담즙 중심의 간 재생을 연구하는 Zebrafish의에서 간세포 특이 절제
Summary
To help assess the molecular mechanisms underlying zebrafish biliary-driven liver regeneration, we established a liver injury model in which the nitroreductase-expressing hepatocytes are genetically ablated upon metronidazole treatment. In this protocol, we describe how to adeptly manipulate, monitor and analyze hepatocyte ablation and biliary-driven liver regeneration.
Abstract
간은 재생 할 수있는 좋은 능력을 가지고있다. hepatocyte- 또는 담즙 중심의 간 재생 : 간세포, 간 실질 세포는 두 가지 방법 중 하나를 다시 생성 할 수 있습니다. 담즙 중심의 재생에, 재생 간세포가 담도 상피 세포 (BECS)에서 파생 된 반면 간세포 중심의 간 재생에 재생 간세포는, 기존의 간세포에서 파생됩니다. 간세포 중심의 간 재생에 크게 간 재생의 현재 이해에 기여한 우수한 설치류 모델이 있습니다. 그러나, 이러한 설치류 모델은 담즙 중심의 간 재생에 존재하지 않습니다. 우리는 최근에 BECS 광범위 심한 간세포 손실시 간세포을 야기하는 제브라 피쉬 간 손상 모델에보고했다. 이 모델에서, 간세포는 특히 약물 유전 학적 방법으로 절제되어있다. 여기에서 우리는 간세포를 브레이션과 BEC 중심의 간 재생 과정을 분석하는 상세 방법을 제시한다.이것은 간세포 특이 절제 모델은 또한 담즙 중심 간 재생의 기본 분자 세포 메커니즘을 발견하는데 사용될 수있다. 더욱이, 이러한 방법은 보강 또는 간 재생을 억제 작은 분자를 식별하는 화학 스크린에 적용될 수있다.
Introduction
간은 고도로 회생 기관이다. 간 재생 중에 간세포를 재생, 간 실질 세포, 간세포 선재 (간세포 중심 간 재생) 또는 BECS (담도 중심 간 재생) -1,2-로부터 유도된다. 간 손상은 일반적으로 기존의 간세포의 증식을 유도한다; 간세포 증식가 손상된 경우에는, BECS 2-4 간세포에 기여할 수있다. 간 재생이 두 모드는 임상 적으로 중요하다. (인해 간 종양 또는 라이브 간 도너의 예), 인간 간 부분의 수술 제거하여 남은 간세포가 간에서 간 질량 손실을 복구하기 위해 증식. BECS 간 또는 전구 세포 (된 LPC)는 간세포의 재생에 기여하는 5,6- 나타나도록 반대로, 중증 간 질환 환자에서, 간세포 증식이 크게 손상된다. 설치류 2/3 부분 절제술 모델있는간세포가 잃어버린 간 질량을 복구 할 증식, 크게 간세포 중심의 간 재생 7,8의 현재 이해에 기여하고있다. 그러나, 재생 간세포가 주로 BECS에서 파생되는 유효한 설치류 모델이 없습니다. 여러 설치류 간 독소 모델 담즙 중심의 간 재생 2-4의 식별을 주도하지만, 생쥐에서 최근 혈통 추적 연구는 이러한 모델 9,10에서 간세포 재생에 BECS 최소한의 기여를 나타냅니다. 부분 간절 11-13 및 아세트 아미노펜 유도 간 손상을 포함 14,15 쥐 간 손상 모델의 일부는 제브라 피쉬인가 간 재생에 관여하는 유전자 또는 신규 경로의 식별을 주도하고있다. 그러나 간세포가 주도하지만, BEC-구동되지, 간 재생이 제브라 피쉬의 간 손상 모델에서 발생합니다. 따라서, 신규의 간 손상 모델되는 BECS 광범위 regenerat 기여간세포를 보내고하는 BEC 중심의 간 재생의 더 나은 이해를 위해 필요하다.
간세포 절제 모델의 전체적인 목적은 (1) BECS 광범위 재생 간세포에 기여하고, (2) BEC 중심 간 재생을 기본 분자 세포 메커니즘을 규명 된 간 손상 모델을 생성하기 위해 여기에 설명. 우리는 부상의 정도가 간 재생의 모드를 결정한다는 가정; 따라서, 우리는 담즙 중심의 간 재생이 심한 간세포 손상에 시작할 것이라고 예측했다. 이 가설을 테스트하기 위해, 우리는 유전자 변형 라인을 생성하여 제브라 피쉬의 간 손상 모델을 개발, Tg는 (fabp10a : CFP-NTR) S931, 즉 높은 간세포 특이 fabp10a에서 시안 형광 단백질 (CFP)와 융합 박테리아 Nitroreductase (NTR)를 표현 발기인. NTR은 세포 독성 약물에 비 독성 전구 약물, 메트로니다졸 (MTZ)를 변환하기 때문에, 단지 의도 절제한다 NTR-이 경우에는, 세포를 16-18을 발현, 간세포. MTZ 치료의 지속 시간을 조작함으로써, 간세포 박리의 정도를 제어 할 수있다. 이 모델을 사용하여, 우리는 최근 심한 간세포 손실시 BECS 광범위 또 다른 두 개의 독립적 인 연구에 의해 확인 하였다 (20, 21)의 재생 간세포 (19)을 야기한다는보고. 따라서, 상기 설치류 및 지브라 피쉬 간 손상 모델에 비해, 우리 간세포 절제 모델 BEC 중심 간 재생을 연구하는데 더욱 유리하다.
이 프로토콜은 제브라 간세포 절제 모델을 사용하여 간 재생 실험을 수행하기위한 절차를 설명한다. 이 모델은 담즙의 중심 간 재생을 기본 메커니즘을 결정하기위한 화학 화면을 억제 또는 간 재생을 보강 할 수 있습니다 작은 분자를 식별하기에 적합합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
심각한하지만 온화한하지, 간세포 절제는 담즙의 중심 간 재생을 유도한다. CFP-NTR 트랜스 : 따라서 MTZ 처리 및 세척을 다음, 그것은 fabp10a에서 극한 CFP 형광에 의해 평가 될 수 MTZ 처리 된 유충의 간 크기를 조사하는 것이 중요하다. 절제된 비 (0~5%) 또는 부분 (10 내지 20 %의) 간 절제를 표시 MTZ 처리 애벌레의 적은 비율 때문에, 소트 및 매우 작은 간으로 유충을 분석하는 것이 필수적이?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank Drs. Hukriede and Tsang for discussions. M.K. was supported by an NIH training grant (T32EB001026). This work was supported in part by grants from the American Liver Foundation, the March of Dimes Foundation (5-FY12-39), and the NIH (DK101426) to D.S.
Materials
| 3-amino benzoic acid ethyl ester (Tricaine) powder | Sigma-Aldrich | A5040 | Make 0.4% (15 mM) tricaine stock : Bring 0.4 g tricaine to 100 mL with egg water. Adjust to pH 7. |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| Metronidazole | Sigma-Aldrich | M1547 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8532 | |
| Formaldehyde | Sigma-Aldrich | 252549 | |
| Calcium sulfate dihydrate | Sigma-Aldrich | C3771 | |
| N-Phenylthiourea (PTU) | Sigma-Aldrich | P7629 | |
| Mounting media (Vectashield) | Vector Laboratories | H-1000 | |
| 100 x 15 mm petri dish | Denville Scientific Inc. | M5300 | |
| clear nail polish | Fisher Scientific | 50949071 | |
| fine forceps | Fine Science Tools | 11251-20 | Dumont #5 |
| glass slide | Fisher Scientific | 12-544-1 | |
| glass coverslip | Fisher Scientific | 12-540-A and 12-542-A | 18 x 18 mm |
| zn-5 (mouse anti-Alcam) | ZIRC | zn-5 | 1:10 dilution |
| goat anti-Hnf4a | Santa Cruz | sc-6556 (C-19) | 1:50 dilution |
| rat anti-RFP | Allele Biotechnology | ACT-CM-MRRFP10 | 1:300 dilution |
| AlexaFluor 647 AffiniPure Donkey Anti-goat IgG (H+L) | Jackson laboratories | 705-605-147 | 1:500 dilution |
| AlexaFluor 647 AffiniPure Goat Anti-mouse IgG (H+L) | Invitrogen | A21240 | 1:500 dilution |
| Cy3 donkey anti-rat IgG | Jackson laboratories | 712-165-150 | 1:500 dilution |
| dissecting microscope | Leica Microsystems | S6F | |
| epifluorescence microscope | Leica Microsystems | M205FA | |
| confocal microscope | Carl Zeiss | LSM700 | |
| egg water | 0.3 g/L of sea salts ‘Instant Ocean’ and 0.5 mM CaSO4 in distilled water. | ||
| 10X PBS | 25.6 g Na2HPO4·7H2O, 80 g NaCl, 2 g KCl, 2 g KH2PO4. Bring to 1 L with distilled water. Adjust pH 7. Autoclave for 20 min at 121°C. | ||
| 1X PBSDT | 0.2% Triton X-100 and 0.2% DMSO in 1 X PBS. | ||
| PEM buffer | 30.2 g PIPES, 761 mg EGTA, 1 mM MgSO4. Bring to 1 L with distilled water. Adjust pH 7. | ||
| Blocking solution | Mix 1 ml of heat-inactivated horse serum with 9 ml of 1X PBSDT. |
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