Name: a cre-lox p recombination approach for the detection of cell fusion in vivo
Uploaded: 2012-01-04T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo at JoVE.com

Författarna vill tacka Dr Peiman Hemmati (Institutionen för medicin, University of Wisconsin-Madison) för generöst ge H1 MSC, och Dr Tim Hacker, Dr Gouqing Song och Ms Jill Koch vid University of Wisconsin Kardiovaskulär fysiologi Core Facility för att utföra mus operationer. Detta arbete stöddes av National Science Foundation genom en Graduate Research Fellowship till Brian Freeman och NIH R21 HL089679.

1. Donor Cell Transfektion <ol><li> Harvest mesenkymala stamceller (MSC, som härrör från H1 embryonala stamceller vänligt skänkts av Dr Peiman Hematti, alternativt kan alla celltyper av alla arter hypotes att smälta in vivo användas) när 70 - 80% konfluenta med 1X trypsin (Mediatech, Manassas VA) i 5 min. Inaktivera trypsin med α-MEM komplett medium (antibiotika gratis, Invitrogen, Carlsbad CA) 18. Centrifugera vid 300 xgi 5 minuter. </li><li> Försiktigt aspirera supernat...

<ol>
	<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>

Den metod som beskrivs här tillåter för första gången, diskret identifiering och temporal analys av cellfusion i organismer, inklusive små djur. Den metod som kombinerar Cre-LoxP rekombination med efterföljande Biophotonic bildanalys. Tillvägagångssättet är mottaglig för spårning inte bara cell-cell fusion, men även virus-cell fusion och detta kan visa sig användbart för att spåra virusinfektioner. Bildanalys är snabb och det är möjligt att bild flera små djur samtidigt. Upptäckt av fusion ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Namn på reagens </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> Neon Transfektion System </td><td> Invitrogen, Karlsbad, Kalifornien </td><td> MPK5000 </td><td></td></tr><tr><td> Neon 100 mikroliter Kit </td><td> Invitrogen, Karlsbad, Kalifornien </td><td> MPK10025 </td><td> Innehåller R och E-buffert </td></tr><tr><td> a-MEM pulver </td><td> Invitrogen, Karlsbad, Kalifornien </td><td> 12000-022 </td><td></td></tr><tr><td> Fostrets bovint serum (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> 006.054 </td><td></td></tr><tr><td> Trypsin 10X </td><td> Fisher Scientific, Forest Lawn, NJ </tD&gt; <td> MT-25-054-Cl </td><td></td></tr><tr><td> L-glutamin </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> 122.796 </td><td></td></tr><tr><td> Xenogen Biophotonic Imaging System </td><td> Caliper Life Sciences, Hopkinton, MA </td><td> IVIS Spectrum </td><td></td></tr><tr><td> Natrium Biocarbonate </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> S6014-500G </td><td></td></tr><tr><td> Icke-essentiella aminosyror </td><td> Invitrogen, Karlsbad, Kalifornien </td><td> 11140-050 </td><td></td></tr></tbody></table>

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

Förmågan hos två eller flera celler av samma typ att säkringen har använts i metazoans genom evolutionen för att bilda många komplexa organ, inklusive skelettmuskel, ben och moderkakan. Samtida studier visar fusion av celler av samma typ som ger ökad funktion. Till exempel, när trofoblasten cellerna i moderkakan säkring för att bilda syncytiotrophoblast är syncytiotrophoblast bättre kunna transportera näringsämnen och hormoner över moder och foster barriär än icke kondenserad trophoblasts 1-4. Nyare studier visar sammansmältning av celler av olika typer kan direkt cell öde. Den &quot;reversion&quot; eller modifiering av cell öde genom fusion var en gång tänkt att vara begränsad till system cellkultur. Men tillkomsten av stamcellstransplantation ledde till upptäckten av oss och andra som stamceller kan smälta samman med somatiska celler in vivo och att fusion underlättar stamceller differentiering 5-7. Således är Cellfusion en reglerad process Capable främja cellens överlevnad och differentiering och därmed kan vara av central betydelse för utvecklingen, reparation av vävnad och till och med patogenesen av sjukdomar. Begränsa studien av cellfusion, är bristen på lämplig teknik för att 1) ​​korrekt identifiera fusion produkter och 2) produkter spåra fusion över tiden. Här presenterar vi en ny metod för att behandla både begränsningar via induktion av mareld vid fusion (figur 1). Mareld kan detekteras med hög känslighet in vivo 8-15 Vi använder en konstruktion kodning för Firefly luciferas (Photinus pyralis) gen placeras nära ett stopp kodon flankeras av LoxP sekvenser. När celler som uttrycker denna gen säkring med celler som uttrycker Cre recombinase protein, är de LoxP platser klyvs och stoppsignal är censurerade så att transkription av luciferas. Eftersom signalen induciBLE, är förekomsten av falskt positiva signaler mycket låg. Till skillnad från existerande metoder som utnyttjar Cre / LoxP systemet 16, 17, har vi bildat en &quot;levande&quot; upptäckt signalen och därmed ger för första gången möjlighet att spåra kinetik cellfusion in vivo. För att visa den metod som serveras möss ubiquitously uttrycka Cre recombinase som mottagare av stamceller transfekterade med en konstruktion för att uttrycka luciferas nedströms en floxed stop kodon. Transplanterades stamceller via intramyocardial injektion och efter transplantation intravital bildanalys utfördes för att spåra förekomsten av fusion produkter i hjärtat och omgivande vävnader över tid. Detta tillvägagångssätt skulle kunna anpassas för att analysera Cellfusion i någon vävnadstyp i något stadium av utveckling, sjukdom eller en vuxen vävnad reparera.

Watch this Scientific Journal Video about A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo at JoVE.com

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

En metod för att spåra Cellfusion i levande organismer över tid beskrivs. Den metod som använder Cre-<em&gt; LoxP</em&gt; Rekombination att inducera luciferas uttryck på cellfusion. Den självlysande signalen genereras kan upptäckas i levande organismer med hjälp av Biophotonic bildsystem med en känslighet för upptäckt av ~ 1000 celler i perifer vävnad.

En Cre-Lox P Rekombination metoden för detektion av cellfusion 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

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor (IRIS)

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor IRIS

Biomolekylära Detection anställa interferometriska Sensor Reflektans Imaging (IRIS)

The sensitive measurement of biomolecular interactions has use in many fields and industries such as basic biology and microbiology, ...

Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

Tillverkning av elektrokemiska-DNA biosensorer för att Reagentless Upptäckt av nukleinsyror, proteiner och små molekyler

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Att skapa två-dimensionell Mönstrad substrat för Protein och Cell inneslutning

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Simple Microfluidic Devices for in vivo Imaging of C. elegans, Drosophila and Zebrafish

Simple Microfluidic Devices for in vivo Imaging of C. elegans, Drosophila and Zebrafish

Enkla mikroflödessystem enheter för<em&gt; In vivo</em&gt; Avbildning av<em&gt; C. elegans</em&gt;,<em&gt; Drosophila</em&gt; Och zebrafisk

Micro fabricated fluidic devices provide an accessible micro-environment for in vivo studies on small organisms. Simple fabrication processes are ...

Microinjection Wound Assay and In vivo Localization of Epidermal Wound Response Reporters in Drosophila Embryos.

Microinjection Wound Assay and In vivo Localization of Epidermal Wound Response Reporters in Drosophila Embryos.

Mikroinjektion Wound analys och<em&gt; In vivo</em&gt; Lokalisering av Epidermal Wound Svars Reportrar i<em&gt; Drosophila</em&gt; Embryon.

The Drosophila embryo develops a robust epidermal layer that serves both to protect the internal cells from a harsh external environment as well as to ...

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

En Full Skin Defect modell för att utvärdera Vaskularisering av biomaterial<em&gt; In Vivo</em

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to ...

A Label-free Technique for the Spatio-temporal Imaging of Single Cell Secretions

En etikett-fri teknik för spatiotemporala avbildning av en enda cell Secretions

Inter-cellular communication is an integral part of a complex system that helps in maintaining basic cellular activities. As a result, the malfunctioning ...

Hollow Fiber Bioreactors for In Vivo-like Mammalian Tissue Culture

Hollow Fiber Bioreactors for In Vivo-like Mammalian Tissue Culture

Hålfiber Bioreaktorer för<em&gt; In Vivo</em&gt; -liknande Mammalian Tissue Culture

Tissue culture has been used for over 100 years to study cells and responses ex vivo. The convention of this technique is the growth of anchorage ...

Preparation of 3D Collagen Gels and Microchannels for the Study of 3D Interactions In Vivo

Preparation of 3D Collagen Gels and Microchannels for the Study of 3D Interactions In Vivo

Beredning av 3D koUagengeler och mikro för studien av 3D interaktioner<em&gt; In Vivo</em

Historically, most cellular processes have been studied in only 2 dimensions.  While these studies have been informative about general cell signaling ...

Mesenchymal Stromal Cell Culture and Delivery in Autologous Conditions: A Smart Approach for Orthopedic Applications

Mesenkymala Stromacells- Kultur och leverans i Autologa Villkor: En smart strategi för ortopediska tillämpningar

Human Mesenchymal Stromal Cells (hMSCs) are cultured in vitro with different media. Limits on their use in clinical settings, however, mainly depend on ...