Name: a cre-lox p recombination approach for the detection of cell fusion in vivo
Uploaded: 2012-01-04T12:00:00
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Gli autori desiderano ringraziare il Dott. Peiman Hemmati (Dipartimento di Medicina dell&#39;Università del Wisconsin-Madison) per offrire generosamente la MSC H1, e il dottor Tim Hacker, il Dr. Gouqing Song e la signora Jill Koch della University of Wisconsin Cardiovascolare Fisiologia Fondo centrale per l&#39;esecuzione di interventi chirurgici del mouse. Questo lavoro è stato sostenuto dal National Science Foundation attraverso una borsa di studio Graduate Research a Brian Freeman e NIH R21 HL089679.

1. Donatore di cellule Transfection <ol><li> Raccolta delle cellule staminali mesenchimali (MSC, derivate da cellule staminali embrionali H1 gentilmente donato dal Dott. Peiman Hematti, in alternativa, qualsiasi tipo di cellula di qualsiasi specie ipotizzato di fondere in vivo potrebbe essere impiegato) quando il 70 - 80% confluenti con 1X tripsina (Mediatech, Manassas VA) per 5 min. Inattivare tripsina con α-MEM terreno completo (antibiotico libero, Invitrogen, Carlsbad CA) 18. C...

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	<li>Bernirschke, K. K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Pathology of the Human Placenta. , (2000).</li><li>Hoshina, M., Boothby, M., Boime, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytological+localization+of+chorionic+gonadotropin+alpha+and+placental+lactogen+mRNAs+during+development+of+the+human+placenta.">Cytological localization of chorionic gonadotropin alpha and placental lactogen mRNAs during development of the human placenta.</a> J. Cell. Biol. 93, 190-198 (1982).</li><li>Johansen, M., Redman, C. W., Wilkins, T., Sargent, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trophoblast+deportation+in+human+pregnancy--its+relevance+for+pre-eclampsia.">Trophoblast deportation in human pregnancy--its relevance for pre-eclampsia.</a> Placenta. 20, 531-539 (1999).</li><li>Redman, C. W., Sargent, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Placental+debris,+oxidative+stress+and+pre-eclampsia.">Placental debris, oxidative stress and pre-eclampsia.</a> Placenta. 21, 597-602 (2000).</li><li>Ogle, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+fusion+of+cells+between+species+yields+transdifferentiation+and+retroviral+transfer+in+vivo.">Spontaneous fusion of cells between species yields transdifferentiation and retroviral transfer in vivo.</a> FASEB. J. 18, 548-550 (2004).</li><li>Nygren, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+marrow-derived+hematopoietic+cells+generate+cardiomyocytes+at+a+low+frequency+through+cell+fusion,+but+not+transdifferentiation.">Bone marrow-derived hematopoietic cells generate cardiomyocytes at a low frequency through cell fusion, but not transdifferentiation.</a> Nat. Med. 10, 494-501 (2004).</li><li>Nygren, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myeloid+and+lymphoid+contribution+to+non-haematopoietic+lineages+through+irradiation-induced+heterotypic+cell+fusion.">Myeloid and lymphoid contribution to non-haematopoietic lineages through irradiation-induced heterotypic cell fusion.</a> Nat. Cell. Biol. 10, 584-592 (2008).</li><li>Kutschka, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adenoviral+human+BCL-2+transgene+expression+attenuates+early+donor+cell+death+after+cardiomyoblast+transplantation+into+ischemic+rat+hearts.">Adenoviral human BCL-2 transgene expression attenuates early donor cell death after cardiomyoblast transplantation into ischemic rat hearts.</a> Circulation. 114, I174-I180 (2006).</li><li>Min, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+bioluminescence+imaging+of+cord+blood+derived+mesenchymal+stem+cell+transplantation+into+rat+myocardium.">In vivo bioluminescence imaging of cord blood derived mesenchymal stem cell transplantation into rat myocardium.</a> Ann. Nucl. Med. 20, 165-170 (2006).</li><li>Malstrom, S. E., Tornavaca, O., Meseguer, A., Purchio, A. F., West, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+characterization+and+hormonal+regulation+of+kidney+androgen-regulated+protein+(Kap)-luciferase+transgenic+mice.">The characterization and hormonal regulation of kidney androgen-regulated protein (Kap)-luciferase transgenic mice.</a> Toxicol. Sci. 79, 266-277 (2004).</li><li>Weir, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biophotonic+imaging+in+HO-1.luc+transgenic+mice:+real-time+demonstration+of+gender-specific+chloroform+induced+renal+toxicity.">Biophotonic imaging in HO-1.luc transgenic mice: real-time demonstration of gender-specific chloroform induced renal toxicity.</a> Mutat. Res. 574, 67-75 (2005).</li><li>Rajashekara, G., Glover, D. A., Banai, M., O'Callaghan, D., Splitter, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attenuated+bioluminescent+Brucella+melitensis+mutants+GR019+(virB4),+GR024+(galE),+and+GR026+(BMEI1090-BMEI1091)+confer+protection+in+mice.">Attenuated bioluminescent Brucella melitensis mutants GR019 (virB4), GR024 (galE), and GR026 (BMEI1090-BMEI1091) confer protection in mice.</a> Infect. Immun. 74, 2925-2936 (1090).</li><li>Kadurugamuwa, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+biophotonic+imaging+for+monitoring+of+catheter-associated+urinary+tract+infections+and+therapy+in+mice.">Noninvasive biophotonic imaging for monitoring of catheter-associated urinary tract infections and therapy in mice.</a> Infect. Immun. 73, 3878-3887 (2005).</li><li>Ryan, P. L., Youngblood, R. C., Harvill, J., Willard, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+monitoring+in+real+time+of+vascular+endothelial+growth+factor+receptor+2+gene+expression+under+relaxin-induced+conditions+in+a+novel+murine+wound+model.">Photonic monitoring in real time of vascular endothelial growth factor receptor 2 gene expression under relaxin-induced conditions in a novel murine wound model.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 1041, 398-414 (2005).</li><li>Zhu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+imaging+of+GFAP+expression+after+neuronal+damage+in+mice.">Non-invasive imaging of GFAP expression after neuronal damage in mice.</a> Neurosci. Lett. 367, 210-212 (2004).</li><li>Noiseux, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesenchymal+stem+cells+overexpressing+Akt+dramatically+repair+infarcted+myocardium+and+improve+cardiac+function+despite+infrequent+cellular+fusion+or+differentiation.">Mesenchymal stem cells overexpressing Akt dramatically repair infarcted myocardium and improve cardiac function despite infrequent cellular fusion or differentiation.</a> Mol. Ther. 14, 840-850 (2006).</li><li>Ajiki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Composite+tissue+transplantation+in+rats:+fusion+of+donor+muscle+to+the+recipient+site.">Composite tissue transplantation in rats: fusion of donor muscle to the recipient site.</a> Transplant Proc. 37, 208-209 (2005).</li><li>Trivedi, P., Hematti, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Derivation+and+immunological+characterization+of+mesenchymal+stromal+cells+from+human+embryonic+stem+cells.">Derivation and immunological characterization of mesenchymal stromal cells from human embryonic stem cells.</a> Exp. Hematol. 36, 350-359 (2008).</li><li>Ogle, B. M., Cascalho, M., Platt, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+implications+of+cell+fusion.">Biological implications of cell fusion.</a> Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 6, 567-575 (2005).</li><li>Collins, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ImageJ+for+microscopy.">ImageJ for microscopy.</a> BioTechniques. 43, 25-30 (2007).</li></ol>

Il metodo qui descritto consente, per la prima volta, l&#39;identificazione e l&#39;analisi temporale discreto di fusione cellulare negli organismi, compresi gli animali di piccole dimensioni. L&#39;approccio combina Cre-loxP ricombinazione con conseguente analisi delle immagini Biophotonic. L&#39;approccio è suscettibile di monitoraggio non solo cellula-cellula fusion, ma anche la fusione virus-cellula e quindi potrebbe rivelarsi utile per il monitoraggio delle infezioni virali. Analisi delle immagini è rapida ed è ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti </td></tr><tr><td> Neon Transfection di sistema </td><td> Invitrogen, Carlsbad, CA </td><td> MPK5000 </td><td></td></tr><tr><td> Neon 100 Kit microlitri </td><td> Invitrogen, Carlsbad, CA </td><td> MPK10025 </td><td> Contiene R ed E Buffer </td></tr><tr><td> a-MEM polvere </td><td> Invitrogen, Carlsbad, CA </td><td> 12000-022 </td><td></td></tr><tr><td> Siero fetale bovino (FBS) </td><td> Hyclone, Logan UT </td><td> SH30070.03 </td><td></td></tr><tr><td> B6.C-Tg (CMV-CRE) 1Cgn / J </td><td> Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME </td><td> 006054 </td><td></td></tr><tr><td> Tripsina 10X </td><td> Fisher Scientific, Forest Lawn, NJ </td&gt; <td> MT-25-054-Cl </td><td></td></tr><tr><td> L-Glutammina </td><td> Fisher Scientific, Forest Lawn, NJ </td><td> 25030-081 </td><td></td></tr><tr><td> D-Luciferin </td><td> Caliper Life Sciences, Hopkinton, MA </td><td> 122796 </td><td></td></tr><tr><td> Xenogen Imaging System Biophotonic </td><td> Caliper Life Sciences, Hopkinton, MA </td><td> IVIS Spectrum </td><td></td></tr><tr><td> Sodio Biocarbonate </td><td> Sigma Aldrich, St. Louis, MO </td><td> S6014-500G </td><td></td></tr><tr><td> Aminoacidi non essenziali </td><td> Invitrogen, Carlsbad, CA </td><td> 11140-050 </td><td></td></tr></tbody></table>

a cre-lox p recombination approach for the detection of cell fusion in vivo

La capacità di due o più cellule dello stesso tipo di fusibile è stato utilizzato nei metazoi nel corso dell&#39;evoluzione per formare molti organi complessi, inclusi i muscoli scheletrici, ossa e placenta. Studi contemporanei dimostrano la fusione di cellule dello stesso tipo conferisce funzioni avanzate. Per esempio, quando le cellule del trofoblasto della placenta fondono per formare il sinciziotrofoblasto, il sinciziotrofoblasto è più in grado di trasportare le sostanze nutritive e gli ormoni attraverso la barriera materno-fetale di trophoblasts non condensato 1-4. Studi più recenti dimostrano la fusione di cellule di tipo diverso possono indirizzare il destino della cellula. Il &quot;ritorno&quot; o la modifica del destino delle cellule di fusione era una volta pensato per essere limitata a sistemi di colture cellulari. Ma l&#39;avvento del trapianto di cellule staminali hanno portato alla scoperta da noi e altri che le cellule staminali possono fondersi con le cellule somatiche in vivo e che la fusione facilita la differenziazione delle cellule staminali 5-7. Così, la fusione cellulare è un processo regolato capable di promuovere la sopravvivenza cellulare e della differenziazione, e quindi potrebbe essere di fondamentale importanza per lo sviluppo, la riparazione dei tessuti e anche la patogenesi della malattia. Limitare lo studio della fusione cellulare, è la mancanza di tecnologie adeguate a 1) identificare accuratamente prodotti di fusione e di 2) prodotti di fusione traccia nel tempo. Qui vi presentiamo un nuovo approccio per affrontare sia le limitazioni attraverso l&#39;induzione di bioluminescenza su fusione (Figura 1). Bioluminescenza è possibile rilevare con alta sensibilità in vivo 8-15 Utilizziamo un costrutto che codifica per la luciferasi lucciola (Fotino pyralis) gene collocato adiacente al un codone di stop affiancato da sequenze loxP. Quando le cellule che esprimono questo gene fondono con cellule che esprimono la proteina Cre ricombinasi, i siti loxP sono spaccati e il segnale di stop è escisse che permette la trascrizione della luciferasi. Poiché il segnale è induciBLE, l&#39;incidenza di falsi positivi segnali è molto bassa. A differenza dei metodi esistenti che utilizzano il Cre / loxP sistema 16, 17, abbiamo incorporato un segnale &quot;vivente&quot; di rilevazione e quindi permettere per la prima volta l&#39;opportunità di monitorare la cinetica di fusione cellulare in vivo. Per dimostrare l&#39;approccio, i topi che esprimono ubiquitariamente Cre ricombinasi servito come destinatari di cellule staminali transfettate con un costrutto per esprimere a valle luciferasi di un codone di stop floxed. Cellule staminali sono state trapiantate tramite iniezione intramiocardico e dopo il trapianto di analisi d&#39;immagine intravitale è stata condotta per monitorare la presenza di prodotti di fusione nel cuore e tessuti circostanti nel corso del tempo. Questo approccio potrebbe essere adattato per analizzare la fusione cellulare in qualsiasi tipo di tessuto in qualsiasi stadio di sviluppo, la malattia o la riparazione dei tessuti adulti.

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A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo

Un metodo per tenere traccia fusione cellulare in organismi viventi nel corso del tempo è descritto. L&#39;approccio utilizza Cre-<em&gt; LoxP</emRicombinazione&gt; per indurre l&#39;espressione luciferasi sulla fusione cellulare. Il segnale luminescente generato può essere rilevato negli organismi viventi con sistemi di imaging Biophotonic con una sensibilità di rilevazione di circa 1.000 cellule nei tessuti periferici.

Un Cre-Lox P approccio ricombinazione per la rilevazione di fusione cellulare In Vivo</em

The ability of two or more cells of the same type to fuse has been utilized in metazoans throughout evolution to form many complex organs, including ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo

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