Name: in vivo microinjection and electroporation of mouse testis
Uploaded: 2014-08-23T15:00:00
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Ringraziamo Birgit Westernstroeer del Centro di Medicina della Riproduzione e Andrologia presso l&#39;Università di Muenster per l&#39;insegnamento della microiniezione testicolare. Inoltre, siamo grati a Ursula Antkewitz e Petra Reckling per l&#39;assistenza tecnica. Ringraziamo la Fondazione tedesca per la ricerca (DFG) per sostenere questo lavoro (WE2458 / 10-1). &#160;

Tutti gli esperimenti sugli animali effettuati sono stati approvati dal comitato etico locale (Landesamt für Landwirtschaft, Lebensmittelsicherheit und Fischerei, Mecklenburg-Vorpommern, Germania). 1 plasmidi Preparazione <ol><li> Per la preparazione plasmide, utilizzare i kit di purificazione del plasmide (vedi tabella materiali) o metodi simili con buffer di rimozione di endotossine in modo che le reazioni immunitarie dell&#39;animale possono essere evitati. Seguire le istruzioni del ma...

<ol>
	<li>Reuter, K., Schlatt, S., Ehmcke, J., Wistuba, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fact+or+fiction:+In+vitro+spermatogenesis.">Fact or fiction: In vitro spermatogenesis.</a> Spermatogenesis. 2, 245-252 (2012).</li><li>Hunter, D., Anand-Ivell, R., Danner, S., Ivell, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Models+of+in+vitro+spermatogenesis.">Models of in vitro spermatogenesis.</a> Spermatogenesis. 2, 32-43 (2012).</li><li>Zizzi, A., 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=fluorescent+protein+as+indicator+of+nonviral+transient+transfection+efficiency+in+endometrial+and+testicular+biopsies.">fluorescent protein as indicator of nonviral transient transfection efficiency in endometrial and testicular biopsies.</a> Microsc. Res. Tech. 73, 229-233 (2010).</li><li>Williams, R. S., 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=Introduction+of+foreign+genes+into+tissues+of+living+mice+by+DNA-coated+microprojectiles.">Introduction of foreign genes into tissues of living mice by DNA-coated microprojectiles.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 88, 2726-2730 (1991).</li><li>Bockmann, R. A., de Groot, B. L., Kakorin, S., Neumann, E., Grubmuller, H., Kinetics, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=statistics,+and+energetics+of+lipid+membrane+electroporation+studied+by+molecular+dynamics+simulations.">statistics, and energetics of lipid membrane electroporation studied by molecular dynamics simulations.</a> Biophys. J. 95, 1837-1850 (2008).</li><li>Pritchett-Corning, K. R., Luo, Y., Mulder, G. B., White, W. 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C., Kubota, M., Ogawa, M., Shimogori, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+in+utero+electroporation:+controlled+spatiotemporal+gene+transfection.">Mouse in utero electroporation: controlled spatiotemporal gene transfection.</a> J. Vis. Exp. (54), (2011).</li><li>Blackshaw, S. <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+electroporation+of+developing+mouse+retina.">In vivo electroporation of developing mouse retina.</a> J. Vis. Exp. (52), (2011).</li><li>Yomogida, K., Yagura, Y., Nishimune, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroporated+transgene-rescued+spermatogenesis+in+infertile+mutant+mice+with+a+sertoli+cell+defect.">Electroporated transgene-rescued spermatogenesis in infertile mutant mice with a sertoli cell defect.</a> Biol. Reprod. 67, 712-717 (2002).</li><li>Ryoki, S., Park, H., Ohmori, Y., Shoji-Tanaka, A., Muramatsu, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+integrase+facilitates+long-lasting+foreign+gene+expression+in+vivo+in+mouse+spermatogenic+cells.">An integrase facilitates long-lasting foreign gene expression in vivo in mouse spermatogenic cells.</a> J. Biosci. Bioeng. 91, 363-367 (2001).</li><li>Umemoto, 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=Gene+transfer+to+mouse+testes+by+electroporation+and+its+influence+on+spermatogenesis.">Gene transfer to mouse testes by electroporation and its influence on spermatogenesis.</a> J. Androl. 26, 264-271 (2005).</li><li>Muramatsu, T., Shibata, O., Ryoki, S., Ohmori, Y., Okumura, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Foreign+gene+expression+in+the+mouse+testis+by+localized+in+vivo+gene+transfer.">Foreign gene expression in the mouse testis by localized in vivo gene transfer.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 233, 45-49 (1997).</li><li>Hibbitt, O., 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=In+vivo+gene+transfer+by+electroporation+allows+expression+of+a+fluorescent+transgene+in+hamster+testis+and+epididymal+sperm+and+has+no+adverse+effects+upon+testicular+integrity+or+sperm+quality.">In vivo gene transfer by electroporation allows expression of a fluorescent transgene in hamster testis and epididymal sperm and has no adverse effects upon testicular integrity or sperm quality.</a> Biol. Reprod. 74, 95-101 (2006).</li><li>Yamazaki, Y., Yagi, T., Ozaki, T., Imoto, K. <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+gene+transfer+to+mouse+spermatogenic+cells+using+green+fluorescent+protein+as+a.">In vivo gene transfer to mouse spermatogenic cells using green fluorescent protein as a.</a> J. Exp. Zool. 286, 212-218 (2000).</li><li>Dhup, S., Majumdar, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgenesis+via+permanent+integration+of+genes+in+repopulating+spermatogonial+cells+in+vivo.">Transgenesis via permanent integration of genes in repopulating spermatogonial cells in vivo.</a> Nat. Methods. 5, 601-603 (2008).</li><li>Huang, Z., 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=In+vivo+transfection+of+testicular+germ+cells+and+transgenesis+by+using+the+mitochondrially+localized+jellyfish+fluorescent+protein+gene.">In vivo transfection of testicular germ cells and transgenesis by using the mitochondrially localized jellyfish fluorescent protein gene.</a> FEBS Lett. 487, 248-251 (2000).</li><li>Majumdar, S. S., 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+method+for+rapid+generation+of+transgenic+animals+to+evaluate+testis+genes+during+sexual+maturation.">A method for rapid generation of transgenic animals to evaluate testis genes during sexual maturation.</a> J. Reprod. Immunol. 83, 36-39 (2009).</li><li>Yomogida, K., Yagura, Y., Tadokoro, Y., Nishimune, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dramatic+expansion+of+germinal+stem+cells+by+ectopically+expressed+human+glial+cell+line-derived+neurotrophic+factor+in+mouse+Sertoli+cells.">Dramatic expansion of germinal stem cells by ectopically expressed human glial cell line-derived neurotrophic factor in mouse Sertoli cells.</a> Biol. Reprod. 69, 1303-1307 (2003).</li><li>Ike, A., 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=Transient+expression+analysis+of+the+mouse+ornithine+decarboxylase+antizyme+haploid-specific+promoter+using+in+vivo+electroporation.">Transient expression analysis of the mouse ornithine decarboxylase antizyme haploid-specific promoter using in vivo electroporation.</a> FEBS Lett. 559, 159-164 (2004).</li><li>Gonzalez-Gonzalez, E., Lopez-Casas, P. P., Del, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+silencing+by+RNAi+in+mouse+Sertoli+cells.">Gene silencing by RNAi in mouse Sertoli cells.</a> Reprod. Biol. Endocrinol. 6, 29 (2008).</li><li>Tang, H., Kung, A., Goldberg, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+murine+lactate+dehydrogenase+C+(Ldhc)+gene+expression.">Regulation of murine lactate dehydrogenase C (Ldhc) gene expression.</a> Biol. Reprod. 78, 455-461 (2008).</li><li>Yomgogida, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mammalian+testis:+a+target+of+in+vivo+electroporation.">Mammalian testis: a target of in vivo electroporation.</a> Dev. Growth Differ. 50, 513-515 (2008).</li><li>Hayes, K. E., 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=An+Evaluation+of+Analgesic+Regimens+for+Abdominal+Surgery+in+Mice.">An Evaluation of Analgesic Regimens for Abdominal Surgery in Mice.</a> J Am Assoc Lab Anim Sci. 6, 18-23 (2000).</li></ol>

La ricerca nel campo della biologia riproduttiva, in particolare nel settore della fertilità maschile e la spermatogenesi inevitabilmente si basa su organismi viventi. Al fine di esaminare la funzione testicolare, no / sistema di coltura cellulare adeguata in vitro è stata stabilita in grado di riflettere tutti i cambiamenti morfologici cruciali da un spermatogonio diploide ad aploide un maturo 1,2 spermatozoo. Così, la generazione di animali geneticamente modificati è spesso nec...

Spermatogenesi dei mammiferi è considerato un sofisticato processo di cellule staminali di auto-rinnovamento successivamente sottoposti a mitosi, meiosi e la differenziazione al fine di sviluppare in maturo spermatozoi aploidi. Questi cambiamenti morfologici sono orchestrati da diversi tipi di cellule e nonostante i profondi tentativi, è ancora impossibile imitare questi processi in coltura cellulare 1,2. Quindi, la ricerca sulla spermatogenesi fino ad ora si affida a organismi viventi come modelli in vivo. In generale, gli studi di funzione genica si basano generalmente su animali transgenici. Tuttavia, generare e sostenere questo tipo di modello animale è in termini di tempo, costi-intensive e molto elaborata. Questo è attribuito al processo di allevamento lungo necessario per generare e mantenere il transgene nel corso delle generazioni. Inoltre, la manipolazione genetica di tutto l&#39;organismo dall&#39;approccio transgenici o knockout è incline a causare alterazioni fisiologiche quando il targeting gEnes con funzioni essenziali in più regioni, ad esempio, al di fuori del testicolo o sistemica. Inoltre, alcuni metodi di trasfezione transiente sono associati con alcuni svantaggi cruciali. Ad esempio, inconvenienti tipici di trasferimento genico virus-mediata sono la possibile provocazione di immunoreazioni e dei regolamenti di sicurezza supplementari, mentre lipofezione 3 e 4 microparticelle bombardamento potrebbe danneggiare il tessuto e sono limitate a una certa profondità cella di una sufficiente efficienza di trasfezione. In contrasto, elettroporazione (EP) come un altro modo comune di trasfezione transiente, sembra costituire una tecnica promettente per consentire a trasfezione vivo e vivo analisi del gene coerente. In generale, EP viene indicato come un fenomeno dinamico che dipende dalla tensione transmembrana locale con pori di conseguenza mediate all&#39;interno nanosecondi. Queste lacune possono essere mantenuti per i millisecondi, sufficienti to concedere l&#39;accesso al DNA, RNA o piccole molecole 5. Quando la tensione applicata è troppo alta, il carattere di solito transitoria di EP è contrastata a causa della produzione di calore e di induzione di permeabilizzazione troppo globale con conseguente danno irreversibile della cellula 5. Qui mostriamo che elettroporazione è un sistema trasfezione efficace ed economico che possa essere utilizzato per la trasformazione genetica testicolo per chiarire caratteristiche genetiche testicolari in vivo. Questo articolo affronta la preparazione plasmide, microiniezione attraverso il dotto efferente e la successiva elettroporazione del mouse del testicolo. Questa procedura può essere il mezzo di scelta per raggiungere velocemente, specifico ed efficiente trasfezione dei tubuli seminiferi del testicolo topo in vivo al fine di indagare i processi di spermatogenesi.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="3">
	<tbody>
		<tr>
			<td>
			centrifuge
			</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>1-15 PK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>spectrophotometer</td>
			<td>Nanodrop</td>
			<td>ND-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micropipette puller</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>PC-10</td>
			<td>vertical capillary puller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microinjection capillaries</td>
			<td>Clark</td>
			<td>GC100-10</td>
			<td>borosilicate standard wall</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micropipette beveler</td>
			<td>Bachofer</td>
			<td>Typ 462</td>
			<td>rotating disk beveler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>electroporator</td>
			<td>Nepagene</td>
			<td>CUY 21EDIT</td>
			<td>square wave electroporator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tweezer electrodes</td>
			<td>Nepagene</td>
			<td>CUY 650P5</td>
			<td>5 mm &#216; disk electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stereo microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Stemi 2000-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cold light source</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>KL 1500LCD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microinjection pump</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>Femtojet</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micromanipulator</td>
			<td>homemade</td>
			<td></td>
			<td>XYZ cross table</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical instruments</td>
			<td>FST</td>
			<td></td>
			<td>scissors, forceps, 
			needle holder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fine forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>Dumont #5, #7</td>
			<td>efferent ducts preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Michel clip applying stapler</td>
			<td>FST</td>
			<td>Michel, 12029-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Michel suture clips</td>
			<td>FST</td>
			<td>Michel, 12040-01</td>
			<td>7.5 x 1.75 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical suture</td>
			<td>Catgut 00</td>
			<td>Catgut 
			Markenkirchen</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>syringe, with 30G needle</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Omnican 40</td>
			<td>to load micropipette and 
			for anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>plasmid isolation kit</td>
			<td>Promega</td>
			<td>Cat. # A2495</td>
			<td>plasmid Midiprep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>plasmid pEGFP-C1</td>
			<td>Clontech</td>
			<td>Cat. #6084-1</td>
			<td>CMV-promoter + EGFP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>plasmid pDsRed2-N1</td>
			<td>Clontech</td>
			<td>Cat. #6084-1</td>
			<td>CMV-promoter + DsRed2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast Green dye</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>F7258-25G</td>
			<td>for dilution in ddH2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x PBS, pH 7.4</td>
			<td>Carl Roth</td>
			<td>3957.1</td>
			<td>NaCl [1.37 M]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6781.1</td>
			<td>KCl [27 mM]</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T106.2</td>
			<td>Na2HPO4+2H2O [100 mM]</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3904.1</td>
			<td>KH2PO4 [18 mM]</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10% Ketamin</td>
			<td>Serum Werk 
			Bernburg</td>
			<td>Urotamin</td>
			<td>mix in a rate 1:1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2% Xylazin</td>
			<td>Serum Werk 
			Bernburg</td>
			<td>Xylazin</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterilium</td>
			<td>Bode Chemie</td>
			<td>Sterillium</td>
			<td>disinfection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vet ointment</td>
			<td>S&#38;K Pharma 
			GmbH</td>
			<td>Kerato Biciron 5% 
			Augensalbe</td>
			<td>or similar to prevent 
			dryness of eyes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>To-Pro-3 iodide</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>T3605</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo microinjection and electroporation of mouse testis

Questo contributo video e articolo fornisce una descrizione completa di microiniezione ed elettroporazione di topo testicolo in vivo. Questa particolare tecnica di trasfezione di cellule testicolari del mouse permette lo studio di processi unici in spermatogenesi. Il seguente protocollo si concentra sulla trasfezione delle cellule testicolari del mouse con costrutti plasmidici. In particolare, abbiamo utilizzato il vettore giornalista pEGFP-C1, che esprime la proteina fluorescente verde potenziata (eGFP) e anche il vettore pDsRed2-N1 che esprimono la proteina fluorescente rossa (DsRed2). Entrambi i geni reporter codificati erano sotto il controllo del promotore del citomegalovirus umano immediato-precoce (CMV). Per eseguire il trasferimento genico in testicoli di topo, i costrutti reporter di plasmide vengono iniettate in testicoli di topi viventi. A tal fine, il testicolo di un animale anestetizzato è esposto e il sito di microiniezione è preparato. Il nostro posto preferito diiniezione è il condotto efferente, con la rete testis in ultima analisi, collegato come via di trasporto anatomica degli spermatozoi tra il testicolo e dell&#39;epididimo. In questo modo, il riempimento dei tubuli seminiferi dopo microiniezione è ottimamente gestito e controllato grazie all&#39;utilizzo di soluzioni di DNA macchiati. Dopo aver osservato un ripieno sufficiente del testicolo dalla sua struttura tubulo colorata, l&#39;organo è elettroporata. Questo consente il trasferimento della soluzione di DNA in cellule testicolari. Dopo 3 giorni di incubazione, il testicolo viene rimosso ed esaminato al microscopio per fluorescenza verde o rosso, illustrando il successo trasfezione. Generalmente, questo protocollo può essere impiegato per la consegna DNA o RNA-costruisce in soggiorno topo testicolo per (sopra) esprimere o abbattere i geni, facilitando l&#39;analisi della funzione genica in vivo. Inoltre, è adatto per studiare costrutti reporter o putativo regula geneElementi Tory. Così, i principali vantaggi della tecnica di elettroporazione sono prestazioni veloci in combinazione con il minimo sforzo, così come le attrezzature tecniche moderato e le competenze necessarie rispetto alle tecniche alternative.

L&#39;impostazione sperimentale per l&#39;esecuzione di microiniezione ed elettroporazione di topo testicolo in vivo in quanto è utilizzato in base al protocollo è illustrato in Figura 1. Anche se è possibile acquisire micropipette industrialmente, abbiamo preferito di generare le nostre pipette tirando (Figura 1A ) e smussatura (Figura 1B) capillari di vetro in modo che essi montati nostre esigenze. L&#39;attrezzatura per microiniezione ed elettroporazione ...

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In Vivo Microinjection and Electroporation of Mouse Testis

In Vivo Microiniezione e Elettroporazione di mouse Testicolo

Questo articolo descrive microiniezione ed elettroporazione di topo testicolo in vivo come una tecnica di trasfezione per le cellule testicolari di topo per studiare processi unici di spermatogenesi. Il protocollo presentato prevede fasi di preparazione capillare di vetro, microiniezione attraverso il dotto efferente, e trasfezione mediante elettroporazione.

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

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