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Article de méthode

Méthodes in ovo et ex ovo pour étudier le développement de l’oreille interne aviaire

2.8K vues

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DOI :

10.3791/64172

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16 juin 2022

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* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Le poussin est un organisme modèle rentable, accessible et largement disponible pour une variété d’études. Ici, une série de protocoles est détaillée pour comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents au développement et à la régénération de l’oreille interne aviaire.

Résumé

L’oreille interne perçoit le son et maintient l’équilibre à l’aide de la cochlée et du vestibule. Il le fait en utilisant un type de cellule mécanosensorielle dédié connu sous le nom de cellule ciliée. La recherche fondamentale dans l’oreille interne a conduit à une compréhension approfondie du fonctionnement des cellules ciliées et de la façon dont la dérégulation peut entraîner une perte auditive et des vertiges. Pour cette recherche, la souris a été le système modèle prééminent. Cependant, les souris, comme tous les mammifères, ont perdu la capacité de remplacer les cellules ciliées. Ainsi, en essayant de comprendre les thérapies cellulaires pour restaurer la fonction de l’oreille interne, des études complémentaires chez d’autres espèces de vertébrés pourraient fournir des informations supplémentaires. L’épithélium auditif des oiseaux, la papille basilaire (BP), est une feuille d’épithélium composée de cellules ciliées mécanosensorielles (HC) intercalées par des cellules de soutien (SC). Bien que l’architecture anatomique de la papille basilaire et de la cochlée des mammifères diffère, les mécanismes moléculaires du développement de l’oreille interne et de l’audition sont similaires. Cela fait de la papille basilaire un système utile non seulement pour les études comparatives, mais aussi pour comprendre la régénération. Ici, nous décrivons les techniques de dissection et de manipulation pour l’oreille interne du poulet. La technique montre des méthodes génétiques et d’inhibition de petites molécules, qui offrent un outil puissant pour étudier les mécanismes moléculaires du développement de l’oreille interne. Dans cet article, nous discutons des techniques d’électroporation in ovo pour perturber génétiquement la papille basilaire en utilisant des délétions CRIPSR-Cas9, suivies d’une dissection de la papille basilaire. Nous démontrons également la culture d’organes BP et l’utilisation optimale des matrices de culture, pour observer le développement de l’épithélium et des cellules ciliées.

Introduction

L’oreille interne de tous les vertébrés est dérivée d’un épithélium simple connu sous le nom de placode otique 1,2. Cela donnera naissance à tous les éléments structurels et aux types de cellules nécessaires pour transduire les informations mécanosensorielles associées à la perception de l’audition et de l’équilibre. Les cellules ciliées (HC), le capteur cilié de l’oreille interne, sont entourées de cellules de soutien (SC). Les HC transmettent l’information au cerveau postérieur auditif par l’intermédiaire des neurones du huitième nerf crânien. Ceux-ci sont également générés à partir du placode otique

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Protocole

Les protocoles impliquant l’achat, la culture et l’utilisation d’œufs de poule fécondés et d’embryons non éclos ont été approuvés par le Comité institutionnel d’éthique animale du Centre national des sciences biologiques, Bengaluru, Karnataka.

1. Électroporation in ovo de précurseurs auditifs de poussins

  1. Conception et clonage de sgRNA pour l’élimination du gène CRISPR/Cas9
    1. Pour créer des knockouts de gènes, la conception guide les ARN pour perturber les régions exon du gène, de préférence plus près de l’extrémité 5' de la région codante.
    2. Sélectionnez les ARN guides potentiels à l’aide d’....

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Résultats

Dans la configuration d’électroporation, le positionnement des électrodes peut jouer un rôle dans le domaine de la transfection. L’électrode positive est placée sous le jaune et le négatif au-dessus de l’embryon (Figure 1A). Il en résulte une expression plus élevée de la GFP dans une grande partie de l’oreille interne et des organes vestibulaires (Figure 1B) et de la papille basilaire auditive (Figure 1C, D), confir.......

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Discussion

Le poussin est un ajout rentable et pratique aux organismes modèles qu’un laboratoire peut utiliser pour faire des recherches sur l’oreille interne. Les méthodes décrites ici sont couramment utilisées dans notre laboratoire et complètent les recherches en cours dans l’oreille interne des mammifères. L’électroporation in ovo est utilisée pour introduire des manipulations génétiques dans le génome du poussin. L’électroporation peut également être utilisée pour introduire des constructions qui codent pour des proté.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont pas d’intérêts concurrents à divulguer.

Remerciements

Nous remercions le NCBS, le TIFR, Infosys-TIFR Leading Edge Research Grant, DST-SERB et le Royal National Institute for the Deaf. Nous tenons à remercier l’Organisation centrale de développement de la volaille et l’Institut de formation, Hesaraghatta, Bangalore. Nous sommes reconnaissants envers le CIFF et le soutien des installations et des laboratoires de la SEMU au NCBS. Nous remercions Yoshiko Takahashi et Koichi Kawakami pour les constructions Tol2-eGFP et T2TP, et Guy Richardson pour les anticorps HCA et G19 Pcdh15. Nous sommes reconnaissants envers les membres d’Earlab pour leur soutien constant et leurs précieux commentaires sur le protocole.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Alexa Fluor 488 PhalloidinThermo Fisher ScientificA12379
Alexa Fluor 647 PhalloidinThermo Fisher ScientificA22287
Alt-R S.p. HiFi Cas9 Nuclease V3Technologies d’ADN intégrées1081061Haute fidélité Protéine Cas9
Anticorps anti-GFPAbcamab290Sérum de bovin polyclonal de lapin
AlbumineSigma-AldrichA9647
Chlorure de calcium dihydratéThermo Fisher ScientificQ12135
Collagène I, queue de ratThermo Fisher ScientificA1048301
Sécheur à point critique Leica EM CPD300Leica
CUY-21 ÉlectroporateurNépagène
Diméthylsulfoxyde (DMSO)Sigma-AldrichD8418
DM5000B Microscope à grand champLeica
DMEM, haute teneur en glucose, supplément GlutaMAX, pyruvateThermo Fisher Scientific10569010
Dumont #5 ForcepsFine Science Tools11251-20
Dumont #55 ForcepsFine Science Tools11255-20
Fast Green FCFSigma-AldrichF7252
FluoroshieldSigma-AldrichF6182
FLUOVIEW 3000 Microscope à balayage laserOlympus
Glutaraldehyde (25 %)Sigma-Aldrich340855
Anticorps IgG Secondaire Anti-Souris IgG, Alexa Fluor 488Thermo Fisher ScientificA-11001
Chèvre Anti-Souris IgG Secondaire Anticorps, Alexa Fluor 594Thermo Fisher ScientificA-11032
Anticorps secondaire IgG anti-lapin de chèvre, Alexa Fluor 488 ThermoFisher ScientificA-11008
Sérum de chèvre Stérile filtréHiMediaRM10701Heat inactivated
Hanks' Balanced Salt Solution (HBSS)Thermo Fisher Scientific14025092
LSM980 Airyscan MicroscopeZeiss
Millicell Cell Cell Cell Culture Insert, 30 mm, PTFE hydrophile, 0,4 & micro ; mSigma-AldrichPICM03050
MVX10 StéréomicroscopeOlympus
MYO7A AnticorpsDSHB138-1Souris monoclonale à myosine-VIIa non conventionnelle
MZ16 Microscope de dissectionLeica
N-2 Supplement (100X)Thermo Fisher Scientific17502048
Noyes Ciseaux, 14cm (5.5' ')World Precision Instruments501237
Tétroxyde d’osmium (4 %)Sigma-Aldrich75632
ParaformaldéhydeSigma-Aldrich158127
PC-10 ExtracteurNarishige
pcU6_1sgRNAAddgene92395Mini vecteur avec promoteur U6 de poulet modifié
Pénicilline G selde sodiumSigma-AldrichP3032
Saline tamponnée au phosphate (PBS)Thermo Fisher Scientific10010023
ProLong Gold Antifade MountantThermo Fisher ScientificP36934
SMZ1500 Microscope à dissectionNikon
Tampon cacodylate de sodium, 0,2MMicroscopie électronique Sciences11652
Sodium chlorureHiMediaGRM853
Sputtre Coater K550XEmitech
Standard Glass Capillaries 3 in, OD 1.0 mm, No FilamentWorld Precision Instruments1B100-3
SaccharoseSigma-Aldrich84097
The MERLIN Compact VPZeiss
ThiocarbohydrazideAlfa AesarL01205
TWEEN 20Sigma-AldrichP1379

Références

  1. Sai, X., Ladher, R. K. Early steps in inner ear development: induction and morphogenesis of the otic placode. Frontiers in Pharmacology. 6, 19(2015).
  2. Groves, A. K., Fekete, D. M. Shaping sound in space: the regulation of inner ear patterning. Dev....

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Réimpressions et autorisations

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