Name: whole-mount in situ hybridization in zebrafish embryos and tube formation assay in ipsc-ecs to study the role of endoglin in vascular development
Uploaded: 2020-05-28T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Whole-Mount In Situ Hybridization in Zebrafish Embryos and Tube Formation Assay in iPSC-ECs to Study the Role of Endoglin in Vascular Development at JoVE.com

Эта работа была поддержана грантами от Национальной ключевой программы исследований и разработок Китая-ствола клеток и трансляционных исследований (грант номер 2016YFA0102300 (в Цзюйнь Ян);Фонд науки о природе Китая (грант no 81870051, 81670054 (в Jun Yang)) ; Инновационный фонд медицинских наук CAMS (CIFMS) (грант No 2016-I2M-4-003 (в Цзюнь Ян)) ; PUMC Молодежный Найдено и фундаментальных научно-исследовательских фондов для центральных университетов (грант номер 2017310013 (к Fang Чжоу)) ".

Все описанные эксперименты на животных были одобрены Комитетом по этике исследований медицинской школы Университета Чжэцзян.
1. Гибридизация whole-mount на месте
<ol><li>Зебрафиш линии животноводства и воспроизводства<ol>
<li>Кормите и поднимайте всех взрослых зебры при 26-28 граду...

<ol>
	<li>Jin, 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=Endoglin+prevents+vascular+malformation+by+regulating+flow-induced+cell+migration+and+specification+through+VEGFR2+signalling.">Endoglin prevents vascular malformation by regulating flow-induced cell migration and specification through VEGFR2 signalling.</a> Nature Cell Biology. 19 (6), 639-652 (2017).</li><li>Sugden, W. W., 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=Endoglin+controls+blood+vessel+diameter+through+endothelial+cell+shape+changes+in+response+to+haemodynamic+cues.">Endoglin controls blood vessel diameter through endothelial cell shape changes in response to haemodynamic cues.</a> Nature Cell Biology. 19 (6), 653-665 (2017).</li><li>Zhang, D., 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=Endoglin+is+a+conserved+regulator+of+vasculogenesis+in+zebrafish+-+implications+for+hereditary+haemorrhagic+telangiectasia.">Endoglin is a conserved regulator of vasculogenesis in zebrafish - implications for hereditary haemorrhagic telangiectasia.</a> Bioscience Reports. 39 (5), (2019).</li><li>Lawera, 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=Role+of+soluble+endoglin+in+BMP9+signaling.">Role of soluble endoglin in BMP9 signaling.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (36), 17800-17808 (2019).</li><li>Gallardo-Vara, E., Tual-Chalot, S., Botella, L. M., Arthur, H. M., Bernabeu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soluble+endoglin+regulates+expression+of+angiogenesis-related+proteins+and+induction+of+arteriovenous+malformations+in+a+mouse+model+of+hereditary+hemorrhagic+telangiectasia.">Soluble endoglin regulates expression of angiogenesis-related proteins and induction of arteriovenous malformations in a mouse model of hereditary hemorrhagic telangiectasia.</a> Disease Models &amp; Mechanisms. 11 (9), (2019).</li><li>Gomez-Puerto, M. C., 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=Autophagy+contributes+to+BMP+type+2+receptor+degradation+and+development+of+pulmonary+arterial+hypertension.">Autophagy contributes to BMP type 2 receptor degradation and development of pulmonary arterial hypertension.</a> The Journal of Pathology. 249 (3), 356-367 (2019).</li><li>Kim, S. K., Henen, M. A., Hinck, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+biology+of+betaglycan+and+endoglin,+membrane-bound+co-receptors+of+the+TGF-beta+family.">Structural biology of betaglycan and endoglin, membrane-bound co-receptors of the TGF-beta family.</a> Experimental Biology and Medicine. 244 (17), 1547-1558 (2019).</li><li>Dakou, E., Vanbekbergen, N., Corradi, S., Kemp, C. R., Leyns, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-Mount+In+Situ+Hybridization+(WISH)+Optimized+for+Gene+Expression+Analysis+in+Mouse+Embryos+and+Embryoid+Bodies.">Whole-Mount In Situ Hybridization (WISH) Optimized for Gene Expression Analysis in Mouse Embryos and Embryoid Bodies.</a> Methods in Molecular Biology. 1211, 27-40 (2014).</li><li>Xiao, C., Gao, L., Hou, Y., Xu, C., Xiong, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin-remodelling+factor+Brg1+regulates+myocardial+proliferation+and+regeneration+in+zebrafish.">Chromatin-remodelling factor Brg1 regulates myocardial proliferation and regeneration in zebrafish.</a> Nature Communications. 7, 13787 (2016).</li><li>Isogai, S., Horiguchi, M., Weinstein, 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=The+vascular+anatomy+of+the+developing+zebrafish:+an+atlas+of+embryonic+and+early+larval+development.">The vascular anatomy of the developing zebrafish: an atlas of embryonic and early larval development.</a> Developmental Biology. 230 (2), 278-301 (2001).</li><li>Rosa, F. E., Santos, R. M., Rogatto, S. R., Domingues, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromogenic+in+situ+hybridization+compared+with+other+approaches+to+evaluate+HER2/neu+status+in+breast+carcinomas.">Chromogenic in situ hybridization compared with other approaches to evaluate HER2/neu status in breast carcinomas.</a> Brazilian Journal of Medical Biology Research. 46 (3), 207-216 (2013).</li><li>Hauptmann, G., Lauter, G., Soll, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+and+signal+amplification+in+zebrafish+RNA+FISH.">Detection and signal amplification in zebrafish RNA FISH.</a> Methods. 98, 50-59 (2016).</li><li>Wang, F., 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=RNAscope:+a+novel+in+situ+RNA+analysis+platform+for+formalin-fixed,+paraffin-embedded+tissues.">RNAscope: a novel in situ RNA analysis platform for formalin-fixed, paraffin-embedded tissues.</a> The Journal of Molecular Diagnostics. 14 (1), 22-29 (2012).</li><li>Gross-Thebing, T., Paksa, A., Raz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+high-resolution+detection+of+multiple+transcripts+combined+with+localization+of+proteins+in+whole-mount+embryos.">Simultaneous high-resolution detection of multiple transcripts combined with localization of proteins in whole-mount embryos.</a> BMC Biology. 12 (1), 55 (2014).</li><li>Fang, 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=EXPRESS:+Autologous+correction+in+patient+iPSC-ECs+to+identify+a+novel+pathogenic+mutation+of+Hereditary+Hemorrhagic+Telangiectasia.">EXPRESS: Autologous correction in patient iPSC-ECs to identify a novel pathogenic mutation of Hereditary Hemorrhagic Telangiectasia.</a> Pulmonary Circulation. , (2019).</li><li>Kubota, Y., Kleinman, H. K., Martin, G. R., Lawley, 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=Role+of+laminin+and+basement+membrane+in+the+morphological+differentiation+of+human+endothelial+cells+into+capillary-like+structures.">Role of laminin and basement membrane in the morphological differentiation of human endothelial cells into capillary-like structures.</a> Journal of Cell Biology. 107 (4), 1589-1598 (1988).</li><li>Clayton, Z. 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=Induced+pluripotent+stem+cell-derived+endothelial+cells+promote+angiogenesis+and+accelerate+wound+closure+in+a+murine+excisional+wound+healing+model.">Induced pluripotent stem cell-derived endothelial cells promote angiogenesis and accelerate wound closure in a murine excisional wound healing model.</a> Bioscience Reports. 38 (4), (2018).</li><li>Rufaihah, A. J., 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=Endothelial+Cells+Derived+From+Human+iPSCS+Increase+Capillary+Density+and+Improve+Perfusion+in+a+Mouse+Model+of+Peripheral+Arterial+Disease.">Endothelial Cells Derived From Human iPSCS Increase Capillary Density and Improve Perfusion in a Mouse Model of Peripheral Arterial Disease.</a> Arteriosclerosis Thrombosis &amp; Vascular Biology. 31 (11), e72-e79 (2011).</li><li>Musunuru, K., Sheikh, F., Gupta, R. M., Houser, S. R., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induced+Pluripotent+Stem+Cells+for+Cardiovascular+Disease+Modeling+and+Precision+Medicine:+A+Scientific+Statement+From+the+American+Heart+Association.">Induced Pluripotent Stem Cells for Cardiovascular Disease Modeling and Precision Medicine: A Scientific Statement From the American Heart Association.</a> Clinical Genomics and Precision Medicine. 11 (1), e000043 (2018).</li><li>Wang, L. 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=Apelin+attenuates+TGF-&#946;1-induced+epithelial+to+mesenchymal+transition+via+activation+of+PKC-&#949;+in+human+renal+tubular+epithelial+cells.">Apelin attenuates TGF-&#946;1-induced epithelial to mesenchymal transition via activation of PKC-&#949; in human renal tubular epithelial cells.</a> Peptides. 96, 44-52 (2017).</li><li>El Hallani, 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=Tumor+and+Endothelial+Cell+Hybrids+Participate+in+Glioblastoma+Vasculature.">Tumor and Endothelial Cell Hybrids Participate in Glioblastoma Vasculature.</a> Biomed Research International. , 1-9 (2014).</li><li>Anderson, C. M., 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=Fully+Automated+RNAscope+In+Situ+Hybridization+Assays+for+Formalin-Fixed+Paraffin-Embedded+Cells+and+Tissues.">Fully Automated RNAscope In Situ Hybridization Assays for Formalin-Fixed Paraffin-Embedded Cells and Tissues.</a> Journal of Cellular Biochemistry. 117 (10), 2201-2208 (2016).</li><li>Sun, X., Tan, G., Liew, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Future+challenges+for+patient-specific+induced+pluripotent+stem+cells+in+cardiovascular+medicine.">Future challenges for patient-specific induced pluripotent stem cells in cardiovascular medicine.</a> Expert Review of Cardiovascular Therapy. 10 (8), 943-945 (2012).</li></ol>

Этот протокол применил улучшенную цельномонтажную платформу анализа РНК на месте для анализа зебры и анализов образования труб на iPSC-ECs, полученных от пациента HHT. Традиционный метод ISH требует более длительного экспериментального цикла с дополнительными экспериментальными шагами. Пр...

Одна мутация на eng (CD105) была зарегистрирована у пациентов с HHT. Мутация приводит к увеличению пролиферации ЕС и уменьшению потока опосредованного удлинения ЕС1,2. Кроме того, ранее сообщалось, что дефицит ENG снижает экспрессию эндотелиальных маркеров (т.е. kdrl, cdh5, hey2) у зебры3. Эндоглин,в основном выраженный в эндотелиальных клетках, является трансмембранным гликопротеином и функционирует как ко-рецептор для преобразования фактора роста (TGF-) членов семьи. Он направляет bMP9 связывания на поверхности клетки для регулирования вниз по течению гена, в том числе id1 выражение, чтобы вызвать дифференциацию стволовых клеток к ECs4. Таким образом, ген eng играет важную роль в васкулогенезе и сосудистом заболевании человека5,,6. Мы ранее рассмотрели влияние эндоглинное нокдауна на формирование сосудов в эмбрионах зебры, после чего был проведен анализ eCs, полученных iPSCs, приобретенных у пациента HHT, несущего eng мутацию7. Этот протокол демонстрирует влияние дефицита ЭНГ на экспрессию эндотелиального маркера-прародителя и образование труб, что является количественным методом измерения в пробирке ангиогенеза.
Для изучения пространственной и временной экспрессии, WISH используется для обнаружения экспрессии генов in vivo8. На месте гибридизации (ISH) является метод использования помеченных зондов с дополнением последовательностей целевых нуклеинных кислот (ДНК или мРНК) для обнаружения и визуализации целевых гибридов нуклеиновой кислоты в фиксированном образце. Процесс усиливает сигналы экспрессии генов in vivo и используется для обнаружения экспрессии генов с помощью микроскопии. WISH широко используется в различных образцовых животных, особенно у зебры9. Он также используется для получения следующих данных: 1) модели пространственного/временного выражения генов, которые предоставляют информацию о функции гена и классификации; и 2) специально выраженные генные маркеры, которые используются в высокопроизводительных наркотиков или мутантовскрининга 10.
Хромогенные зонды легко деградируют с традиционной хромосомой на месте гибридизации (CISH), что приводит к высокому фоновому шуму и неспецифических сигналов11,12. Метод WISH использует два независимых двойных зонда, которые предназначены для гибридизации для таргетинга последовательностей РНК. Каждый зонд содержит 18-25 последовательности, дополняющие целевую РНК и 14 базовых хвостовой последовательности (концептуализированный как К). Целевые зонды используются в паре (двойной). Две хвостовые последовательности вместе образуют 28 базовый сайт гибридизации для преусилителя, который содержит 20 связывающих участков для усилителя. Усилитель, в свою очередь, содержит 20 связывающих сайтов для зонда метки и теоретически может дать до 8000 меток для каждой целевой последовательности РНК.
Эта передовая технология облегчает одновременное усиление сигнала и подавление фона для достижения одномолекулярной визуализации при сохранении морфологии тканей13. Дальнейшая модификация методов WISH основана на предыдущих исследованиях14,включая дополнительную фиксацию и окрашивание DAB. Здесь предусмотрен улучшенный протокол WISH, который может работать, даже если целевая РНК частично уменьшена или деградирует. Преимущества включают в себя, что она может быть завершена в 24 ч без RNase условиях. Сигналы также могут быть одновременно обнаружены через несколько каналов от нескольких целей, и результаты являются последовательными и совместимыми с результатами различных платформ автоматизации высокой пропускной записи.
Результаты животных моделей не обязательно отражают то же явление, что происходит у людей. ENG содержит две пары консервированных цистеинов, C30-C207 и C53-C182, которые образуют дисульфидные мосты в сиротских регионах. Для дальнейшего изучения роли eng в HHT пациентов, трубки формирования анализы с iPSCs, полученных из пациентов HHT были проведены в клетках без / с eng мутаций (Cys30Arg, C30R)15. После того, как Кубота и др. впервые сообщили о эксперименте по образованию труб16,асссеия была разработана несколькими способами. Он был использован для выявления ангиогенных или антиангиогенных факторов, определить сигнальные пути в ангиогенезе, и определить гены, регулирующие ангиогенез17.
До наличия пациента полученных iPSC-ECs, исследователи использовали в первую очередь культивированные ECs для изучения ангиогенза16. Тем не менее, для эндотелиальных клеток, это техническая задача преобразовать экзогенных генов с вирусом, из-за ограниченного числа прохода, что ECs может пройти. Это потому, что вряд ли достаточно клеточного материала, чтобы быть собраны из человеческих сосудов либо от хирургии или соответствующих утвержденных доноров. С изобретением метода поколения iPSC Синья Яманака, оргтеи человека, полученные из iPSCs, могут быть надежно использованы в экспериментах in vitro, как сообщалось ранее18.
Использование вирусно трансиндуцированных ЭК с ограниченным количеством и проходов может быть достаточно для исследования сигналов, но для функциональных исследований, лучше генерировать мутант плюрипотентных стволовых клеток линий, (либо iPSCs или CRISPER / Cas9-целевых hESCs), а затем дифференцировать их в ECs для ангиогенеза исследований, которые используют трубки формирования анализы19. Формирование труб может быть использовано для оценки функции эндотелиальных клеток, несущих мутации. Этот протокол также описывает образование трубки на пластине ангиогенеза, которая является простым, экономичным и воспроизводимым методом.
Ниже протокол обеспечивает надежный и системный метод для изучения роли конкретных генов в сосудистом образовании, наряду с деталями для in vivo экспрессии шаблона и in vitro функциональной количественной оценки для моделирования заболеваний человека.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&#181;-Slide Angiogenesis</td>
			<td>ibidi</td>
			<td>81506</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amp 1-FL</td>
			<td>ACD</td>
			<td>SDS 320852</td>
			<td>Signal Amplification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amp 2-FL</td>
			<td>ACD</td>
			<td>SDS 320853</td>
			<td>Signal Amplification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amp 3-FL</td>
			<td>ACD</td>
			<td>SDS 320854</td>
			<td>Signal Amplification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amp 4 Alt B-FL</td>
			<td>ACD</td>
			<td>SDS 320856</td>
			<td>Signal Amplification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Matrigel Matrix</td>
			<td>Corning</td>
			<td>354234</td>
			<td>Growth factor-reduced Matrigel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DEPC</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D5758</td>
			<td>RNAase-free Water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Endothelial-SFM</td>
			<td>Thermofisher</td>
			<td>11111044</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>30525-89-4</td>
			<td>Fixed embryos</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>30525-89-4</td>
			<td>Fixed Cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease K</td>
			<td>ACD</td>
			<td>SDS 322337</td>
			<td>Digest tissue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Citrate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>6132-04-3</td>
			<td>SSCT solution: Wash Buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VEGF-165</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>78073</td>
			<td>Growth factor</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

whole-mount in situ hybridization in zebrafish embryos and tube formation assay in ipsc-ecs to study the role of endoglin in vascular development

Сосудистое развитие определяется последовательным выражением конкретных генов, которые могут быть изучены, выполняя на месте гибридизации анализов у зебры на различных стадиях развития. Для изучения роли эндоглина (анг) в формировании сосудов во время развития наследственной геморрагической телеангиэктазии (HHT), морфолино-опосредованный целенаправленный нокдаун eng у зебры используются для изучения его височной экспрессии и связанных с ними функций. Здесь, всего монтажа на месте РНК гибридизации (WISH) используется для анализа eng и его вниз по течению генов в эмбрионах зебры. Кроме того, анализы формирования труб выполняются в HHT пациента полученных плюрипотентных стволовых клеток дифференцированных эндотелиальных клеток (iPSC-ECs; с eng мутаций). Специфическая система усиления сигнала, использующая всю сумму В Situ Hybridization - WISH обеспечивает более высокое разрешение и более низкие фоновые результаты по сравнению с традиционными методами. Чтобы получить лучший сигнал, время после фиксации корректируется до 30 мин после гибридизации зонда. Поскольку флуоресценция окрашивания не является чувствительным в эмбрионах зебры, он заменяется диаминобезидин (DAB) окрашивания здесь. В этом протоколе линии iPSC, полученные от HHT пациента, содержащие мутацию eng, дифференцированы в эндотелиальные клетки. После покрытия пластины с подвальной мембранной матрицы в течение 30 минут при 37 градусов по Цельсию, iPSC-ECs посеяны в качестве монослой в колодцы и хранятся при 37 градусов по Цельсию в течение 3 ч. Затем длина трубки и количество ветвей рассчитываются с помощью микроскопических изображений. Таким образом, с этим улучшенным протоколом WISH, показано, что снижение экспрессии eng влияет на образование эндотелиальных прародителей в эмбрионах зебры. Это также подтверждается анализами формирования трубки с использованием iPSC-ECs, полученных от пациента с HHT. Эти анализы подтверждают роль eng в раннем развитии сосудов.

Целое крепление на месте гибридизации основано на принципе, похожем на флуоресценцию резонансной передачи энергии. Он предназначен для улучшения как чувствительности и специфичности в zebrafish ISH, а также усилить целевые сигналы, не влияя на фоновый сигнал.
<p class="jove_conten...

Watch this Scientific Journal Video about Whole-Mount In Situ Hybridization in Zebrafish Embryos and Tube Formation Assay in iPSC-ECs to Study the Role of Endoglin in Vascular Development at JoVE.com

Whole-Mount In Situ Hybridization in Zebrafish Embryos and Tube Formation Assay in iPSC-ECs to Study the Role of Endoglin in Vascular Development

Представлено здесь протокол для всего монтажа на месте РНК гибридизации анализа в зебрафиш и трубки формирования анализа в пациента полученных плюрипотентных стволовых клеток, полученных эндотелиальных клеток для изучения роли эндоглина в сосудистой формирования.

Целая гора В Ситу Гибридизация в зебрафиш эмбрионов и трубоусветки Ассав в iPSC-ECs для изучения роли эндоглин в сосудистом развитии

Vascular development is determined by the sequential expression of specific genes, which can be studied by performing in situ hybridization assays in ...

Вся гора, на месте гибридизации, WISH, обеспечивает высокое разрешение и низкий фоновый результат по сравнению с традиционными методами. Кроме того, U-слайд пластины улучшить фокус в том же фокусе, используя меньше WISH могут быть применены к эмбрионам мыши, Drosophila эмбрионов и других тканей трудно справиться. Анализ образования трубки может быть применен к стволовым клеткам дифференцированных клеток андрогенов.WISH упрощает понимание функционального значения коррекции мутаций. Человек, который продемонстрирует процедуру, это Ен Ван, научный сотрудник из моей лаборатории. Работая под микроскопом, используйте систему FemtoJet для введения двух нанограммов морфолинов и 500 пикограмм MRNA в одноклеточные эмбрионы.Практика микроинъекции Morpholinos много раз, пока вы не можете ввести его в клетки успешно и сохранить целостность яиц. Инкубировать зиготы, пока они не дехорионированы и достичь состояния развития, которое соответствует намеченного эксперимента. Как описано в таблице одной из рукописей.Затем используйте пластиковую пипетку для переноса от 20 до 40 эмбрионов в 1,5 миллилитровую трубку. Добавьте один миллилитр свежеприготовленного раствора 4%PFA при комнатной температуре. После фиксации, мытья и обезвоживания эмбрионов, как описано в рукописи, поместите эмбрионы в сито с нейлоновой сеткой в нижней части.Гидратировать эмбрионы последовательно мыть их в 75%50%и 25%метанола в течение пяти минут каждый. После мытья эмбрионов с PBST, добавить 50 микролитров протеиназы K в трубку с эмбрионами. После пищеварения, удалить протеиназу K и мыть эмбрионы с PBST три раза в течение пяти минут каждый раз.Добавьте от 50 до 100 микролитров смешанных целевых зондов в каждую трубку с эмбрионами. Инкубировать эмбрионы на ночь при 40 градусах по Цельсию. После мытья эмбрионов, как описано в рукописи, используйте 4%paraformaldehyde, чтобы исправить эмбрионы в течение 30 минут при комнатной температуре.Затем мыть эмбрионы в 2x SSCT раствор три раза в течение 15 минут каждый раз при комнатной температуре. Удалите решение SSCT и замените его 50 микролитров Amp 1. Затем инкубировать эмбрионы при 40 градусах по Цельсию.Через 30 минут мыть эмбрионы в 2x SSCT раствор три раза в течение 15 минут каждый раз при комнатной температуре. Удалите решение SSCT и добавьте 50 микролитров Amp 2. После инкубации в течение 15 минут и мытья эмбриона, как это было сделано ранее, добавить 50 микролитров Amp 3 и нажмите трубку осторожно.Инкубировать эмбрионы при 40 градусах по Цельсию. Через 30 минут мыть эмбрионы, как описано ранее. Затем добавьте 50 микролитров Amp 4 dropwise и осторожно коснитесь трубки.Затем инкубировать эмбрионы при 40 градусах по Цельсию в течение 15 минут и мыть их три раза с SSCT. После подготовки эмбрионов для визуализации, как описано в рукописи, используйте комплект субстрата DAB peroxidase, чтобы испачкать образец. Добавьте 50 микролитров каждого из цветных реагентов A, B и C в один миллилитр дистиллированной воды.И хорошо перемешать, чтобы получить полную рабочую жидкость DAB. Добавить жидкость в образец и накрыть в течение десяти минут. После тщательного мытья образцов, используйте оптический микроскоп, чтобы изучить их.Чтобы начать культивирование и контроль HHT iPSCs, добавьте мембранную матрицу подвала к шести хорошо клеточным пластинам культуры, чтобы покрыть дно колодцев. Инкубировать пластины в течение одного часа при 37 градусах по Цельсию. Затем удалите из колодцев использованный раствор мембранной матрицы подвала и добавьте в каждую скважину два миллилитров среды mTeSR 1.Затем пластины iPSCs собраны из последнего прохода примерно в один раз десять до шести клеток на колодец. После культивирования iPSCs в течение примерно четырех дней, обмен клеточной культуры среды с дополненной среде BEL. Выращиваем клетки в течение трех дней, чтобы генерировать мезодермальные клетки.Для расширения сосудистых эндотелиальных клеток, заменить средний с дополнительной bel среды в течение четырех дней. А затем лечить клетки с той же среде и культуры в течение еще трех-четырех дней. Очистить зрелые сосудистые эндотелиальные клетки с помощью CD31 Dynabeads в соответствии с инструкциями комплекта.Затем соберите положительные ячейки CD31 с помощью буфера elution. Поддержание и расширение очищенных эндотелиальных клеток в среде EC-SFM, содержащей VEGF165, bFGF и FBS. Чтобы пластины эндотелиальных клеток, начните с добавления 10 микролитров мембранной матрицы подвала на колодец в ангиогенез пластин.Инкубировать пластины при 37 градусах по Цельсию в течение 30 минут. Урожай эндотелиальных клеток и повторно использовать их в эндотелиальной среды роста 2 путем трубопроводов неоднократно. Добавьте 50 микролитров этой клеточной подвески в затвердевую матрицу в каждом хорошо, а затем инкубировать клетки при 37 градусах по Цельсию.После трех-пяти часов инкубации используйте микроскоп высокого разрешения для оценки образования эндотелиальных труб. Захват изображений по крайней мере десяти областей для каждой группы. Осмотрите общую длину трубки, номер трубки и точки ветки.CISH и WISH были выполнены для определения экспрессии эндоглина в 24-часовых эмбрионах после оплодотворения. Гемогенный эндотелиальный маркер и эндотелиальный маркер прародителя были использованы для изучения эффекта замалчивания эндоглина. Красные стрелки указывают на области, где выражение этих маркеров, aplnrna и npr1a, значительно снизилась.Анализ формирования эндотелиальной трубки проводился на эндоглиновых мутантах и контролировал эндотелиальные клетки, полученные из iPSC. Формирование труб было оценено и сфотографировано через три часа. Длина трубки, номер трубки и ветвление были количественно определены с помощью программного обеспечения ImageJ.Мутантные эндотелиальные клетки образуют меньше ветвей, чем контролируют эндотелиальные клетки. А ветви в мутантных эндотелиальных клетках значительно увеличились после стимуляции с сосудистым эндотелиальным фактором роста. Этот метод также может быть использован для генерации iPS из периферической крови.А методом уточняется роль эндокринной системы в сосудистом образовании in vitro и in vivo. Зная, что исправление мутации может изменить ангиогенез, можно пересадить клетки обратно в пациентов для потенциальной терапии стволовыми клетками.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Analysis of Zebrafish Larvae Skeletal Muscle Integrity with Evans Blue Dye

Анализ данио рерио Личинки скелетных мышц целостности с синий краситель Эванса

The zebrafish model is an emerging system for the study of neuromuscular disorders.  In the study of neuromuscular diseases, the integrity of the muscle ...

Technique to Target Microinjection to the Developing Xenopus Kidney

Technique to Target Microinjection to the Developing Xenopus Kidney

Методика Целевой показатель микроинъекции к проявляющему<em&gt; Xenopus</em&gt; почки

The embryonic kidney of Xenopus&#160;laevis (frog), the pronephros, consists of a single nephron, and can be used as a model for kidney disease. Xenopus ...

Multi-target Chromogenic Whole-mount In Situ Hybridization for Comparing Gene Expression Domains in Drosophila Embryos

Multi-target Chromogenic Whole-mount In Situ Hybridization for Comparing Gene Expression Domains in Drosophila Embryos

Мульти-целевой Хромогенный Всего монтажа<em&gt; На месте</em&gt; Гибридизация для сравнения экспрессии генов доменов в<em&gt; Drosophila</em&gt; Эмбрионы

To analyze gene regulatory networks active during embryonic development and organogenesis it is essential to precisely define how the different genes are ...

Dissection and Immunofluorescent Staining of Mushroom Body and Photoreceptor Neurons in Adult Drosophila melanogaster Brains

Dissection and Immunofluorescent Staining of Mushroom Body and Photoreceptor Neurons in Adult Drosophila melanogaster Brains

Рассечение и Immunofluorescent окрашивание гриб тело и фоторецепторных нейронов в мозге взрослого Drosophila melanogaster

Nervous system development involves a sequential series of events that are coordinated by several signaling pathways and regulatory networks. Many of the ...

Visualizing Multiciliated Cells in the Zebrafish Through a Combined Protocol of Whole Mount Fluorescent In Situ Hybridization and Immunofluorescence

Visualizing Multiciliated Cells in the Zebrafish Through a Combined Protocol of Whole Mount Fluorescent In Situ Hybridization and Immunofluorescence

Визуализация Multiciliated клетки в Zebrafish через комбинированные протокола вся гора флуоресцентные в Situ Гибридизация и иммунофлуоресценции

In recent years, the zebrafish embryo has emerged as a popular model to study developmental biology due to traits such as ex utero embryo development and ...

Quantitative Whole-mount Immunofluorescence Analysis of Cardiac Progenitor Populations in Mouse Embryos

Анализ количественного состава Гора иммунофлюоресценции сердечной прародитель населения в эмбрионов мыши

The use of ever-advancing imaging techniques has contributed broadly to our increased understanding of embryonic development. Pre-implantation development ...

Visualizing the Node and Notochordal Plate In Gastrulating Mouse Embryos Using Scanning Electron Microscopy and Whole Mount Immunofluorescence

Визуализация узлов и Notochordal пластины в Gastrulating эмбрионов мыши, используя растровая электронная микроскопия и вся гора иммунофлуоресценции

The post-implantation mouse embryo undergoes major shape changes after the initiation of gastrulation and morphogenesis. A hallmark of morphogenesis is ...

Wholemount In Situ Hybridization for Astyanax Embryos

Wholemount In Situ Hybridization for Astyanax Embryos

Wholemount в гибридизации Situ Астианакт эмбрионов

In recent years, a draft genome for the blind Mexican cavefish (Astyanax mexicanus) has been released, revealing the sequence identities for thousands of ...

Genotyping and Quantification of In Situ Hybridization Staining in Zebrafish

Генотипирование и количественная оценка в Ситу Гибридизации Окрашивание в зебрафиш

In situ hybridization (ISH) is an important technique that enables researchers to study mRNA distribution in situ and has been a critical technique in ...

Whole Mount Immunohistochemistry in Zebrafish Embryos and Larvae

Целая гора иммуногистохимия в зебрафиш эмбрионов и ларьков

Immunohistochemistry is a widely used technique to explore protein expression and localization during both normal developmental and disease states. ...