Summary

非洲爪蟾的有效快速血液灌注

Published: May 16, 2023
doi:

Summary

这里介绍的是一种有效的快速血液灌注方案,用于制备非洲爪蛙的组织样本,用于转录组学和蛋白质组学研究。

Abstract

100多年来,非洲爪蟾一直是了解脊椎动物发育和疾病的强大模式生物。在这里,定义了非洲爪蟾的快速血液灌注方案,旨在一致和急剧地减少所有组织内的血液。通过将针头直接插入心脏心室并通过血管系统泵送肝素化磷酸盐缓冲盐水(PBS)来进行灌注。每只动物可以在大约 10 分钟内完成该过程。血液由一些高度丰富的蛋白质和细胞类型主导,由于这些蛋白质掩盖了大多数其他感兴趣的分子和细胞类型,因此会产生许多问题。使用定量蛋白质组学和单细胞转录组学对成人非洲爪蟾组织的可重复表征将受益于在器官取样之前应用该协议。组织取样的方案在配套论文中定义。这些程序旨在使不同性别、年龄和健康状况的非洲爪蟾的做法标准化,特别是非洲爪蟾和热带爪蟾

Introduction

为了保存和固定的目的,常规完成两栖动物的全身灌注1,234,56然而,这些程序的发生速度限制了每只动物可以采集的新鲜样本数量。这项工作的目标是在非洲爪蟾中开发一种有效的血液灌注方案,优先考虑该技术的速度。对于热带X. laevis,每只动物需要不到10分钟,每只X. laevis动物需要不到15分钟。次要优先事项是易于复制和使用易于获取的设备,以便可以在非洲爪蟾实验室之间广泛共享高质量的样品。

非洲爪 蟾广泛用于生物医学研究,以研究跨物种保存的基本生物学和病理过程。这种四足动物与其他水生模型相比,与哺乳动物有更密切的进化关系,有肺、三腔心脏和带手指的四肢。国际社会有效地利用 非洲爪蟾 ,通过对疾病相关基因功能的深入疾病建模和分子分析,对人类疾病有了更深入的了解。 非洲爪蟾 作为动物模型的众多优点使其成为研究人类发育和疾病的分子基础的宝贵工具;这些优点包括:卵母细胞和胚胎大小大,繁殖力高,易于容纳,快速的外部发育以及易于基因组操作。据估计,非洲 爪蟾 共享~80%的已确定的人类疾病基因7

与流行的哺乳动物模型相比,非洲爪蟾是一种快速、经济高效的模型,具有吗啉蛋白敲低的易用性,并且可以使用CRISPR8进行高效的转基因和靶向基因突变。定量质谱和单细胞转录组学已成功应用于非洲爪蟾胚胎910,但最近来自非洲爪蟾的细胞图谱显示大多数组织的组成以血细胞11型为主。通过开发一种快速放血组织并使用冷却培养基的技术,样品新鲜度受灌注的影响最小。这对于以分析生理上不受干扰的mRNA或蛋白质表达为目标的应用尤其重要。

Protocol

所有实验均按照哈佛医学院IACUC(机构动物护理和使用委员会)(IS 00001365_3)的规则和规定进行。 注意:尽管美国兽医协会12认为所描述的主要安乐死方法是一种可接受的安乐死技术,但尚未发现它会导致心跳停止13。即使是常用的二次双皮管方法也不能阻止这种情况,也不能从动物身上取出心脏。麻醉动物的放血被认为是成功安乐死的人?…

Representative Results

成功灌注后,所有组织(色素沉着爪蟾中的肝脏除外)将明显变浅,血液饱和度较低。主要血管将变得不那么明显(图10),取样后组织(不包括肝脏)将在缓冲液中干净冲洗。虽然该方案的成功执行最终只能通过出血组织样本的数据质量来确认,但故障排除表中提供了几个典型问题、可能的原因和建议的补救措施(表1和图11<…

Discussion

该协议描述了用于进入腔腔的传统解剖技术。其他技术也是可以接受的,只要它们对组织造成的损害最小,心脏是可接近的,肺和胃是可见的。同样,列出的大多数解剖工具都可以很容易地用类似的项目代替。

虽然已经尝试优化该程序的功效,但结果可能会因一个人的经验和个体青蛙之间的变异性而异。血液灌注的一个有趣的方面仍然不在本文的范围之内,即该程序与接受?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作得到了NIH的OD R24拨款OD031956和NICHD R01拨款HD073104的支持。我们感谢达西·凯利(Darcy Kelly)对该协议的有益讨论和初步意见。我们还要感谢Samantha Jalbert,Jill Ralston和Wil Ratzan的帮助和支持,以及我们的三位匿名同行评审员的反馈。

Materials

5x Magnifying glass with LED light and stand amazon.com B08QJ6J8P1 light must not produce heat
Disposable transfer pipets VWR 414004-036
Dissecting fine-pointed forceps Fisher Scinetific 08-875
Dissecting scissors sharp piont, straight 6.5" VWR 76457-374
Dissection tray Fisher Scinetific 14-370-284 styrofoam sheets are an acceptable alternative
Euthanasia container US Plastic Item 2860 alternative opaque containers acceptable
Euthanasia container lid US Plastic Item 3047
Fine dissection pins Living Systems Instrumentation PIN-#3
General use hypodermic needles, 22 G Fisher Scientific 14-826-5A for X. laevis
General use hypodermic needles, 25 G Fisher Scientific 14-826AA for X. tropicalis
Heparin, porcine intestinal mucosa MilliporeSigma 37-505-410MG
Iridectomy scissors 6" vwr 470018-938 iris scissors are an acceptable alternative
Luer-to-barb adapter male Luer with lock ring amazon.com B09PTX6M2Z size will be dependant on the hosing of the pump used
Mayo-Hegar needle holder Fisher Scinetific 08-966 mosquito forceps are an acceptable alternative
MS-222: Syncaine (formerly tricaine) Pentair AES TRS1
PBS 1x Corning 21-040-CV
Peristaltic liquid pump dosing pump 5–100 mL/min amazon.com B07PWY4SM6 any peristaltic pump capable of pumping 5-10mL/min is acceptable
Sharpening stone VWR 470150-112 optional; for dulling needles
Sodium bicarbonate, powder, USP Fisher Scientific 18-606-333
Specimen forceps, serrated VWR 82027-442
T-Pins for dissecting Fisher Scinetific S99385
Ultra-fine short insulin syringes, 31 G VWR BD328438
Wire flush cutters, 6-inch ultra sharp & powerful side cutter clippers amazon.com B087P191LP

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Cite This Article
Jonas-Closs, R. A., Peshkin, L. Effective Rapid Blood Perfusion in Xenopus. J. Vis. Exp. (195), e65287, doi:10.3791/65287 (2023).

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