Este artigo descreve a microinjecção e a electroporação de testículo do rato in vivo, como uma técnica para a transfecção de células de testículo de rato para estudar os processos exclusivos da espermatogénese. O protocolo apresentado envolve os passos de preparação de capilar de vidro, através da conduta de microinjecção eferente, e transfecção por electroporação.
Esta contribuição de vídeo e artigo apresenta uma descrição abrangente de microinjeção e eletroporação de testículo do rato in vivo. Esta técnica de transfecção particular para células testiculares de mouse permite o estudo de processos exclusivos na espermatogênese.
O protocolo a seguir concentra-se em transfecção de células de testículo de rato, com as construções de plasmídeos. Especificamente, utilizou-se o vector repórter pEGFP-C1, que expressa a proteína verde fluorescente melhorada (EGFP) e também o vector pDsRed2 N1-expressar a proteína fluorescente vermelha (DsRed2). Ambos os genes repórter foram codificados sob o controlo do promotor de citomegalovírus humano imediato precoce (CMV).
Para realizar a transferência de genes em testículos de rato, as construções de plasmídeos repórter são injectados em testículos de ratos vivos. Para esse efeito, o testículo de um animal anestesiado é exposta e o local de microinjecção é preparado. O nosso lugar preferido deinjeção é o ducto eferente, com a rede testicular, em última instância conectada como a rota de transporte anatômica dos espermatozóides entre o testículo e epidídimo. Desta forma, o enchimento dos túbulos seminíferos após microinjecção é excelentemente gerido e controlado, devido à utilização de soluções de ADN coradas. Depois de observar um enchimento suficiente do testículo por sua estrutura tubular de cor, o órgão é electroporado. Isto permite a transferência da solução de ADN para dentro das células dos testículos. Na sequência de 3 dias de incubação, os testículos são removidos e investigada sob o microscópio de fluorescência verde ou vermelho, ilustrando o sucesso da transfecção.
Geralmente, este protocolo pode ser utilizado para a entrega de DNA- ou RNA- constrói na vida do mouse testis, a fim de (mais) expressar ou derrubar genes, facilitando na análise da função dos genes vivo. Além disso, é adequado para o estudo de construções repórter ou regula gene putativoelementos Conservador. Assim, as principais vantagens da técnica de eletroporação é rápido desempenho em combinação com baixo esforço, bem como o equipamento técnico moderado e as habilidades necessárias em relação a técnicas alternativas.
Espermatogénese mamíferos é considerado um processo sofisticado de células estaminais auto-renovação submetidos sucessivamente a mitose, meiose e a diferenciação, a fim de se desenvolver em espermatozóides maduros haplóide. Estas alterações morfológicas são orquestradas por diferentes tipos de células e, apesar das tentativas profundas, ainda não é possível para imitar esses processos de cultura de células de 1,2. Portanto, as pesquisas sobre a espermatogênese até agora depende de organismos vivos como modelos in vivo. Em geral, os estudos de função gênica são geralmente baseados em animais transgênicos. No entanto, gerar e manter este tipo de modelo animal é demorado, dispendioso e muito elaborado. Isto é atribuído ao processo de criação de comprimento necessária para a geração e manutenção do transgene ao longo de gerações. Além disso, a manipulação genética de todo o organismo pela abordagem transgênicos ou knockout é propenso a causar danos fisiológicos ao direcionamento genes com funções essenciais em várias regiões, como por exemplo, fora do testículo ou sistemicamente.
Além disso, alguns métodos de transfecção transiente estão associados com alguns inconvenientes fundamentais. Por exemplo, desvantagens típicas de transferência de genes mediada por vírus são a provocação de possíveis reacções imunológicas e regulamentos de segurança adicionais, ao passo que a lipofecção 3 e 4 bombardeamento com micropartículas pode danificar o tecido e são limitados a uma certa profundidade da célula suficiente para a eficiência de transfecção.
Em contraste, electroporação (EP) como outra forma comum de transfecção transiente, parece constituir uma técnica promissora para permitir na transfecção in vivo e na análise de genes in vivo consistentes. Em geral, a EP é referido como um fenómeno dinâmico que depende da tensão transmembranar local com poros consequentemente mediadas dentro nanossegundos. Essas lacunas podem ser mantidos por milésimos de segundo, suficiente to conceder acesso ao DNA, RNA ou pequenas moléculas 5. Quando a tensão aplicada for muito elevada, o carácter geralmente transiente de PE é contrariada, devido à produção de calor e de permeabilização de indução muito abrangente, com consequente dano irreversível da célula 5.
Aqui, mostramos que a electroporação é um sistema de transfecção mais eficaz e económica, que é capaz de ser utilizado para a transformação genética do testículo, de modo a elucidar as características de genes in vivo testiculares. Este artigo aborda preparação plasmídeo, microinjeção via o ducto eferente ea eletroporação posterior de rato testículo. Este procedimento pode ser o meio de escolha para atingir a transfecção rápida, específica e eficaz de túbulos seminíferos de testículo do rato in vivo, a fim de investigar os processos de espermatogénese.
A investigação no campo da biologia reprodutiva, em especial na área da fertilidade masculina e, inevitavelmente, a espermatogénese depende de organismos vivos. A fim de examinar a função testicular, sem / sistema de cultura de células in vitro adequada foi estabelecida capaz de reflectir as alterações morfológicas importantes de um diplóide spermatogonium para um 1,2 espermatozóide maduro haplóide. Assim, a geração de animais geneticamente modificados é muitas vezes …
The authors have nothing to disclose.
Agradecemos Birgit Westernstroeer do Centro de Medicina Reprodutiva e Andrologia da Universidade de Muenster para o ensino da microinjeção testicular. Além disso, somos gratos a Ursula Antkewitz e Petra Reckling para assistência técnica. Agradecemos a Fundação Alemã de Pesquisa (DFG) para apoiar este trabalho (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 |