В этой статье описывается микроинъекции и электропорации мыши яичка в естественных условиях, как техника трансфекции для яичек мышиных клеток для изучения уникальных процессы сперматогенеза. Представленный протокол включает этапы подготовки стеклянной капиллярной, микроинъекции через выводного протока, и трансфекции путем электропорации.
Этот вклад видео и статья дает исчерпывающее описание микроинъекции и электропорации мыши яичка в естественных условиях. Это особая техника трансфекции для яичек клеток мыши позволяет изучение уникальных процессов в сперматогенеза.
Следующий протокол фокусируется на трансфекции яичка клеток мыши с плазмиды конструкций. В частности, мы использовали репортер вектор pEGFP-C1, который выражает повышенную зеленый флуоресцентный белок (EGFP), а также вектор pDsRed2-N1 выражая красный флуоресцентный белок (DsRed2). Оба закодированные гены-репортеры были под контролем цитомегаловируса человека раннего промотора-(CMV).
Для выполнения перенос гена в яичках мыши, репортер плазмидные конструкции вводятся в семенниках, живущих мышей. С этой целью, яичко из наркоза животное подвергается и сайт микроинъекции подготовлен. Наша предпочтительным местоминъекции отводящий канал, с конечном счете, подключенного рете семенников в качестве анатомического транспортного маршрута сперматозоидов между яичка и придатка яичка. Таким образом, заполнение семенных канальцах после микроинъекции превосходно управление и контроль за использованием окрашенных растворов ДНК. После наблюдения достаточное заполнение яичка его цветной структуры канальцев, орган электропорации. Это позволяет передавать раствора ДНК в клетках семенников. После 3 дней инкубации яичка удаляют и исследовали под микроскопом для зеленого или красного флуоресценции, иллюстрирующий успех трансфекции.
Как правило, этот протокол может быть использован для доставки ДНК-или РНК-конструкции в живой мыши яичка для того, чтобы (по) выражают или сбить генов, облегчая в функции гена естественных условиях анализа. Кроме того, он подходит для изучения репортер конструкции или предполагаемый ген РегулаТори элементы. Таким образом, основными преимуществами техники электропорации являются высокая производительность в сочетании с низким усилием, а также умеренного технического оборудования и навыков, необходимых по сравнению с альтернативными методами.
Млекопитающих сперматогенез считается сложный процесс самообновляющихся стволовых клеток последовательно проходящих митоза, мейоза и дифференцировку в целях развития в зрелом гаплоидном сперматозоидов. Эти морфологические изменения в оркестровке различных типов клеток и, несмотря на глубокие попытки, до сих пор невозможно имитировать эти процессы в культуре клеток 1,2. Следовательно, исследование сперматогенеза до теперь полагается на живые организмы в качестве моделей для естественных. В общем, функции гена исследования, как правило, основаны на трансгенных животных. Тем не менее, создании и поддержании такой модели на животных является трудоемким, дорогостоящим и достаточно сложной. Это связано с требуемой длительного процесса размножения для создания и поддержания трансген над поколений. Кроме того, генетические манипуляции всего организма трансгенной или нокаутом подхода является склонны вызывать физиологические нарушения при ориентации гены с основных функций в нескольких регионах, например, за пределами яичка или системно.
Кроме того, некоторые переходные способы трансфекции связаны с некоторых важных недостатков. Например, типичные недостатки вируса-опосредованного переноса генов являются возможно провокация immunoreactions и дополнительных правил безопасности, в то время как липофекция 3 и бомбардировки микрочастицами 4 может привести к повреждению ткани и ограничены определенной глубине клеток для достаточной эффективности трансфекции.
В отличие от этого, электропорации (EP) в качестве еще одного общего пути временной трансфекции, кажется, представляют собой перспективный метод позволяет в естественных условиях трансфекции и последовательной естественных анализа генов в. В общем, ЕР называют динамическим явлением, которое зависит от местного трансмембранного напряжения с следовательно, опосредованных пор в пределах наносекунд. Эти пробелы можно поддерживать в течение миллисекунд, достаточно то предоставлении доступа к ДНК, РНК или малых молекул 5. Когда приложенное напряжение является слишком высокой, как правило, временный характер ЕР противодействует за счет производства тепла и индукции слишком комплексной проницаемости с последующей необратимого повреждения клетки 5.
Здесь мы показываем, что электропорации является эффективным и экономичным система трансфекции который способен быть использованы для генетической трансформации яичка с целью выяснения яичек характеристики генов в естественных условиях. В данной статье рассматриваются подготовку плазмиды, микроинъекции через выводного протока и последующей электропорации мыши яичка. Эта процедура может быть средством выбора для достижения быстрого, конкретную и эффективную трансфекцию семенных канальцах яичек мыши в естественных условиях с целью изучения процессов сперматогенеза.
Исследования в области репродуктивной биологии, особенно в области мужской фертильности и сперматогенеза неизбежно опирается на живые организмы. Для того чтобы исследовать функцию яичек, никакой адекватной культуры клеток системы / в пробирке не установлено способны о?…
The authors have nothing to disclose.
Мы благодарим Биргит Westernstroeer Центра репродуктивной медицины и андрологии в Университете Мюнстера для преподавания микроинъекции яичек. Кроме того, мы благодарны Урсула Antkewitz и Петра Reckling для оказания технической помощи. Мы благодарим Немецкий исследовательский фонд (DFG) за поддержку этой работы (WE2458 / 10-1).
centrifuge |
Sigma | 1-15 PK | |
spectrophotometer | Nanodrop | ND-1000 | |
micropipette puller | Narishige | PC-10 | vertical capillary puller |
microinjection capillaries | Clark | GC100-10 | borosilicate standard wall |
micropipette beveler | Bachofer | Typ 462 | rotating disk beveler |
electroporator | Nepagene | CUY 21EDIT | square wave electroporator |
tweezer electrodes | Nepagene | CUY 650P5 | 5 mm Ø disk electrodes |
stereo microscope | Zeiss | Stemi 2000-C | |
cold light source | Zeiss | KL 1500LCD | |
microinjection pump | Eppendorf | Femtojet | |
micromanipulator | homemade | XYZ cross table | |
surgical instruments | FST | scissors, forceps, needle holder |
|
fine forceps | FST | Dumont #5, #7 | efferent ducts preparation |
Michel clip applying stapler | FST | Michel, 12029-12 | |
Michel suture clips | FST | Michel, 12040-01 | 7.5 x 1.75 mm |
surgical suture | Catgut 00 | Catgut Markenkirchen |
|
syringe, with 30G needle | B. Braun | Omnican 40 | to load micropipette and for anesthesia |
plasmid isolation kit | Promega | Cat. # A2495 | plasmid Midiprep |
plasmid pEGFP-C1 | Clontech | Cat. #6084-1 | CMV-promoter + EGFP |
plasmid pDsRed2-N1 | Clontech | Cat. #6084-1 | CMV-promoter + DsRed2 |
Fast Green dye | Sigma | F7258-25G | for dilution in ddH2O |
10x PBS, pH 7.4 | Carl Roth | 3957.1 | NaCl [1.37 M] |
6781.1 | KCl [27 mM] | ||
T106.2 | Na2HPO4+2H2O [100 mM] | ||
3904.1 | KH2PO4 [18 mM] | ||
10% Ketamin | Serum Werk Bernburg |
Urotamin | mix in a rate 1:1 |
2% Xylazin | Serum Werk Bernburg |
Xylazin | |
Sterilium | Bode Chemie | Sterillium | disinfection |
vet ointment | S&K Pharma GmbH |
Kerato Biciron 5% Augensalbe |
or similar to prevent dryness of eyes |
To-Pro-3 iodide | Invitrogen | T3605 |