Summary

En Ovo Inyección intravascular en embriones de pollo

Published: June 03, 2022
doi:

Summary

El objetivo general de este artículo es describir cómo realizar la inyección intracelular ovo de materiales exógenos en embriones de pollo. Este enfoque es muy útil para estudiar la biología del desarrollo de los embriones de pollo.

Abstract

Como un sistema modelo clásico de biología embrionaria, el embrión de pollo se ha utilizado para investigar el desarrollo embrionario y la diferenciación. La entrega de materiales exógenos en embriones de pollo tiene una gran ventaja para estudiar la función génica, la reproducción transgénica y la preparación de quimeras durante el desarrollo embrionario. Aquí mostramos el método de inyección intravascular in ovo mediante el cual los materiales exógenos como los vectores plásmidos o las células germinales primordiales modificadas (PGC) pueden transferirse a embriones de pollo de donantes en etapas tempranas de desarrollo. Los resultados muestran que la inyección intravascular a través de la aorta dorsal y la cabeza permite que los materiales inyectados se difundan en todo el embrión a través del sistema circulatorio sanguíneo. En el protocolo presentado, la eficacia de la introducción de plásmidos exógenos y vectores lentivirales, y la colonización de PGC exógenos inyectados en la gónada receptora, se determinaron mediante la observación de fluorescencia en los embriones. Este artículo describe procedimientos detallados de este método, proporcionando así un excelente enfoque para estudiar la función génica, la biología embrionaria y del desarrollo, y la producción de pollos quiméricos de gónadas. En conclusión, este artículo permitirá a los investigadores realizar in ovo inyección intravascular de materiales exógenos en embriones de pollo con gran éxito y reproducibilidad.

Introduction

Los embriones de pollo se han utilizado ampliamente durante siglos en aplicaciones biológicas, inmunológicas, patológicas y de desarrollo 1,2,3. Tienen muchas ventajas inherentes sobre otros modelos animales en el estudio de la toxicología y la biología celular4. Los embriones de pollo son fácilmente accesibles y pueden manipularse in vitro y observarse directamente en cualquier etapa del desarrollo, lo que proporciona un práctico sistema de modelo de investigación embrionaria.

En general, los métodos actuales de administración de embriones de pollo, como la electrotransfección y la inyección de cavidad subgerminal, tienen limitaciones como el requisito de equipos especializados y un programa diseñado, y la ineficiencia debido a la presencia de yema y albúmina 5,6,7. Aquí mostramos un método de manejo simple y eficiente para entregar materiales exógenos en embriones de pollo. Esta puede ser una herramienta poderosa utilizada en el estudio de la biología del desarrollo. Los materiales inyectados se propagan a todo el embrión a través de la circulación sanguínea. Durante el desarrollo temprano de los embriones de pollo, los PGC podrían migrar a través de la sangre, colonizar la cresta genital y luego convertirse en gametos, que proporcionan un valioso camino posible para entregar materiales exógenos8. Ahora, este método ha sido ampliamente utilizado en el estudio de la función génica, la biología embrionaria y del desarrollo, y la producción de pollos quiméricos y transgénicos 9,10,11.

La inyección intravascular in ovo en embriones de pollo es un método bien establecido y de uso común 12,13,14. En este documento, mostramos una descripción completa de este protocolo que incluye materiales de inyección, sitios, dosis y resultados representativos.

Protocol

Todos los procedimientos relacionados con el cuidado y el uso de animales se ajustaron a las directrices del Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos (NIH Pub. No. 85-23, revisado en 1996) y los protocolos de embriones de pollo fueron aprobados por el Comité de Ética de Animales experimentales y manejo de animales de laboratorio de la Universidad de Yangzhou, China (No.201803124). 1. Recolección y preparación de óvulos fertilizados NOTA:…

Representative Results

Mostramos aquí la inyección intravascular in ovo de embriones de pollo. En la Figura 1 se muestra un proceso esquemático de la inyección intravascular; en nuestro estudio, utilizamos varias soluciones exógenas para probar y verificar la inyección. Para visualizar mejor los materiales inyectados, se inyectó Trypan Blue (0,4%) como trazador en el embrión. Se observó que el marcador (azul) se difunde a todo el embrión a través de la circu…

Discussion

El método de inyección in ovo intravascular de embriones de pollo está optimizado para materiales exógenos (vectores, virales o PGC) que se transfieren al embrión. Basándonos en este método, construimos modelos de embriones de pollo con sobreexpresión o interferencia genética estable (SpinZ, JUN, UBE2I, etc.) 17,18,19. Estos modelos bien establecidos demuestran la viabilidad de este enfoque. Además, no solo t…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (31972547). Agradecemos la edición de Jing Wang y la voz en off de Malik Donlic en la Universidad Estatal de Washington, Estados Unidos.

Materials

Fluorescence macro-microscope OLYMPUS MVX10
Glass Capillaries Narishige G1
Lipofectamine 2000 Invitrogen 12566014 liposome
pEGFP-N1 vector Clontech #6085-1
PKH26 Red Fluorescent Cell Linker Kit  Sigma PKH26GL
pLVX-EGFP lentivirus vector Addgene 128652
Pneumatic Microinjector Narishige IM-11-2
Puller Narishige PC-100
Trypan Blue Stain Gibco 15250061

Riferimenti

  1. Bednarczyk, M., Dunislawska, A., Stadnicka, K., Grochowska, E. Chicken embryo as a model in epigenetic research. Poultry Science. 100 (7), 101164 (2021).
  2. Darnell, D. K., Schoenwolf, G. C. The chick embryo as a model system for analyzing mechanisms of development. Developmental Biology Protocols. , 25-29 (2000).
  3. Fauzia, E., et al. Chick embryo: a preclinical model for understanding ischemia-reperfusion mechanism. Frontiers in Pharmacology. 9, 1034 (2018).
  4. Fonseca, B. B., da Silva, M. V., de Morais Ribeiro, L. N. The chicken embryo as an in vivo experimental model for drug testing: Advantages and limitations. Lab Animal. 50 (6), 138-139 (2021).
  5. Blank, M. C., Chizhikov, V., Millen, K. J. In ovo electroporations of HH stage 10 chicken embryos. Journal of Visualized Experiments. (9), e408 (2007).
  6. Islam, M. M., Doh, S. T., Cai, L. In ovo electroporation in embryonic chick retina. Journal of Visualized Experiments. (60), e3792 (2012).
  7. Lu, T., Cohen, A. L., Sanchez, J. T. In ovo electroporation in the chicken auditory brainstem. Journal of Visualized Experiments. (124), e55628 (2017).
  8. van de Lavoir, M. -. C., et al. Germline transmission of genetically modified primordial germ cells. Nature. 441 (7094), 766-769 (2006).
  9. Ballantyne, M., et al. Avian primordial germ cells are bipotent for male or female gametogenesis. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 9, 726827 (2021).
  10. Park, T. S., Han, J. Y. piggyBac transposition into primordial germ cells is an efficient tool for transgenesis in chickens. Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (24), 9337-9341 (2012).
  11. Lee, H. J., et al. Targeted gene insertion into Z chromosome of chicken primordial germ cells for avian sexing model development. The FASEB Journal. 33 (7), 8519-8529 (2019).
  12. Han, J. Y., Lee, B. R. Isolation and characterization of chicken primordial germ cells and their application in transgenesis. Avian and Reptilian Developmental Biology: Methods and Protocols. , 229-242 (2017).
  13. Naito, M., Harumi, T., Kuwana, T. Long-term culture of chicken primordial germ cells isolated from embryonic blood and production of germline chimaeric chickens. Animal Reproduction Science. 153, 50-61 (2015).
  14. Yu, F., et al. Isolation, characterization and germline chimera preparation of primordial germ cells from the Chinese Meiling chicken. Poultry Science. 98 (2), 566-572 (2019).
  15. Hamburger, V., Hamilton, H. L. A series of normal stages in the development of the chick embryo. Journal of Morphology. 88 (1), 49-92 (1951).
  16. Zhang, Z., et al. Crucial genes and pathways in chicken germ stem cell differentiation. The Journal of Biological Chemistry. 290 (21), 13605-13621 (2015).
  17. Jin, K., et al. UBE2I stimulates female gonadal differentiation in chicken (Gallus gallus) embryos. Journal of Integrative Agriculture. 20 (11), 2986-2994 (2021).
  18. Shi, X., et al. HMGCS1 promotes male differentiation of chicken embryos by regulating the generate of cholesterol. All Life. 14 (1), 577-587 (2021).
  19. Jiang, J., et al. Spin1z induces the male pathway in the chicken by down-regulating Tcf4. Gene. 780, 145521 (2021).
  20. Zhao, R., et al. Production of viable chicken by allogeneic transplantation of primordial germ cells induced from somatic cells. Nature Communications. 12 (1), 2989 (2021).

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Citazione di questo articolo
Jin, K., Zhou, J., Wu, G., Lian, Z., Zhao, Z., Zhou, S., Chen, C., Sun, H., Niu, Y., Zuo, Q., Zhang, Y., Song, J., Chen, G., Li, B. In Ovo Intravascular Injection in Chicken Embryos. J. Vis. Exp. (184), e63458, doi:10.3791/63458 (2022).

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