A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כאן אנו מציגים פרוטוקול עבור מניפולציה ג'ין ספציפיות הלב בעכברים. תחת הרדמה, הלבבות העכבר היו מוחצן בחלל הבין-צלעי הרביעי. לאחר מכן, adenoviruses גנים ספציפיים קידוד הוזרקו מזרק לתוך שריר הלב, ואחריו מדידה ביטוי חלבון באמצעות הדמיה ויוו ומערביות כתם ניתוח.
מניפולציה ג'ין במיוחד בלב פלאטין באופן משמעותי את החקירה של מחלות לב pathomechanisms, הפוטנציאל הטיפולי שלהם. In vivo המסירה הגן הספציפי דום לב מושגת בדרך כלל על ידי משלוח מקומי או סיסטמי. הזרקת מערכתית דרך וריד הזנב היא קלה ויעילה לתמרן את ביטוי גנים הלב באמצעות וירוס רקומביננטי adeno-הקשורים 9 (AAV9). עם זאת, שיטה זו דורשת כמות גבוהה יחסית של וקטור עבור התמרה חושית יעילה, עלול לגרום איברים nontarget ג'ין התמרה חושית. כאן, אנו מתארים שיטה פשוטה, יעילה ו לחיסכון בזמן של הזרקת intramyocardial עבור ויוו מניפולציה ג'ין ספציפיות הלב בעכברים. תחת הרדמה (ללא אוורור), שרירי החזה ראשיות ומשניות היו גזור בלשון בוטה, בלב העכבר נחשף במהירות על-ידי הוצאתו ידני דרך חתך קטן ברווח הבין-צלעי הרביעי. לאחר מכן, אדנו קידוד לוציפראז (לוק), קולטן ויטמין D (VDR), או סיכת ראש קצר RNA (shRNA) מיקוד VDR, הוזרק עם מזרק המילטון לתוך שריר הלב. הדמיה עוקבות ויוו הפגינו שלוציפראז הזה היה בהצלחה overexpressed באופן ספציפי בלב. יתר על כן, ניתוח תספיג אישר את ביטוי מוצלח או להחרשת VDR בלב העכבר. לאחר mastered, ניתן להשתמש בטכניקה זו מניפולציה ג'ין, כמו גם הזרקת תאים או חומרים אחרים כגון nanogels בלב העכבר.
מחלת לב היא הגורם המוביל של התחלואה והתמותה ברחבי העולם1,2. העדר אסטרטגיות טיפוליות אפקטיביות עבור הלב מסכני כולל אוטם שריר הלב, אי ספיקת לב מושך אינטנסיבית חקר pathomechanisms כבסיס וזיהוי של אפשרויות טיפוליות הרומן3. עבור האלה החקירות מדעי, מניפולציה ג'ין ספציפיות הלב הוא בשימוש נרחב4,5. מניפולציה ג'ין הלב יכולה להיות מושגת על ידי הגנום עריכת בעזרת נוקלאז activator דמוי אפקטור את תמלול חזק (TALEN), מקובצים באשכולות חזרה palindromic קצר באופן קבוע interspaced (CRISPR) / CRISPR הקשורים חלבון 9 (Cas9) כלים, או דרך אספקה של חומרי גנטי חוץ רחמי (למשל, וקטורים וירוס נושאת גנים קידוד חלבונים עניין)6. למרות הגנום עריכה מאפשר שינויים הגנום ייתכן ומדויק בעכברים חי, זה עדיין מהגידולים ועתירת תרגול6. לחלופין, מניפולציה ג'ין הלב ספציפיים על-ידי וירוס וקטוריים או הפרעה קטנה מסירה מורכבת RNA (siRNA) יש לבצע6.
וירוס משלוח וקטור ללב העכבר למבוגרים מושגת על ידי בערך שתי אסטרטגיות: הזרקה מקומית או מערכתית. הזרקת מערכתית של cardiotropic serotype של AAVs כגון AAV9 היא לא פולשנית הלב גנים ספציפיים מניפולציה7. עם זאת, שיטה זו דורשת כמות גבוהה יחסית של וקטור הכרחי עבור התמרה חושית יעילה של ביטוי גנים, עלול לגרום משמעותי התמרה חושית של איברים nontarget כגון שרירים, כבד7. הזרקת וירוס המקומית מושגת על ידי הזרקת intramyocardial או משלוח intracoronary7. משלוח intracoronary מוביל הפצת וירוס בתוך הלב לעומת הזרקה intramyocardial אפילו יותר. עם זאת, החסרונות של שיטה זו הם כביסה מהירה החוצה של וקטורים ויראלי מחזור מערכתי, התמרה חושית איברים nontarget8, וכן את הדרישה של מכשירי מדידת לחץ במהלך המבצע. לעומת זאת, מאפשר הזרקת intramyocardial השמירה וירוסים יותר שריר הלב, כמו גם משלוח באתר מסוים, אבל זה נכשל לפיזור אחיד ויראלי וקטור7. לבעלי-חיים קטנים, משלוח intracoronary קשה מבחינה טכנית לבצע, בעוד הזרקת AAV9 מערכתית, הזרקת intramyocardial הם יותר נפוץ התאמן4,5,7. למרות הזרקת מערכתית הוא קל לביצוע, הזרקת intramyocardial המקובלת דורש אוורור מכני ניקור חזה גורמת נזק לרקמות נרחב, הרבה זמן.
בדו ח זה, אנחנו תיאר שיטה נוחה לחיסכון בזמן, יעילה במיוחד עבור intramyocardial הזרקה. אדנו קידוד לוציפראז VDR, או shRNA מיקוד VDR, הוזרק לתמרן ביטוי גנים הלב. לאחר mastered, ניתן להשתמש בשיטה זו מניפולציה ג'ין, כמו גם הזרקת תאים או חומרים אחרים בלב העכבר.
כל הניסויים בוצעו על פי מוסדות לאומיים של הבריאות הנחיות על שימוש של חיות מעבדה, אושרו על ידי ועדת האתיקה של בעל חיים של המכון. עכברים C57BL/6J זכר (בגילאי 8-10 שבועות) שימשו כל הניסויים. עכברים שוכנו בתנאים ללא הפתוגן ב 24 ° C ± 4 ° C, תחת מחזור/כהה 12-h, עם גישה חופשית מים ומזון.
1. הכנת אדנו פתרון
2. הרדמה והכנות פעיל
3. Intramyocardial הזרקה של אדנו בלב העכבר
4. לאחר הניתוח ניהול
5. דימות in Vivo למדידת ביטוי לוציפראז הלב
6. קצירת רקמות
7. קביעה של ביטוי חלבון
פרוטוקול הניסוי וחלק השלבים המפתח עבור שיטת דיווח מוצגים באיור1. ב- 5 ימים לאחר הזרקת intramyocardial אדנו קידוד לוציפראז (עו ד-לוק), ויוו הדמיה בעכברים עו ד-לוק מוזרק המצוין ביטוי חזקים של לוציפראז במיוחד בלב (איור 2 א, ב'), אשר היה לאשר ...
הדו ח הנוכחי מדגים טכניקה שונה להזרקה intramyocardial של וקטורים נגיפי עבור מניפולציה ג'ין הלב, אשר היה שונה משיטה של אוטם שריר הלב אינדוקציה על-ידי גאו. et al. 13 . כעת, ויוו אפיון של פונקציות גנים ספציפיים לרוב לערב את הדור של העכברים הטרנסגניים3,14
המחברים אין לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן המדע הלאומית עבור חוקרים צעירים מכובד (81625002), הלאומי מדעי הטבע קרן של סין (81470389, 81270282, 81601238), התוכנית של שנגחאי אקדמי למחקר מנהיג (18XD1402400), שנגחאי העירוני חינוך הנציבות Gaofeng ברפואה קלינית גרנט תמיכה (20152209), מרכז פיתוח בית החולים של שנגחאי Shenkang (16CR3034A), אוניברסיטת ג'יאו טונג שאנגחאי (YG2013MS42), שנגחאי ג'יאו טונג אוניברסיטת בית הספר לרפואה (15ZH1003 ו- 14XJ10019), שנגחאי שיט התוכנית (18YF1413000), ואת התוכנית חדשנות לתואר שני במכללה לרפואה Bengbu (Byycx1722). אנו מודים ד ר Erhe גאו לעזרתו קודמים במעבדה שלנו.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipments | |||
Laminar flow sterile hood | Fengshi Animal Experimental Equipment Techonology Co., Ltd. (Soochow, China) | FS-CJ-2F | |
Centrifuge | Thermo Scientific (Waltham, USA) | 75005282 | |
Tissue grinding machine | Scientz Biotechnology Co., Ltd. (Ningbo, China) | Scientz-48 | |
High temperature/high pressure sterilizer | Hirayama (Saitama, Japan) | HVE-50 | |
Isoflurane vaporizer | Matrix (Orchard Park, USA) | VIP3000 | |
IVIS Lumina III imaging system | PerkinElmer (Waltham, USA) | CLS136334 | |
Precision balance | Sartorius (Göttingen, Germany) | 28091873 | |
Instruments | |||
Eppendorf pipette (100 µL) | Eppendorf (Westbury, USA) | 4920000059 | |
Eppendorf pipette (10 µL) | Eppendorf (Westbury, USA) | 4920000113 | |
Forceps | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. | JD4020 | Curved tip |
Hamilton syringe | Hamilton (Nevada, USA) | 80501 | Volume 50 μL |
Micro-mosquito hemostat | F.S.T (Foster City, USA) | 13011-12 | Curved, tip width 1.3mm |
Needle holder | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. (Shanghai, China) | J32110 | |
Surgical scissors | F.S.T (Foster City, USA) | 14002-12 | |
1-mL Syringe | WeiGao Group Medical Polymer Co.,Ltd. (ShangDong, China) | ||
Materials and reagents | |||
Anti-GAPDH antibody | CST (Danvers, USA) | #2118 | |
Anti-Luciferase antibody | Abcam (Cambridge, UK) | ab187340 | |
Anti-rabbit IgG | CST (Danvers, USA) | #7074 | |
Anti-VDR antibody | Abcam (Cambridge, UK) | ab109234 | |
Buprenorphine | Thermo Scientific (Waltham, USA) | PA175056 | |
Chloralic hydras | LingFeng Chemical (ShangHai, China) | ||
Cryogenic Vials | Thermo Scientific (Waltham, USA) | 375418 | 1.8 mL |
Depilatory cream | Veet (Shanghai, China) | ||
Dulbecco's phosphate buffered saline | Gibco (Grand Island, USA) | 14040133 | |
Entoiodine | LiKang (Shanghai, China) | 310132 | |
EP tube | Sarstedt (Newton, USA) | PCR001 | |
Filter | Millipore (Bedford, USA) | Pore size 0.2 µm | |
Isoflurane | Yipin Pharmaceutical Company (Hebei, China) | ||
Luciferin | Promega (Madison, USA) | P1041 | |
Lysis buffer for western blot | Beyotime (Shanghai, China) | P0013J | Without inhibitors |
Ophthalmic cream | Apex Laboratories ( Melbourne, Australia)) | ||
PBS | Gibco (Grand Island, USA) | 10010023 | |
Protease inhibitor cocktail | Thermo Scientific (Waltham, USA) | 78438 | |
5-0 silk suture | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. (Shanghai, China) | ||
Steel ball | Scientz Biotechnology Co., Ltd. (Ningbo, China) | Width 1.5 mm | |
Syringe needle | Kindly Medical Devices Co., Ltd. (Zhejiang, China) | 30 gauge | |
Warm mat | Warmtact Electrical Heating Technology Co., Ltd. (Guangdong, China ) | NF-GNCW |
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