Xenopusオタマジャクシにおける網膜損傷モデルの生成

要約

私たちは、 Xenopus laevis オタマジャクシの網膜損傷または網膜変性を誘発するためのいくつかのプロトコルを開発しました。これらのモデルは、網膜再生メカニズムを研究する可能性を提供します。

要約

網膜神経変性疾患は失明の主な原因です。数多くの治療戦略が検討されている中で、最近、刺激的な自己修復が特に魅力的に浮上しています。網膜修復に関心のある細胞源はミュラーグリア細胞であり、幹細胞の可能性とアナムニオテスの並外れた再生能力を秘めています。しかし、この可能性は哺乳類では非常に限られています。再生能力を持つ動物モデルで網膜再生の根底にある分子メカニズムを研究することで、哺乳類ミュラー細胞の網膜再生能力を解き放つ方法についての洞察が得られるはずです。これは、再生医療における治療戦略の開発にとって重要なステップです。この目的のために、Xenopusでは、機械的網膜損傷、ニトロレダクターゼを介した光受容体条件付きアブレーションを可能にするトランスジェニックライン、CRISPR/Cas9を介したロドプシンノックアウトに基づく網膜色素変性症モデル、および眼内CoCl2注射によって駆動される細胞傷害モデルなど、いくつかの網膜損傷パラダイムを開発しました。それらの長所と短所を強調して、ここでは、さまざまな変性状態を生成し、Xenopusにおける網膜再生の研究を可能にするこの一連のプロトコルについて説明します。

概要

世界中の何百万人もの人々が、網膜色素変性症、糖尿病性網膜症、加齢黄斑変性症(AMD)など、失明につながるさまざまな網膜変性疾患に苦しんでいます。今日まで、これらの状態はほとんど治療できないままです。現在評価されている治療法には、遺伝子治療、細胞または組織移植、神経保護治療、光遺伝学、補綴装置などがあります。もう一つの新たな戦略は、幹細胞の潜在能力を持つ内因性細胞の活性化による自己再生に基づいています。網膜の主要なグリア細胞型であるミュラーグリア細胞は、この文脈で関心のある細胞源の一つです。損傷を受けると、それらは脱分化、増殖、およびニューロンを生成することができます^1,2,3。このプロセスはゼブラフィッシュやゼノプスでは非常に効果的ですが、哺乳類ではほとんど非効率的です。

それにもかかわらず、分裂促進タンパク質またはさまざまな要因の過剰発現による適切な処理は、哺乳類ミュラーグリア細胞周期の再突入を誘発し、場合によっては、その後の神経新生コミットメントを引き起こす可能性があることが示されています1,2,3,4,5。

プロトコル

動物の飼育と実験は、施設のライセンスA91272108の下で、施設のガイドラインに従って行われました。研究プロトコルは、施設動物管理委員会CEEA #59によって承認され、参照番号APAFIS #32589-2021072719047904 v4およびAPAFIS #21474-2019071210549691 v2の下でDirection Départementale de la Protection des Populationsによって承認されました。これらのプロトコルで使用されるすべての材料、機器、および試薬に関連する詳細については、 材料表 を参照してください。

1.機械的網膜損傷

注:ここで説明する傷害パラダイムプロトコルは、ステージ45以降のオタマジャクシの機械的網膜穿刺で構成されています。したがって、特定の網膜細胞タイプを標的とするのではなく、穿刺部位の網膜の厚さ全体に損傷を与えます。

1. オタマジャクシの麻酔薬の調製
   1. ベンゾカインの10%ストック溶液を調製します。総容量が 10 mL になるように、ベンゾカイン 1 g、ジメチルスルホキシド(DMSO)2 mL、プロピレングリコール 8 mL を加えます。ストック溶液をアルミホイルで光から保護した4°Cで数ヶ月間保存してください。
   2. オタ....

ディスカッション

Xenopusオタマジャクシにおけるさまざまな網膜損傷パラダイムの長所と短所

機械的網膜損傷
Xenopusオタマジャクシでは、神経網膜のさまざまな外科的損傷が開発されています。神経網膜は、完全に切除されるか15,16か、部分的にのみ切除されるかのどちらかである^16,17。<.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
1,2-Propanediol (propylène glycol)	Sigma-Aldrich	398039
Absolute ethanol ≥99.8%	VWR chemicals	20821-365
Anti-Cleaved Caspase 3 antibody (rabbit)	Cell signaling	9661S	Dilution 1/300
Anti-GFP antibody (chicken)	Aveslabs	GFP-1020	Dilution 1/500
Anti-M-Opsin antibody (rabbit)	Sigma-Aldrich	AB5405	Dilution 1/500
Anti-mouse secondary antibody, Alexa Fluor 594 (goat)	Invitrogen Thermo Scientific	A11005	Dilution 1/1,000
Anti-Otx2 antibody (rabbit)	Abcam	Ab183951	Dilution 1/100
Anti-rabbit secondary antibody, Alexa Fluor 488 (goat)	Invitrogen Thermo Scientific	A11008	Dilution 1/1,000
Anti-rabbit secondary antibody, Alexa Fluor 594 (goat)	Invitrogen Thermo Scientific	A11012	Dilution 1/1,000
Anti-Recoverin antibody (rabbit)	Sigma-Aldrich	AB5585	Dilution 1/500
Anti-Rhodopsin antibody (mouse)	Sigma-Aldrich	MABN15	Dilution 1/1,000
Anti-S-Opsin antibody (rabbit)	Sigma-Aldrich	AB5407	Dilution 1/500
Apoptotis detection kit (Dead end fluorimetric TUNEL system)	Promega	G3250
Benzocaine	Sigma-Aldrich	E1501	Stock solution 10%
bisBenzimide H 33258 (Hoechst)	Sigma-Aldrich	B2883	Stock solution 10 mg/mL
Butanol-1 ≥99.5%	VWR chemicals	20810.298
Calcium chloride dihydrate (CaCl2, 2H2O)	Sigma-Aldrich (Supelco)	1.02382	Use at 0.1 M
Cas9 (EnGen Spy Cas9 NLS)	New England Biolabs	M0646T
Clark Capillary Glass model GC100TF-10	Warner Instruments (Harvard Apparatus)	30-0038
Cobalt(II) chloride hexahydrate (CoCl2, 6H2O)	Sigma-Aldrich	C8661	Stock solution 100 mM
Coverslip 24 x 60 mm	VWR	631-1575
Dako REAL ab diluent	Agilent	S202230-2
Dimethyl sulfoxide (DMSO)	Sigma-Aldrich	D8418
Electronic Rotary Microtome	Thermo Scientific	Microm HM 340E
Eosin 1% aqueous	RAL Diagnostics	312740
Fluorescein lysine dextran	Invitrogen Thermo Scientific	D1822
Fluorescent stereomicroscope	Olympus	SZX 200
Gentamycin	Euromedex	EU0410-B
Glycerin albumin acc. Mallory	Diapath	E0012	Use at 3% in water
Hematoxylin (Mayer's Hemalun)	RAL Diagnostics	320550
HEPES potassium salt	Sigma-Aldrich	H0527
Human chorionic gonadotropin hormone	MSD Animal Health	Chorulon 1500
Hydrochloric acid fuming, 37% (HCl)	Sigma-Aldrich (SAFC)	1.00314
L-Cysteine hydrochloride monohydrate	Sigma-Aldrich	C7880	Use at 2% in 0.1x MBS (pH 7.8 - 8.0)
Magnesium Sulfate Heptahydrate (MgSO4, 7H2O)	Sigma-Aldrich (Supelco)	1.05886
Metronidazole	Sigma-Aldrich (Supelco)	M3761	Use at 10 mM
Microloader tips	Eppendorf	5242956003
Micropipette puller (P-97 Flaming/Brown)	Sutter Instrument Co.	Model P-97	Program : Heat 700 / Pull 100 / Vel 75 / Time 90 / Unlocked p = 500
Mounting medium to preserve fluorescence, FluorSave Reagent	Millipore	345789
Mounting medium, Eukitt	Chem-Lab	CL04.0503.0500
MX35 Ultra Microtome blade	Epredia	3053835
Needle Agani 25 G x 5/8''	Terumo	AN*2516R1
Nickel Plated Pin Holder	Fine Science Tools	26016-12
Nylon filtration tissue (sifting fabric) NITEX, mesh opening 1,000 µm	Sefar	06-1000/44
Paraffin histowax without DMSO	Histolab	00403
Paraformaldehyde solution (32%)	Electron Microscopy Sciences	EM-15714-S	Use at 4% in 1x PBS pH 7.4
Peel-A-Way Disposable Embedding Molds	Epredia	2219
Pestle	VWR	431-0094
Petri Dish 100 mm	Corning Gosselin	SB93-101
Petri Dish 55 mm	Corning Gosselin	BP53-06
Phosphate Buffer Saline Solution (PBS) 10x	Euromedex	ET330-A
PicoSpritzer Microinjection system	Parker Instrumentation Products	PicoSpritzer III
Pins	Fine Science Tools	26002-20
Polysucrose (Ficoll PM 400 )	Sigma-Aldrich	F4375	Use at 3% in 0.1x MBS
Potassium chloride (KCl)	Sigma-Aldrich	P3911
Powdered fry food : sera Micron Nature	sera	45475 (00720)
Scissors dissection	Fine Science Tools	14090-09
Slide Superfrost	KNITTEL Glass	VS11171076FKA
Slide warmer	Kunz instruments	HP-3
Sodium chloride (NaCl)	Sigma-Aldrich	S7653
Sodium citrate trisodium salt dihydrate (C6H5Na3O7, 2H2O)	VWR chemicals	27833.294
Sodium hydrogen carbonate (NaHCO3)	Sigma-Aldrich (Supelco)	1.06329
Sodium hydroxide 30% aqueous solution (NaOH)	VWR chemicals	28217-292
Stereomicroscope	Zeiss	Stemi 2000
Syringes Omnifix-F Solo Single-use Syringes 1 mL	B-BRAUN	9161406V
trans-activating crRNA (tracrRNA)	Integrated DNA Technologies	1072533
Triton X-100	Sigma-Aldrich	X-100
Tween-20	Sigma-Aldrich	P9416
X-Cite 200DC Fluorescence Illuminator	X-Cite	200DC
Xylene ≥98.5%	VWR chemicals	28975-325