung von DNA Plasmide in der Maus Blase Urothel in Vivo. Durch die intravesikale Instillation von pCAG-GFP DNA Plasmid und Elektroporation chirurgisch freigelegten Blase zeigen wir, dass das Plasmid DNA spezifisch in die Blase important Zellen für transiente Expression geliefert werden kann. Unsere Methode bietet eine schnelle und bequeme Möglichkeit für Überexpression und Knockdown von Gene in der Maus Blase und zum Aufbau von GEMMs von Blasenkrebs und anderen urologischen Krankheiten angewendet werden kann.

Um den Erfolg der Gen-Lieferung in die Blase Urothel zu demonstrieren, haben wir die pCAG-GFP15 Plasmid für Elektroporation verwendet. 20 µL Plasmid und Trypan blau Lösung wurde durch die Harnröhre injiziert und 5 elektrische Impulse verabreicht wurden. Nach 48 h wir seziert die Maus Blase und Flecken von GFP Fluoreszenz unter dem Dissektion-Fluoreszenz-Mikroskop beobachtet, während eine Negative Kontrolle Blase, die nicht unterziehen Elektroporation zeigte ke...

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Novel Method of Plasmid DNA Delivery to Mouse Bladder Urothelium by Electroporation

Wir beschreiben eine neue Methode für die Lieferung von Plasmid DNA in die important-Zellen der Maus Blase in Vivo durch Katheterisierung der Harnröhre und Elektroporation. Freuen Sie sich auf eine schnelle und bequeme Möglichkeit zur Erzeugung von autochthonen Mausmodelle der Blase Krankheiten.

Neuartige Methode der Transport der Plasmid-DNA zu Maus Blase Urothel durch Elektroporation

Genetically engineered mouse models (GEMMs) are extremely valuable in revealing novel biological insights into the initiation and progression mechanisms ...

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Research

JoVE Journal

Biology

8.4K Aufrufe.  University of California, Santa Cruz. Wir beschreiben eine neue Methode für die Lieferung von Plasmid DNA in die important-Zellen der Maus Blase in Vivo durch Katheterisierung der Harnröhre und Elektroporation. Freuen Sie sich auf eine schnelle und bequeme Möglichkeit zur Erzeugung von autochthonen Mausmodelle der Blase Krankheiten.

Serie: Novel Method of Plasmid DNA Delivery to Mouse Bladder Urothelium by Electroporation

Mouse in Utero Electroporation: Controlled Spatiotemporal Gene Transfection

In order to understand the function of genes expressed in specific region of the developing brain, including signaling molecules and axon guidance molecules, local gene transfer or knock- out is required. Gene targeting knock-in or knock-out into local regions is possible to perform with combination with a specific CRE line, which is laborious, costly, and time consuming. Therefore, a simple transfection method, an in utero electroporation technique, which can be performed with short time, will be handy to test the possible function of candidate genes prior to the generation of transgenic animals 1,2. In addition to this, in utero electroporation targets areas of the brain where no specific CRE line exists, and will limit embryonic lethality 3,4. Here, we present a method of in utero electroporation combining two different types of electrodes for simple and convenient gene transfer into target areas of the developing brain. First, a unique holding method of embryos using an optic fiber optic light cable will make small embryos (from E9.5) visible for targeted DNA solution injection into ventricles and needle type electrodes insertion to the targeted brain area 5,6. The patterning of the brain such as cortical area occur at early embryonic stage, therefore, these early electroporation from E9.5 make a big contribution to understand entire area patterning event. Second, the precise shape of a capillary prevents uterine damage by making holes by insertion of the capillary. Furthermore, the precise shape of the needle electrodes are created with tungsten and platinum wire and sharpened using sand paper and insulated with nail polish 7, a method which is described in great detail in this protocol. This unique technique allows transfection of plasmid DNA into restricted areas of the brain and will enable small embryos to be electroporated. This will help to, open a new window for many scientists who are working on cell differentiation, cell migration, axon guidance in very early embryonic stage. Moreover, this technique will allow scientists to transfect plasmid DNA into deep parts of the developing brain such as thalamus and hypothalamus, where not many region-specific CRE lines exist for gain of function (GOF) or loss of function (LOF) analyses.

Mouse in Utero Electroporation: Controlled Spatiotemporal Gene Transfection

A gene transfer method into the developing mouse brain is described by using a unique surgical method and special shape of electrodes. This unique technique allows transfection of plasmid DNA temporally and spatially, which will aid many neuroscientists in studying brain development.

Maus in Utero Elektroporation: Kontrollierte Spatiotemporal Gene Transefection

In order to understand the function of genes expressed in specific region of the developing brain, including signaling molecules and axon guidance ...

Forschung

Neurowissenschaften

An Orthotopic Bladder Cancer Model for Gene Delivery Studies

Bladder cancer is the second most common cancer of the urogenital tract and novel therapeutic approaches that can reduce recurrence and progression are needed. The tumor microenvironment can significantly influence tumor development and therapy response. It is therefore often desirable to grow tumor cells in the organ from which they originated. This protocol describes an orthotopic model of bladder cancer, in which MB49 murine bladder carcinoma cells are instilled into the bladder via catheterization. Successful tumor cell implantation in this model requires disruption of the protective glycosaminoglycan layer, which can be accomplished by physical or chemical means. In our protocol the bladder is treated with trypsin prior to cell instillation. Catheterization of the bladder can also be used to deliver therapeutics once the tumors are established. This protocol describes the delivery of an adenoviral construct that expresses a luciferase reporter gene. While our protocol has been optimized for short-term studies and focuses on gene delivery, the methodology of mouse bladder catheterization has broad applications.

Implantation of cancer cells into the organ of origin can serve as a useful preclinical model to evaluate novel therapies. MB49 bladder carcinoma cells can be grown within the bladder following intravesical instillation. This protocol demonstrates catheterization of the mouse bladder for the purpose of tumor implantation and adenoviral delivery.

Ein orthotopen Blasenkrebs-Modell für Gene Delivery Studies

Bladder cancer is the second most common cancer of the urogenital tract and novel therapeutic approaches that can reduce recurrence and progression are ...

Medizin

Neonatal Pial Surface Electroporation

Over the past several years the pial surface has been identified as a germinal niche of importance during embryonic, perinatal and adult neuro- and gliogenesis, including after injury. However, methods for genetically interrogating these progenitor populations and tracking their lineages had been limited owing to a lack of specificity or time consuming production of viruses. Thus, progress in this region has been relatively slow with only a handful of investigations of this location. Electroporation has been used for over a decade to study neural stem cell properties in the embryo, and more recently in the postnatal brain. Here we describe an efficient, rapid, and simple technique for the genetic manipulation of pial surface progenitors based on an adapted electroporation approach. Pial surface electroporation allows for facile genetic labeling and manipulation of these progenitors, thus representing a time-saving and economical approach for studying these cells.

The pial surface is a unique progenitor zone in the CNS that is receiving increasing attention. Herein, we detail a method for rapid genetic manipulation of this progenitor zone using a modified electroporation method. This procedure can be used for cellular and molecular investigations of cell lineages and signaling pathways involved in cell differentiation and to elucidate the fate and properties of daughter cells.

Neonatal Pial Oberflächen Elektroporation

Over the past several years the pial surface has been identified as a germinal niche of importance during embryonic, perinatal and adult neuro- and ...

In Vivo Microinjection and Electroporation of Mouse Testis

This video and article contribution gives a comprehensive description of microinjection and electroporation of mouse testis in vivo. This particular transfection technique for testicular mouse cells allows the study of unique processes in spermatogenesis.
The following protocol focuses on transfection of testicular mouse cells with plasmid constructs. Specifically, we used the reporter vector pEGFP-C1, which expresses enhanced green fluorescent protein (eGFP) and also the pDsRed2-N1 vector expressing red fluorescent protein (DsRed2). Both encoded reporter genes were under the control of the human cytomegalovirus immediate-early promoter (CMV).
For performing gene transfer into mouse testes, the reporter plasmid constructs are injected into testes of living mice. To that end, the testis of an anaesthetized animal is exposed and the site of microinjection is prepared. Our preferred place of injection is the efferent duct, with the ultimately connected rete testis as the anatomical transport route of the spermatozoa between the testis and the epididymis. In this way, the filling of the seminiferous tubules after microinjection is excellently managed and controlled due to the use of stained DNA solutions. After observing a sufficient filling of the testis by its colored tubule structure, the organ is electroporated. This enables the transfer of the DNA solution into the testicular&#160;cells. Following 3 days of incubation, the testis is removed and investigated under the microscope for green or red&#160;fluorescence, illustrating transfection success.
Generally, this protocol can be employed for delivering DNA- or RNA- constructs into living mouse testis in order to (over)express or knock down genes, facilitating in vivo gene function analysis. Furthermore, it is suitable for studying reporter constructs or putative gene regulatory elements. Thus, the main advantages of the electroporation technique are fast performance in combination with low effort as well as the moderate technical equipment and skills required compared to alternative techniques.

In Vivo Microinjection and Electroporation of Mouse Testis

This article describes microinjection and electroporation of mouse testis in&#160;vivo as a&#160;transfection technique for testicular mouse cells to study unique processes of spermatogenesis. The presented protocol involves steps of glass capillary preparation, microinjection via the efferent duct, and transfection by electroporation.

In-vivo-Mikroinjektion und Elektroporation von Maus-Hoden

This video and article contribution gives a comprehensive description of microinjection and electroporation of mouse testis in vivo. This particular ...

Biologie

Electroporation of Plasmid DNA into Mouse Skeletal Muscle

Transient gene expression modulation in murine skeletal muscle by plasmid electroporation is a useful tool for assessing normal and pathological physiology. Overexpression or knockdown of target genes enables investigators to manipulate individual molecular events and, thus, better understand the mechanisms that impact muscle mass, muscle metabolism, and contractility. In addition, electroporation of DNA plasmids that encode fluorescent tags allows investigators to measure changes in subcellular localization of proteins in skeletal muscle in vivo. A key functional assessment of skeletal muscle includes the measurement of muscle contractility. In this protocol, we demonstrate that whole muscle contractility studies are still possible after plasmid DNA injection, electroporation, and gene expression modulation. The goal of this instructional procedure is to demonstrate the step-by-step method of DNA plasmid electroporation into mouse skeletal muscle to facilitate uptake and expression in the myofibers of the tibialis anterior and extensor digitorum longus muscles, as well as to demonstrate that skeletal muscle contractility is not compromised by injection and electroporation.

Electroporation of plasmid DNA into skeletal muscle is a viable method to modulate gene expression without compromising muscle contractility in mice.

Elektroporation von Plasmid-DNA in die Skelettmuskulatur der Maus

Transient gene expression modulation in murine skeletal muscle by plasmid electroporation is a useful tool for assessing normal and pathological ...

Expression of Transgenes in Native Bladder Urothelium Using Adenovirus-Mediated Transduction

In addition to forming a high-resistance barrier, the urothelium lining the renal pelvis, ureters, bladder, and proximal urethra is hypothesized to sense and transmit information about its environment to the underlying tissues, promoting voiding function and behavior. Disruption of the urothelial barrier, or its sensory/transducer function, can lead to disease. Studying these complex events is hampered by lack of simple strategies to alter gene and protein expression in the urothelium. Methods are described here that allow investigators to generate large amounts of high-titer adenovirus, which can then be used to transduce rodent urothelium with high efficiency, and in a relatively straightforward manner. Both cDNAs and small interfering RNAs can be expressed using adenoviral transduction, and the impact of transgene expression on urothelial function can be assessed 12 h to several days later. These methods have broad applicability to studies of normal and abnormal urothelial biology using mouse or rat animal models.

Methods are described for the generation of large amounts of recombinant adenoviruses, which can then be used to transduce the native rodent urothelium allowing for expression of transgenes or downregulation of endogenous gene products.

Expression von Transgenen im nativen Blasenurothel mittels Adenovirus-vermittelter Transduktion

In addition to forming a high-resistance barrier, the urothelium lining the renal pelvis, ureters, bladder, and proximal urethra is hypothesized to sense ...

Electroporation-Mediated In Vitro Gene Delivery: An Electric Pulse Technique to Introduce Fluorescent Reporter Protein-Encoding Plasmids Into Cultured Cells

Source: Lo, J. C. W. et al., <a href="https://www.jove.com/v/63283">Efficient and Cost Effective Electroporation Method to Study Primary Cilium-Dependent Signaling Pathways in the Granule Cell Precursor.</a>&#160;J. Vis. Exp.&#160; (2021)
This video demonstrates the electroporation technique that introduces fluorescent protein-encoding plasmid DNA into mouse primary cerebellar granule cell precursors.

Elektroporationsvermittelte In-vitro-Genabgabe: Eine elektrische Impulstechnik zur Einführung von fluoreszierenden Reporterprotein-kodierenden Plasmiden in kultivierte Zellen

Source: Lo, J. C. W. et al., Efficient and Cost Effective Electroporation Method to Study Primary Cilium-Dependent Signaling Pathways in the Granule Cell ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Biological Techniques

Gene Transfer Techniques

Transfection

Urine Depletion and Bladder Rinsing in Mouse Model: A Catheter-based Procedure to Empty and Wash Murine Urinary Bladder

Source: Yu, C. et al. <a href="https://www.jove.com/video/57649" target="_blank">Novel Method of Plasmid DNA Delivery to Mouse Bladder Urothelium by Electroporation.</a> J. Vis. Exp. (2018)
In this video, we describe a catheter-based procedure to empty and rinse the urinary bladder of a mouse model. The prepped mouse can then be used for further experimental procedures.

Harnmangel und Blasenspülung im Mausmodell: Ein katheterbasiertes Verfahren zur Entleerung und Reinigung der murinen Harnblase

Source: Yu, C. et al. Novel Method of Plasmid DNA Delivery to Mouse Bladder Urothelium by Electroporation. J. Vis. Exp. (2018)
In this video, we describe ...

Krebsforschung

Urinary Tract Cancer

In vivo studies

Delivery of DNA Plasmids into Urothelium of Mouse Bladder: An Electroporation-based Procedure to Efficiently Deliver DNA Plasmids into Urothelial Cells of Murine Bladder to Generate Genetically Engineered Models

Source: Chuan, Y. et al. <a href="https://www.jove.com/video/57649" target="_blank">Novel method of plasmid DNA delivery to mouse bladder urothelium by electroporation.</a> J. Vis. Exp.&#160; (2018)
This video demonstrates the delivery of DNA plasmid into the urothelium of the mouse bladder using a combination of urethral catheterization and electroporation techniques. The described procedure allows the generation of mouse bladder cancer models.

Abgabe von DNA-Plasmiden in das Urothel der Mausblase: Ein auf Elektroporation basierendes Verfahren zur effizienten Verabreichung von DNA-Plasmiden in Urothelzellen der Mausblase zur Generierung gentechnisch veränderter Modelle

Source: Chuan, Y. et al. Novel method of plasmid DNA delivery to mouse bladder urothelium by electroporation. J. Vis. Exp.&#160; (2018)
This video ...

Hydrodynamic Renal Pelvis Injection: A Technique to Directly Deliver DNA into Kidney Cells of Murine Model

Source: Woodard, L. E. et al. <a href="https://www.jove.com/video/56324" target="_blank">Hydrodynamic Renal Pelvis Injection for Non-viral Expression of Proteins in the Kidney.</a> J. Vis. Exp. (2018)
In this video, we present the protocol for hydrodynamic injection of plasmids into the renal pelvis of the mouse kidney for nucleic acid transfection. This technique allows organ-specific delivery of plasmids by utilizing the principle of high hydrostatic pressure, which forcefully drives the plasmids into the specific site without causing tissue injury.

Hydrodynamische Injektion des Nierenbeckens: Eine Technik zur direkten Abgabe von DNA in Nierenzellen des Mausmodells

Source: Woodard, L. E. et al. Hydrodynamic Renal Pelvis Injection for Non-viral Expression of Proteins in the Kidney. J. Vis. Exp. (2018)
In this video, ...