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Article de méthode

Induisant la recombinaison Cre-lox dans le Cortex cérébral par l’intermédiaire de In Utero électroporation de souris

11.8K vues

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DOI :

10.3791/56675

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17 novembre 2017

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* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Cellule autonome fonction des gènes dans le cerveau peut être étudiées en induisant la perte ou gain de fonction dans des populations clairsemées de cellules. Nous décrivons ici dans l’utérus l’électroporation pour livrer une recombinase Cre en populations clairsemées de mettre au point des neurones corticaux avec floxed gènes à provoquer une perte de fonction in vivo.

Résumé

Les fonctions neuronales cellule autonome de gènes peuvent être révélées par une perte ou gain de fonction d’un gène dans une petite population clairsemée des neurones. Pour ce faire nécessite générant une mosaïque dans laquelle des neurones avec perte ou gain de fonction d’un gène sont entourés de tissu génétiquement non perturbé. Ici, nous combinons le système de recombinaison Cre-lox avec in utero électroporation afin de générer des tissus cérébraux de mosaïque qui peuvent être utilisé pour étudier la fonction cellule autonome de gènes dans les neurones. Constructions d’ADN (disponible par le biais de dépôts), codant pour une étiquette fluorescent et la recombinase Cre, sont introduits dans le développement des neurones corticaux contenant des gènes flanqués de sites loxP dans le cerveau d’embryons de souris à l’aide de in utero électroporation. En outre, les auteurs décrivent les diverses adaptations de la méthode d’électroporation in utero qui augmentent les chances de survie et de la reproductibilité. Cette méthode consiste aussi à établir un titre pour la recombinaison Cre-mediated dans une population clairsemée ou dense des neurones. Préparations histologiques du tissu cérébral marqués n’ont pas besoin (mais peut être adaptées à) l’immunohistochimie. Les constructions utilisées garantissent que fluorescent étiqueté neurones portent le gène de la recombinase Cre. Préparations histologiques permettent une analyse morphologique des neurones par le biais de l’imagerie confocale des arbres dendritiques et axonales et des épines dendritiques. Parce que perte ou gain de fonction est fournie dans les tissus de mosaïque éparse, cette méthode permet l’étude des cellules autonomes nécessité et la suffisance des produits de gène in vivo.

Introduction

Générant une mosaïque génétique est un paradigme expérimental classique pour comprendre la fonction d’un gène d’intérêt. Pour déterminer si un gène est nécessaire pour un phénotype cellulaire, l’approche la plus simple est à l’origine une perte de fonction du gène dans l’ensemble de l’organisme (p. ex. knockout). Toutefois, pour déterminer si un gène est nécessaire précisément dans un certain type de cellule, Knock-out du gène dans l’ensemble de l’organisme n’est pas une approche valable. Au lieu de cela, il faut une méthode qui causera la perte de fonction d’un gène dans une cellule donnée alors qu’il est entouré par le tissu de type sauvage (c'est-à-dir....

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Protocole

Méthodes décrites ici ont été approuvés par l’utilisation Comité (ACUC) de James Madison University et animalier et sont en conformité et le respect de toutes les directives réglementaires et institutionnels.

1. Configuration de la souris

  1. Accueillir un jeune (> P60) souris mâles et femelles floxed homozygotes ensemble pour mettre en place un éleveur paire25.
    Remarque : Un bon contrôle négatif est de mettre en place une paire supplémentaire éleveur de souris de type sauvage, dans lequel Cre l’expression recombinase ne provoquera pas une mosaïque de26.
  2. Permettre à la femel....

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Résultats

La construction unique de GFP. CRE (voir la liste des matériaux) a été électroporés à E15.5 et visualisé à P14. Selon la concentration de la construction et le volume d’injection, un résultat dense ou clairsemé, peut être obtenu22,26. Par exemple, l’injection de 1 µL de 2 mg/mL GFP. Résultats de cre une distribution clairsemée des cellules marquées, dont certaines peuvent être vives (Figure 1 a) et lo.......

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Discussion

Ici, nous introduisons la combinaisondes in utero électroporation avec recombinase Cre chez la souris floxed pour générer des tissus cérébraux de mosaïque. Un avantage de cette approche est qu’une nouvelle ligne de souris n’a pas besoin d’être générés chaque fois qu’un autre sous-type cellulaire est d’être la cible : in utero électroporation permet de cibler des neurones excitateurs, neurones inhibiteurs ou cellules gliales selon la période et l’emplacement de l’électroporation15.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêt à divulguer.

Remerciements

Les auteurs remercient le généreux soutien du département de biologie de l’Université James Madison et James Madison University lumière microscopie Imaging Facility. Dr. Mark L. Gabriele pour obtenir des conseils utiles au sujet de la préparation de jeunes tissus postnatal, et Drs Justin W. Brown et Corey L. Cleland de coordination généreux d’espace et de matériel chirurgical. Cette recherche a été financée en partie par une subvention de recherche concertée par 4-VA, un partenariat de collaboration pour faire progresser le Commonwealth de la Virginie (G.S.V.) et par une Virginie Académie des Science petit projet subvention de recherche (G.S.V.). Appu....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
souris C57BL/6JThe Jackson Laboratory#000664Voir "1. Configuration de la souris » (étape 1.1, « souris de type sauvage »)
GFP. Cre vecteur videAddGene#20781Voir "2. configuration de l’ADN » (étape 2.1 « construction d’ADN unique qui code pour la Cre recombinase ainsi qu’un marqueur fluorescent »). GFP. Cre vecteur vide était un cadeau de Tyler Jacks.
pK029.CAG-loxP-stop-loxP-RFP-ires-tTA-WPRE (Supernova)AddGene#69138Voir "2. Configuration de l’ADN » (étape 2.1 système « Supernova ») et http://snsupport.webcrow.jp/. pK029.CAG-loxP-stop-loxP-RFP-ires-tTA-WPRE (Supernova) était un cadeau de Takuji Iwasato.
pK031.TRE-Cre (Supernova)AddGene#69136Voir "2. Configuration de l’ADN » (étape 2.1 système « Supernova ») et http://snsupport.webcrow.jp/. pK031.TRE-Cre (Supernova) était un cadeau de Takuji Iwasato.
pK038.CAG-loxP-stop-loxP-EGFP-ires-tTA-WPRE (Supernova)AddGene#85006Voir "2. Configuration de l’ADN » (étape 2.1 système « Supernova ») et http://snsupport.webcrow.jp/. pK038.CAG-loxP-stop-loxP-EGFP-ires-tTA-WPRE (Supernova) était un cadeau de Takuji Iwasato.
EndoFree Plasmid Maxi Kit (10)Qiagen#12362Voir "2. Configuration de l’ADN » (étape 2.3 « Kit de purification de plasmide sans endotoxines »)
Poudre de Trypan Blue, qualité BioReagentSigmaT6146-5GVoir « 2. Configuration de l’ADN » (étape 2.5 « bleu trypan »)Chlorure
de sodium, ACS, 2,5 kgVWRBDH9286-2,5KGVoir « 2. Configuration de l’ADN » (étape 2.5 « NaCl »)
Chlorure de potassium, ACS, 500 gVWR#97061-566Voir « 2. Configuration de l’ADN » (étape 2.5 « KCl »)
Phosphate de sodium dibasique, ReagentPlus, 100 gSigma-AldrichS0876-100GVoir « 2. Configuration de l’ADN » (étape 2.5 « Na2HPO4 »)
Phosphate de potassium monobasique, ReagentPlus, 100 gSigma-AldrichP5379-100GVoir « 2. Configuration de l’ADN » (étape 2.5 « KH2PO4 »)
Acide chlorhydrique, réactif ACS, 500 mLFisher ScientificA144-500Voir « 2. Configuration de l’ADN » (étape 2.5 « HCl »)
P-97 Extracteur de micropipetteInstrument de sutterP-97Voir « 3. Mise en place de la pipette (étape 3.1 « Extracteur capillaire en verre »)
Instrument de sutteràfilament de 3,0 mm de large« 3. Configuration de la pipette » (étape 3.1 « Extracteur de capillaire en verre »)
Capillaires en verre à paroi mince, 4 », 1 / 0,75 OD/IDWorld Precision InstrumentsTW100-4Voir « 3. Configuration de la pipette » (étape 3.1.1 « capillaire en verre »)
Lingettes Soft-Tech monocouches, 4,5 poPhenixLW-8148Voir « 3. Mise en place de la pipette » (étape 3.2.1 « essuyage de tâche monocouche ») ; d’autres lingettes monocouches (par exemple Kimwipes) peuvent être utilisées.
Pince Graefe, 7 cm, droite, 0,7 mm 1x2 dentsWorld Precision Instruments#14140Voir "4. Électroporation in utero » (étape 4.1 « Pince Graefe »)
Ciseaux à iris, 11,5 cm, droits, paquet de 12World Precision Instruments#503708-12Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.1 « ciseaux à iris »)
Hartman Moustique Forceps, 9 cm, droite, paquet de 12World Precision Instruments#503728-12Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.1 « Pince anti-moustiques Hartman »)
Éponges non tissées à usage général, 2 » x 2 », 4 plisMedrepexpress#2204-cVoir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.1 « éponges de gaze non tissées »)
Pince à anneau, 10 cm, droite, 2,2 mm IDWorld Precision Instruments#503203Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.1 « pince à anneau « )
Boîtes de Pétri en pyrex complètes, O.D. & fois ; H 100 mm & temps ; 20 mmSigma-AldrichCLS3160102-12EAVoir "4. Électroporation in utero » (étape 4.1 « Boîtes de Pétri »)Plateau d’instruments
de type plat, acier inoxydable, 13-5/8 » x 9-3/4 » x 5/8"AmazonB007SHGAHAVoir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.1 « plateau en acier inoxydable »)
Pince à épiler en platine, 5 mmBTX#45-0489Voir « 4. Électroporation in utero » (étapes 4.3 et 4.16 « électrodes de type pince à épiler »)
ECM 830 PédaleBTX#45-0211Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.3 et 4.17 « pédale »)
ECM 830 GénérateurBTX#45-0052Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.3 « générateur »)
Système d’anesthésie isoflurane chez un seul animal avec petite boîte d’inductionAppareil de Harvard#72-6468Voir « 4. Électroporation in utero » (étapes 4.4 et 4.6 « cône nasal », étape 4.4 « chambre d’induction »)
Pommade ophtalmiqueHanna Pharmaceutical Supply Co#0536108691Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.7 « pommade ophtalmique vétérinaire »)
Space Gel (AIMS)VWR#95059-640Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.8 « sachet scellé rempli de solution saline sursaturée »)
Gel crème décapant, formule sensibleVeet#062200809951Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.9 « crème dépilatoire »)
10ul Low Retention Tip Starter (960 tips/pqt)Phenix Research ProductsTSP-10LKITVoir « 4. Électroporation in utéro » (étape 4.12 « stérile 10 & micro ; Pointe de micropipette L »)
Tubes d’aspirateur pour pipettes microcapillaires calibréesSigma-AldrichA5177Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.15 « Assemblage du tube d’aspiration »)
Suture résorbable tressée, 4-0, Aiguille NFS-2(FS-2), 27"MedrepexpressMV-J397Voir « 4. Électroporation in utéro » (étape 4.19 « sutures résorbables »
) » LiquiVet Rapid" Adhésif tissulaireMedrepexpressVG3Voir "4. Électroporation in utero » (étape 4.20 « adhésif tissulaire »)
Seringues hypodermiques, polypropylène, embout Luer lock, contenance 1,0 mLSigma-AldrichZ551546-100EAVoir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.21 « Seringue de 1 mL »)
Aiguilles de seringue BD Precisionglide jauge 26, L 1/2 in.Sigma-AldrichZ192392-100EAVoir "4. Électroporation in utero » (étape 4.21 « 26G, ½ ; ” aiguille »)
Nestlets Matériel d’emboîtementAncareNES3600Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.24 « matériaux de nidification »)
Graines de tournesol, huile noire,Bio-ServS5137Voir « 4. Électroporation in utero » (étape 4.24 « graines de tournesol »)
Paraformaldéhyde, 97 %Alfa AesarA11313Voir « 5. Histologie » (étape 5.1.1 « PFA »)
Pince à épiler économique #3, 11 cm, pointes de 0,2 x 0,4 mmWorld Precision Instruments#501976Voir « 5. Histologie » (étape 5.5 « pince à épiler »)Poudre
d’agarAlfa Aesar#10752Voir « 5. Histologie » (étape 5.8.1 « agar »)
Lames de rasoir à un seul tranchant, lame #9Stanley Tools#11-515Voir « 5. Histologie » (étape 5.9 « lame de rasoir à un seul tranchant »)
Disque d’échantillon S D 50 mmLeica#14046327404Voir « 5. Histologie » (étape 5.9 « disque d’échantillon de microtome vibrant »)
Plateau tampon Assemblage SLeica#1404630132Voir « 5. Histologie » (étape 5.10 « plateau tampon »)
VT1000 S VibratomeLeica#14047235612Voir « 5. Histologie » (étape 5.10 « microtome vibrant »)
Lames de rasoir à double tranchantPersonnaBP9020Voir « 5. Histologie » (étape 5.10 « lame »)
Porte-couteau SLeica#14046230131Voir « 5. Histologie » (étape 5.10 « porte-couteau »)
Studio Elements Golden Taklon Ensemble de pinceaux ronds à manche courtAmazonB0089KU6XEVoir « 5. Histologie » (étape 5.12.1 « pinceau à pointe fine »)
Superfrost Plus Slides ElectronMicroscopy Services#71869-11Voir « 5. Histologie » (étape 5.12.1 « lame de microscope »)
ProLong Diamond Antifade Mountant, 10 mlThermofisherP36970Voir « 5. Histologie » (étape 5.12.3-5.12.4 « monteur »)
Verre de couverture, 24 x 50 mm, n° 1Phenix Research ProductsMS1415-10Voir « 5. Histologie » (étape 5.12.4 « lamelle »)
4&prime ;,6-Diamidino-2-dichlorhydrate de phénylindole (DAPI)Sigma-AldrichD9542Voir « 5. Histologie » (étape 5.13.1 « DAPI »)
Microscope droit à platine fixeOlympusBX51WIVoir « 5. Histologie » (étape 5.15 « microscope optique »)
Microscope confocal à balayage laserNikonTE2000/C2siVoir « 5. Histologie » (étape 5.15 « microscope confocal »)
Objectif 4x, NA = 0.20NikonCFI Plan Apo Lambda 4XVoir « 5. Histologie » (étape 5.15 « Objectif basse consommation »)
Objectif 20x, NA = 0.75NikonCFI Plan Apo Lambda 20XVoir « 5. Histologie » (étape 5.15 « objectif de puissance moyenne »)
Objectif 60x, NA = 1.40Huile NikonCFI Plan Apo VC 60XVoir « 5. Histologie » (étape 5.15 « objectif haute puissance »)
Voir stérile

Références

  1. Southwell, D. G., Froemke, R. C., Alvarez-Buylla, A., Stryker, M. P., Gandhi, S. P. Cortical plasticity induced by inhibitory neuron transplantation. Science. 327 (5969), 1145-1148 (2010).
  2. Hanson, J. E., Madison, D. V. Presynaptic FMR1 genot....

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Réimpressions et autorisations

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