Her presenterer vi en protokoll for hjerte-spesifikke genet manipulasjon i mus. Under narkose, var musen hjerter eksternaliserte gjennom Fjerde interkostalrom plass. Deretter blot adenoviruses koding bestemte gener ble injisert med en sprøyte i myokard, etterfulgt av protein uttrykk måling via i vivo bildebehandling og Western analyse.
Gene manipulasjon i hjertet forsterke betydelig etterforskningen av cardiac sykdom pathomechanisms og deres terapeutiske potensial. I vivo hjerte-spesifikke gen levering oppnås vanligvis ved systemisk eller lokal levering. Systemisk injeksjon via hale vene er enkel og effektiv i å manipulere cardiac genuttrykk ved hjelp av rekombinant adeno-assosiert virus 9 (AAV9). Men denne metoden krever en relativt stor mengde vektor for effektiv signaltransduksjon, og kan resultere i nontarget orgel genet signaltransduksjon. Her beskriver vi en enkel, effektiv og tidsbesparende metode for intramyocardial injeksjon i vivo hjerte-spesifikke genet manipulering i mus. Under anesthesia (uten ventilasjon), pectoral hovedversjoner og underordnede musklene var rett ut dissekert og mus hjertet ble raskt eksponert av manuell eksternalisering gjennom et lite innsnitt på den fjerde interkostalrom plassen. Deretter ble adenovirus koding luciferase (Luc) og vitamin D reseptor (VDR), eller kort hårnål RNA (shRNA) målretting VDR, injisert med en Hamilton sprøyte i myokard. Senere i vivo imaging viste at luciferase var vellykket overexpressed i hjertet. Videre bekreftet Western blot analyse den vellykkede overuttrykte eller stanse VDR i musen hjertet. Når mestret, kan denne teknikken brukes til genet manipulasjon, samt injeksjon av celler eller andre materialer som nanogels i musen hjertet.
Hjertesykdom er den ledende årsaken til sykelighet og dødelighet verdensomspennende1,2. Mangel på effektive strategier for livstruende hjertesykdommer inkludert hjerteinfarkt og hjertesvikt tiltrekker intens utforskningen av underliggende pathomechanisms og identifikasjon av romanen behandlingsalternativer3. For disse vitenskapelige undersøkelser er hjerte-spesifikke genet manipulasjon brukte4,5. CARDIAC genet manipulasjon kan oppnås ved genome redigering med kraftig transkripsjon aktivator som effektor nuclease (TALEN) og gruppert regelmessig interspaced kort palindromic gjentar (CRISPR) / CRISPR forbundet protein 9 (Cas9) verktøy, eller levering av ektopisk genetisk materiale (f.eks, virus vektorer bærer gener som koder proteiner av interesse)6. Om genomet redigering gir presis og spatiotemporal Genova endringer i levende mus, er det fortsatt en tidkrevende og arbeidskrevende6. Alternativt, hjerte-spesifikke genet manipulering av virus vektor eller lite forstyrrende RNA (siRNA) komplekse levering er rutinemessig utført6.
Virus vektor levering til voksen mus hjertet oppnås ved omtrent to strategier: systemisk eller lokale injeksjon. Systemisk injeksjon av cardiotropic serotype av AAVs som AAV9 er noninvasive for cardiac bestemte genet manipulasjon7. Men denne metoden krever en relativt stor mengde vektor nødvendig for effektiv signaltransduksjon og genekspresjon, og kan medføre betydelig signaltransduksjon nontarget organer som muskel og leveren7. Lokale virus injeksjon oppnås ved intramyocardial injeksjon eller intracoronary levering7. Intracoronary levering fører til en jevnere fordeling av virus i hjertet sammenlignet intramyocardial injeksjon. Men er ulempene med denne teknikken rask vask ut av viral vektorer til systemisk sirkulasjon og signaltransduksjon nontarget organer8og flyprodusentene enheter for press måling under operasjonen. I motsetning vektor intramyocardial injeksjon muliggjør bedre virus oppbevaring i myokard samt stedsspesifikke levering, men det unnlater å jevnt distribuere viral7. For små dyr er intracoronary levering teknisk vanskelig å utføre, systemisk AAV9 injeksjon og intramyocardial injeksjon er ofte praktisert4,5,7. Om systemisk injeksjon er enkel å utføre, konvensjonelle intramyocardial injeksjon krever mekanisk ventilasjon og thoracotomy forårsaker omfattende vevsskade og tidkrevende.
I denne rapporten beskrev vi en enkel, tidsbesparende og svært effektiv metode for intramyocardial injeksjon. Adenovirus koding luciferase og VDR eller shRNA målretting VDR, ble injisert for å manipulere cardiac genuttrykk. Når mestret, kan denne metoden brukes for genet manipulasjon, samt injeksjon av celler eller andre materialer i musen hjertet.
Gjeldende rapport viser en modifisert teknikk for intramyocardial injeksjon av viral vektorer for cardiac genet manipulasjon, som ble endret fra en metode for hjerteinfarkt induksjon av Gao et al. 13 for tiden i vivo karakteristikk av bestemte genet funksjoner oftest involverer generering av knockout eller transgene mus3,14,15,16,<sup class="…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av National Science Fund for fremragende unge forskere (81625002), National Natural Science Foundation i Kina (81470389, 81270282, 81601238), programmet i Shanghai akademisk forskningsleder (18XD1402400), Shanghai Municipal Utdanning kommisjonen Gaofeng klinisk medisin gi støtte (20152209), Shanghai Shenkang Hospital Development Center (16CR3034A), Shanghai Jiao Tong University (YG2013MS42), Shanghai Jiao Tong University School of Medicine (15ZH1003 og 14XJ10019), Shanghai seiling Program (18YF1413000) og høyere innovasjon Program for Bengbu Medical College (Byycx1722). Vi takker Dr. Erhe Gao for hans tidligere hjelp i vår lab.
Equipments | |||
Laminar flow sterile hood | Fengshi Animal Experimental Equipment Techonology Co., Ltd. (Soochow, China) | FS-CJ-2F | |
Centrifuge | Thermo Scientific (Waltham, USA) | 75005282 | |
Tissue grinding machine | Scientz Biotechnology Co., Ltd. (Ningbo, China) | Scientz-48 | |
High temperature/high pressure sterilizer | Hirayama (Saitama, Japan) | HVE-50 | |
Isoflurane vaporizer | Matrix (Orchard Park, USA) | VIP3000 | |
IVIS Lumina III imaging system | PerkinElmer (Waltham, USA) | CLS136334 | |
Precision balance | Sartorius (Göttingen, Germany) | 28091873 | |
Instruments | |||
Eppendorf pipette (100 µL) | Eppendorf (Westbury, USA) | 4920000059 | |
Eppendorf pipette (10 µL) | Eppendorf (Westbury, USA) | 4920000113 | |
Forceps | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. | JD4020 | Curved tip |
Hamilton syringe | Hamilton (Nevada, USA) | 80501 | Volume 50 μL |
Micro-mosquito hemostat | F.S.T (Foster City, USA) | 13011-12 | Curved, tip width 1.3mm |
Needle holder | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. (Shanghai, China) | J32110 | |
Surgical scissors | F.S.T (Foster City, USA) | 14002-12 | |
1-mL Syringe | WeiGao Group Medical Polymer Co.,Ltd. (ShangDong, China) | ||
Materials and reagents | |||
Anti-GAPDH antibody | CST (Danvers, USA) | #2118 | |
Anti-Luciferase antibody | Abcam (Cambridge, UK) | ab187340 | |
Anti-rabbit IgG | CST (Danvers, USA) | #7074 | |
Anti-VDR antibody | Abcam (Cambridge, UK) | ab109234 | |
Buprenorphine | Thermo Scientific (Waltham, USA) | PA175056 | |
Chloralic hydras | LingFeng Chemical (ShangHai, China) | ||
Cryogenic Vials | Thermo Scientific (Waltham, USA) | 375418 | 1.8 mL |
Depilatory cream | Veet (Shanghai, China) | ||
Dulbecco's phosphate buffered saline | Gibco (Grand Island, USA) | 14040133 | |
Entoiodine | LiKang (Shanghai, China) | 310132 | |
EP tube | Sarstedt (Newton, USA) | PCR001 | |
Filter | Millipore (Bedford, USA) | Pore size 0.2 µm | |
Isoflurane | Yipin Pharmaceutical Company (Hebei, China) | ||
Luciferin | Promega (Madison, USA) | P1041 | |
Lysis buffer for western blot | Beyotime (Shanghai, China) | P0013J | Without inhibitors |
Ophthalmic cream | Apex Laboratories ( Melbourne, Australia)) | ||
PBS | Gibco (Grand Island, USA) | 10010023 | |
Protease inhibitor cocktail | Thermo Scientific (Waltham, USA) | 78438 | |
5-0 silk suture | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. (Shanghai, China) | ||
Steel ball | Scientz Biotechnology Co., Ltd. (Ningbo, China) | Width 1.5 mm | |
Syringe needle | Kindly Medical Devices Co., Ltd. (Zhejiang, China) | 30 gauge | |
Warm mat | Warmtact Electrical Heating Technology Co., Ltd. (Guangdong, China ) | NF-GNCW |