Intracerebroventricular Iniezione virale del cervello neonatale mouse per persistente e diffusa trasduzione neuronale
Summary
Here we demonstrate a technique for widespread neuronal transduction by intraventricular injection of adeno-associated virus into the neonatal mouse brain. This method provides a rapid and easy way to attain lifelong expression of virally-delivered transgenes.
Abstract
Con il ritmo del progresso scientifico accelerare rapidamente, sono necessari nuovi metodi per la neuroscienza sperimentale per manipolare rapidamente e facilmente l'espressione genica nel cervello di topo. Qui si descrive una tecnica introdotta da Passini e Wolfe per la consegna intracranica diretta di transgeni viralmente-codificati nel cervello neonatale mouse. Nella sua forma più elementare, la procedura richiede solo un secchio di ghiaccio e una siringa microlitro. Tuttavia, il protocollo può anche essere adattato per l'uso con cornici stereotassica per migliorare la coerenza dei ricercatori nuovi alla tecnica. Il metodo si basa sulla capacità del virus adeno-associato (AAV) di spostarsi liberamente dai ventricoli cerebrali nel parenchima cerebrale, mentre il rivestimento ependimale è ancora immaturo durante la prima 12-24 ore dopo la nascita. Iniezione intraventricolare di AAV a questa età i risultati in diffusa trasduzione di neuroni in tutto il cervello. Espressione inizia entro giorni di iniezione e persiste per la lifetime dell'animale. Titolo virale può essere regolato per controllare la densità di neuroni trasdotte, mentre la co-espressione di una proteina fluorescente fornisce un'etichetta vitale di cellule trasdotte. Con la crescente disponibilità di servizi di base virali per fornire i reagenti sia off-the-shelf, pre-confezionati e preparazione virale personalizzato, questo approccio offre un metodo opportuno per manipolare l'espressione genica nel cervello di topo che è veloce, facile e molto meno costoso di ingegneria germinale tradizionale.
Introduction
I metodi tradizionali per modificare l'espressione genica neuronale richiedono tempo e costosa manipolazioni linea germinale. Alternativa de novo approcci come in utero elettroporazione o iniezione stereotassica lentivirali dare risultati più rapidi e sono meno costosi, ma hanno lo svantaggio di richiedere un intervento chirurgico complesso di 1-3. Inoltre, l'espressione del transgene ha una gamma limitata spaziale con questi metodi. Qui, descriviamo un metodo veloce, facile ed economico per la manipolazione neuronale diffusa tramite iniezione intraventricolare di virus adeno-associato (AAV) nel cervello neonatale mouse. Il metodo è stato descritto da John Wolfe e Marco Passini, nel 2001, dove hanno suggerito piccola dimensione delle particelle di AAV ha permesso di diffondere all'interno del fluido cerebro-spinale che passa dai ventricoli laterali attraverso la barriera ependimale immaturo e nel parenchima cerebrale 4, 5. Iniezione intraventricolare di AAV all'interno del first 24 ore dopo che i rendimenti nascita diffusa di trasduzione virale di sottoinsiemi neurali che abbracciano tutte le regioni del cervello, dai bulbi olfattivi per il tronco cerebrale 6,7. Transgeni viralmente-consegnati sono espressi e attiva entro giorni di iniezione e persistere fino a un anno dopo la trasduzione. Così, questa manipolazione versatile consente studi che spaziano dallo sviluppo del cervello postnatale precoce invecchiamento e la degenerazione nell'adulto.
In adattando la tecnica alle nostre esigenze sperimentali specifiche, ci siamo concentrati principalmente sulla AAV8 sierotipo perché è il più efficiente a trasduzione neuroni 6. Mostriamo che il titolo virale può essere diluito per controllare la densità di neuroni trasdotte per test esperimenti conseguenze cellule intrinseca di manipolazione genetica. Inoltre, abbiamo dimostrato che due virus potrebbero essere co-iniettati per la produzione di modelli di espressione che sono diretta a gruppi distinti o sovrapposti di neuroni, a seconda dei sierotipi scelti perimballaggio virale. Il nostro lavoro espande la versatilità di questa tecnica per l'uso in una vasta gamma di impostazioni neuroscienze sperimentali.
Protocol
Representative Results
Discussion
Abbiamo descritto un procedimento versatile per la manipolazione genica neuronale utilizzando AAV come veicolo di distribuzione capillare nel cervello neonatale topo. Rispetto ad altri metodi di transgenesi neuronale, come in utero elettroporazione 1 o iniezione stereotassica intracranica 2,3, iniezione virale neonatale è relativamente facile e semplice. La procedura di base può essere eseguita in pochi minuti con solo un cestello di ghiaccio e una siringa microlitro. Sopravvivenza ottimale e di …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by the Robert A. and Rene E. Belfer Family Foundation, NIA R21 AG038856 (JLJ), BrightFocus Foundation Alzheimer’s Disease research grant A2010097 (JLJ), and NIA Biology of Aging Training grant T32 AG000183 (support for SDG).
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| ICR outbred mice | Harlan | Hsd:ICR (CD-1) | This strain is also known as CD-1 |
| FVB inbred mice | The Jackson Laboratory | 1800 | 5-6 weeks of age |
| Nestlets | Lab Supply | NESTLETS | |
| Shepherd shacks | Lab Supply | SS-mouse | |
| High fat rodent chow | Purina Mills | PicoLab Mouse diet 20, #5058 | This is our standard breeder chow |
| High fat rodent chow (alternative) | Harlan Laboratories | Teklad Global 19% protein rodent diet #2019S | If low phytoestrogen, autoclavable diet is needed |
| Injection syringe | Hamilton | 7653-01 | 10 ml syringe |
| Injection needles | Hamilton | 7803-04, RN 6PK PT4 | 32 gauge, for standard P0 injections |
| Metal plate for cryoanesthesia | McMaster Carr | 8975K439 | Raw aluminum plate, 6” x 12”, 0.25” thick, will need to be cut into 3 equal pieces and edges sanded by local machine shop |
| Small animal stereotaxic device with digital readout | David Kopf Instruments | Model 940 | |
| Universal syringe holder with needle support foot | David Kopf Instruments | Model 1772-F1 | |
| Neonatal frame | Stoelting | 51625 | Officially called a mouse and neonatal rat adaptor |
| Biohazard disposal bags with sterile indicator | VWR | 14220-030 | Important! – Check with local veterinary and environmental safety staff to learn your institute’s protocol for biohazard waste disposal |
References
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