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발생학

차 세포 배양 연구 병아리 망막에 효율적인 유전자 전송 :<em> 전 비켜</em> Electroporation에 접근

Published: November 02, 2015
doi:
10.3791/52002
, ,
1Wilmer Eye Institute,The Johns Hopkins University School of Medicine

Summary

배아 병아리 망막 세포 배양은 광 수용체 생물학의 연구에 유용한 도구를 구성한다. 우리는 이전에 배양 망막의 플라스미드 일렉트로 오보 EX에 기초한 효율적인 유전자 전달 기술을 개발했다. 이 기술은 상당히이 시스템에 대한 가능한 유전자 조작을하고, 현재 사용 가능한 프로토콜을 통해 형질 전환 효율을 증가시킨다.

Abstract

배아 병아리 망막에서 파생 된 콘 광 수용체가 풍부한 문화 망막 신경 세포, 특히 광 수용체의 생물학을 공부하는 전세계 연구자를위한 필수적인 도구가되었다. 그들은 쉽게 약물 개발을위한 높은 처리량의 기술에 적용 할 수 있으므로이 시스템의 응용 프로그램은 기초​​ 연구를 넘어. 그러나 이러한 문화 망막 광 수용체의 유전자 조작은 시스템의 유용성에 중요한 제한 포즈, 매우 어려운 것으로 입증되었습니다. 우리는 최근에 개발 및 기타 현재 사용 가능한 프로토콜 (1)에 비해 5 배 이러한 문화 망막 세포의 형질 전환의 속도를 증가 플라스미드 전기 기술 비켜 전을 검증했다. 이 방법에서 병아리 배아 눈 RPE를 제거하고, 스테이지 (27)에서 적출하고, 망막 컵 플라스미드 – 함유 용액에 배치되어 쉽게 구성된 고객이나 전기 천공을 사용하여만든 전극. 망막은 해리 배양 표준 절차를 사용하고 있습니다. 이 기술은 일반적으로 감광체 인구의 25 %의 유전자 발현을 달성 플라스미드 기반의 RNAi 기술의 사용을 통해, 예를 들면, 과발현 연구뿐만 아니라 유전자 발현의 하향 조절에 적용될 수있다. 본 공보의 비디오 포맷은 망막 일차 배양에서의 유전자 기능 연구를 가능 분야의 연구자에이 기술이 용이하게 접근 할 수 있도록한다. 우리는 또한 성공적인 결과 및 재현성이 절차의 중요한 단계에 대한 자세한 설명을 포함하고있다.

Introduction

배아 병아리 망막에서 해리 된 세포 배양 널리 생존 2-9, 차별화 10-12, 신경 돌기의 파생물 (13) 등을 포함한 광 수용체 세포 생물학의 다양한 측면을 연구하는 데 사용되었다. 루벤 애들러와 공동 작업자에 의해 1980 년대에 개발하고 자신과 다른 그룹 (14-20)에 의해 완성이 시스템의 장점은, 동물 모델 (21)와 여자의 고유 특성에 있습니다. 심지어 배아 단계에서 병아리 눈의 큰 크기는, 문화에 대한 자료의 많은 양을 제공한다. 배아는 배양 일 (ED) 5 이용하여 수행 될 때 더욱이, – 6 망막, 55 -이 동물 감광체의 약 86 %이기 때문에 그들의 선조 세포의 80 %가 감광체 14,15,18,22,23으로 구별하고, 콘 (24)은,이 배양 물이 세포 유형에 집중 연구에 특히 적합하다.

우리는 최근 develo의이PED는 ​​따라서 유전 missexpression 연구 1 촉진함으로써이 시스템의 유용성을 넓히고,이 배양 물에서 세포의 고효율 플라스미드 형질 감염을 허용하는 간단한 기술을 특징으로한다. 이 기술의 개발은 세포 자율 방식으로 유전자 기능 연구를 허용하도록 형질의 허용 가능한 수준을 제공 할 방법 과학 문헌에서 보이드로부터 비롯. 일차 배양 신경 세포를 형질 25,26 악명 하드 때문 부분이다. 이 목적을 위해 이전에 사용 가능한 가장 일반적으로 사용되는 기술 중 일부는 3-5 % 정도의 효율을 야기하고 상당한 독성을 발휘 27-32 예컨대 리포 펙션, 칼슘 포스페이트 – 매개 된 형질 전환과 같은 화학적 형질 전환 방법을 포함. 효소 리포터 플라스미드 시스템의 사용은 신호를 증폭하여 불량한 형질 감염 효율의 문제를 피할 수있다하더라도, 그들은하지셀 고유의 효과를 판별하고, 그 결과 전체를 대표하지 않을 작은 세포군에 기초한다. 병아리에서 널리 사용되는 또 다른 방법은, RCA 단자 바이러스 감염은 세포 증식에만 적용이 망막 일차 배양 시스템 (33), 따라서 적합하지 않다.

현재 프로토콜에서 배아 병아리 눈 단계 27 (ED 5), 망막 색소 상피 (RPE)를 제거하고, 망막 컵이 플라스미드를 함유 용액으로 가득 전기 챔버에 배치에서 적출 및 사용하여 전기 천공되는 주문 제작 표준 기술 (21)을 이용하여 망막 해리와 문화를 이어 전극. 이 절차를 최적화 한 결과의 생존과 분화 특성을 손상시키지 않고 지속적으로 배양 세포 단독 감광체 인구 내의 25 %의 총 수의 22 % 정도의 형질 전환 효율을 달성 할 수 있었다문화 1. 여기에서 우리는이 기술의 성공과 재현성을 보장하기 위해이 절차의 모든 중요한 단계를 요약 한 상세한 프로토콜을 제공합니다.

Protocol

이 작품에 설명 된 모든 절차는 존스 홉킨스 대학에서 동물 관리 및 사용위원회에서 권장하는 지침에 따라 수행 하였다. 미리 1 :기구, 시약 및 요리의 준비 계란의 준비 : 계란 배양기에서 5 일간 37.5 ℃, 상대 습도 60 %에서 수정 된 백색 레그혼 닭 알을 품어. 참고 : 표준화 및 배아 발달을 동기화 도움이 될 수있는 능력을 흔들하지만, 락과 보육이 프로토콜의 결?…

Representative Results

여기에서 우리는 다음 해리 세포 배양을위한 탈핵 병아리 망막 컵에 플라스미드 형질에 대한 간단한 프로토콜을 제시한다. 형질 사용자 정의 전극 (- 2 그림 1)을 쉽게 만들 수 사용 전기에 의해 달성된다. 이 프로토콜에 기재된 파라미터는 20 % 내지 27 (도 3d) (22 %의 평균) 레인지에 형질 전환 효율을 얻기 위해 최적화되었다. 위에서 언급 한 이유로, 이러한 결과는 문화 4 일…

Discussion

이 프로토콜의 성공을위한 가장 중요한 단계는 배아의 적절한 단계를 선택하는 것입니다. 이전의 출판물에서, 배아 단계의 범위는 일반적으로 배양 또는 배아 일의 일 (ED)에 의해 정의 된, 이러한 문화에 대한 주어진다; 따라서 보통 ED 6 배아 ED 5를 사용하여 동등한 결과를 얻을 수 있다고 가정한다. 그러나 우리는 전술 한 바와 같이 단계 (27) (ED 5)에 형질 전환 효율, 전체 세포 인구의 약 22 %가 될 ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We would like to acknowledge David O’Brien for his support with data analysis, and all the members of the Canto-Soler lab for their critical discussions. This work was supported by NIH grants EY004859 and EY022631 (MVCS), Core Grant EY1765, and an unrestricted departmental grant from Research to Prevent Blindness, Inc.

Materials

ECM 830 Electro Square Porator BTX/ Harvard Apparatus 45-0052
Genetrode, L-Shaped, 5 mm Gold Tip BTX/ Harvard Apparatus 45-0115 model 512 Gold tipped electrode used as anode
Polyimide Tubing Vention Medical custom made Internal Diameter: 0.5mm / wall thickness: 0.15-0.2mm. Used for insulating gold tiped electrode
2.5mm square box filament, 4.5mm wide Sutter Instrument Company FB245B Used to make cathode electrode
HBSS, no calcium, no magnesium, no phenol red Gibco – Life Technologies 14175-095
Moloney forceps Roboz RS-8254 Serrated; Slight Curve; 4.5" Length
Dumont tweezers 5/45 Roboz RS-5058 Pattern #5, 45 Degree Angle; .10 X .06mm Tip Size; 109mm Length
Bonn micro forceps, 1×2 teeth Roboz RS-5172 Tying Platform; 1X2 Teeth, 0.12mm Teeth; 3.75" Length; .3mm Tip Width
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Vergara, M. N., Gutierrez, C., Canto-Soler, M. V. Efficient Gene Transfer in Chick Retinas for Primary Cell Culture Studies: An Ex-ovo Electroporation Approach. J. Vis. Exp. (105), e52002, doi:10.3791/52002 (2015).
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