Summary

Целые сетчатки Экспланты из куриных эмбрионах для обработок Электропорация и химического реагента

Published: September 30, 2015
doi:

Summary

Этот протокол описывает метод препарировать, экспериментально манипулировать и культура целых сетчатки эксплантов из куриных эмбрионах. Эксплантата культуры полезны, когда высокий уровень успеха, эффективность и воспроизводимость необходимы, чтобы проверить эффекты плазмид для электропорации и / или реагентов веществ, т.е., ферментативных ингибиторов.

Abstract

Сетчатка является хорошей моделью для развития центральной нервной системы. Большой размер глаза и, самое главное доступность для экспериментальных манипуляций в яйце / в естественных условиях составляет куриный эмбриональный сетчатки универсальным и очень эффективным экспериментальной модели. Несмотря на то, сетчатке цыпленка легко цели в яйце по внутриглазных инъекций или электропорации, эффективное и точное концентрация реагентов в сетчатке может быть трудно полностью контролировать. Это может быть из-за вариаций точного места инъекции, утечки из глаза или неровной диффузии веществ. Кроме того, частота пороков развития и смертности после инвазивных манипуляций, таких как электропорация достаточно высока.

Этот протокол описывает экс ово техники для культивирования целые эксплантатов сетчатки из куриных эмбрионах и обеспечивает способ контролированной экспозиции сетчатки к реагентам. Протокол описывает, как препарировать, экспериментально манипулировать, и культура целых сетчатки эксплантов из куриных эмбрионах. Эксплантаты можно культивировать в течение примерно 24 ч и подвергают различным манипуляций, таких как электропорация. Основные преимущества в том, что эксперимент не зависит от выживания эмбриона и что концентрация вводимого реагента в можно варьировать и контролировать, чтобы определить и оптимизировать эффективную концентрацию. Кроме того, метод является быстрым, дешевым и вместе с его высокой скоростью успеха экспериментальной, она обеспечивает воспроизводимость Результаты. Следует особо подчеркнуть, что он служит в качестве отличным дополнением к экспериментов, проведенных в яйце.

Introduction

Сетчатка является частью центральной нервной системы, и это, с его относительной простотой и хорошо характеризуется сотовой архитектуры, популярной модели для изучения развития центральной нервной системы. Глаз эмбриона курицы является относительно большим по сравнению с остальной частью эмбриона. Поэтому легко доступны в яйце для экспериментальных манипуляций, таких как инъекции или электропорации, и служит отличным инструментом для получения знаний о клетке сетчатки и биологии развития в естественных условиях. Несмотря на эти основные преимущества, выживание эмбрионов может быть низким, когда эксперименты являются инвазивными, такие как с electroporations, повторных инъекций, или в сочетании экспериментальных манипуляций.

Электропорация плазмид ДНК в курином эмбрионе в яйце является важным и хорошо создана методика 1. Это позволяет для маркировки нейронов, отслеживание судьбы клеток, а также нервных путей в центральной NERVПодразделения системы, и это позволяет внематочной экспрессии генов для анализа функции белка в естественных условиях. Методика была использована для изучения нервной трубки 2, 3 заднего мозга, и сетчатки 4. Электропорация эмбрионального сетчатки в яйце есть некоторые экспериментальные трудности, связанные с в естественных условиях ситуации. Положение глаз, из-за черепно-мозговой складывания эмбриона, находится относительно близко к сердцу. Эта близость повышает риск сердечного приступа следующий электропорации, и риск увеличивается с возрастом эмбрионов. Кроме того, для доступа к глаз, необходимо открыть эмбриональных мембран, тем самым увеличивая риск кровотечения, пороков развития и последующего снижения жизнеспособности. При тестировании и оптимизации новой плазмиды ДНК часто без известной фенотипической исхода, эти ограничения могут снизить эффективность и силу метода даже для опытного экспериментатора. Как представлено в настоящем протоколе, культуры шдыры сетчатки эксплантов, определяется как весь нервной сетчатки с пигментным эпителием удаляется, является эффективным методом, который дополняет в ово подхода.

Интраокулярные инъекции химических реагентов относительно легко выполнить в яйце. Тем не менее, эффективное и точное содержание вводимых реагентов в нейронном сетчатки может быть трудно полностью контролировать. Вводимый объем может изменяться из-за утечки и точное место инъекции может повлиять как на распределение реагента в глаза и распространение через стекловидное тело. Изменчивость будет иметь серьезные последствия для интерпретации результатов при т.е. кривая доза-ответ для ингибитора фермента определяется; в частности, если эффект мал и временного окна эффекта является узким. Кроме того, только один глаз может быть использовано от каждого эмбриона при выполнении экспериментов в ово-за возможных системных эффектов через кровьна противоположной глаза. Возраст соответствия важно при изучении развития и индивидуальную изменчивость между лечение и контрольных эмбрионов может привести к дополнительной экспериментальной изменчивости.

По этим причинам, экс ово методом, основанным на эксплантатов сетчатки от куриных эмбрионах был разработан, в которой нейронные сетчатки могут быть подвержены равномерной и контролируемых экспериментальных условий в пробирке. Настоящий Протокол был разработан на основе предыдущих протоколов 5-9. Эксплантатов сетчатки от стадии (й) 20 (эмбриональные дней [E] 3) ST31 (Е7) куриных эмбрионов иссекали, культивируют и электропорации с определенной концентрации плазмидной ДНК или подвергается среде, содержащей определенное концентрации химического реагента. Протокол, представленные здесь была успешно реализована в последних публикациях, используя несколько различных химических реагентов, в том числе регуляторов повреждения ДНК пути, такие, как KU55933, SB 218078 и 109555 Дито НСКsylate и клеточный цикл, таких как Cdk1 / 2 ингибитора III 10,11.

Protocol

Этот протокол выполняется в соответствии с рекомендациями в "Руководстве по уходу и использованию лабораторных животных Ассоциации по исследованиям в видении и офтальмологии". 1. Яйцо Обращение и сбор глаз Храните белые Ливорно яйца на 12-14 ° С в течение не бол…

Representative Results

Этот протокол описывает подготовку (1А-F) и культивирование целых сетчатки эксплантов из куриных эмбрионах. Этот протокол был успешно использован для целых сетчатки эксплантов из эмбрионов ST20 (E3) в ST31 (E7). Электропорация плазмид ДНК в целом сетчатки эксплантов по…

Discussion

В этой работе подробно протокол для вскрытия, электропорации или химической обработки, и культивирования целых сетчатки эксплантов из куриных эмбрионах представлена. Этот протокол является простым, быстрым и позволяет как для высокой скорости успеха и воспроизводимость Ре…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The work was supported by Barncancerfonden (PR2013-0104), Swedish Research Council (12187-18-3), ögonfonden, Kronprinsessan Margaretas arbetsnämnd för synskadade, Synfrämjandets forskningsfond and St Eriks ögonsjukhus forskningsstipendier.

Materials

1xPBS (tablet) Life technologies 18912-014
10xDPBS Life technologies 14080-048
100 mm Petri dish VWR 734-0006
100 μL pipette tips VWR 613-0798
1.5 mL disposable plastic cuvette Thomas Scientific 8495V01
24-well plate Sigma Aldrich D7039
35 mm Petri dish VWR 391-1998
70% ethanol Solveco 1054
Cdk1/2 inhibitor III 217714 Calbiochem 300nM in 0.01% DMSO
Cell culture incubator Thermo Forma
Dissecting microscope Leica
DMEM Life Technologies 41966-029
Electrodes Platina, custom made
Electro square porator ECM 830 Harvard Apparatus
F12 Nutrient mix Life Technologies 31331-028
FBS Life Technologies 16140-071
Forceps AgnThos 0108-5-PS
Freezing medium NEG50 Cellab, Sweden 6502
GFP expressing DNA plasmid (pZGs)
Humidified incubator Grumbach Brutgeraete GmbH, Asslar, Germany 8204
Insulin Sigma Aldrich I9278-5ML
L-glutamine Life Technologies 25030024
Mounting medium ProLong Gold with DAPI Life Technologies P36935
Paraffin film VWR 291-1214P
Paraformaldehyde Sigma Aldrich 16005-1KG-R
Peel-A-Way embedding mold  Sigma Aldrich E6032
Penicillin streptomycin Life Technologies 15140-122
PhosphoHistone 3 (PH3)  Millipore 06-570 Dilution 1/4000
Platinum electrodes (custom made from "rondelles") Sargenta 390-R (rondeller) Dia: 4mm, 0.1 mm thickness
Platimun electrodes  Sonidel CUY700P4L Dia: 4 mm
Polyethylene pasteur pipette VWR 612-2853
Rotator shaker VWR 444-2900
Small spoon VWR 231-2151
Sucrose VWR 443815S
White Leghorn eggs Local supplier
Wine cooler WineMaster 24, Caso, Berlin Germany

Referencias

  1. Muramatsu, T., Mizutani, Y., Ohmori, Y., Okumura, J. Comparison of three nonviral transfection methods for foreign gene expression in early chicken embryos in ovo. Biochem Biophys Res Commu. 230, 376-380 (1997).
  2. Nakamura, H., Funahashi, J. Introduction of DNA into chick embryos by in ovo electroporation. Method. 24, 43-48 (2001).
  3. Kohl, A., Hadas, Y., Klar, A., Sela-Donenfeld, D. Axonal patterns and targets of dA1 interneurons in the chick hindbrain. J Neurosc. 32, 5757-5771 (2012).
  4. Islam, M. M., Doh, S. T., Cai, L. In ovo electroporation in embryonic chick retina. J Vis Exp. , (2012).
  5. Sparrow, J. R., Hicks, D., Barnstable, C. J. Cell commitment and differentiation in explants of embryonic rat neural retina. Comparison with the developmental potential of dissociated retina. Brain res Dev brain re. 51, 69-84 (1990).
  6. Tomita, K., et al. Mammalian hairy and Enhancer of split homolog 1 regulates differentiation of retinal neurons and is essential for eye morphogenesis. Neuro. 16, 723-734 (1996).
  7. Matsuda, T., Cepko, C. L. Electroporation and RNA interference in the rodent retina in vivo and in vitro. Proc Nat Acad Sci US. 101, 16-22 (2004).
  8. Donovan, S. L., Dyer, M. A. Preparation and square wave electroporation of retinal explant cultures. Nature protocol. 1, 2710-2718 (2006).
  9. Thangaraj, G., Greif, A., Layer, P. G. Simple explant culture of the embryonic chicken retina with long-term preservation of photoreceptors. Exp eye re. 93, 556-564 (2011).
  10. Shirazi Fard, S., All-Ericsson, C., Hallbook, F. The heterogenic final cell cycle of chicken retinal Lim1 horizontal cells is not regulated by the DNA damage response pathway. Cell Cycl. 13, 408-417 (2014).
  11. Shirazi Fard, S., Thyselius, M., All-Ericsson, C., Hallbook, F. The terminal basal mitosis of chicken retinal Lim1 horizontal cells is not sensitive to cisplatin-induced cell cycle arrest. Cell Cycl. 13, 3698-3706 (2014).
  12. Hamburger, V., Hamilton, H. L. A series of normal stages in the development of the chick embryo. J. Morphol. 88, 49-92 (1951).
  13. Gavet, O., Pines, J. Activation of cyclin B1-Cdk1 synchronizes events in the nucleus and the cytoplasm at mitosis. J Cell Bio. 189, 247-259 (2010).
  14. Sauer, F. Mitosis in the neural tube. J Comp Neurol. 62, 377-405 (1935).
  15. Baye, L. M., Link, B. A. Interkinetic nuclear migration and the selection of neurogenic cell divisions during vertebrate retinogenesis. J Neurosc. 27, 10143-10152 (2007).

Play Video

Citar este artículo
Shirazi Fard, S., Blixt, M., Hallböök, F. Whole Retinal Explants from Chicken Embryos for Electroporation and Chemical Reagent Treatments. J. Vis. Exp. (103), e53202, doi:10.3791/53202 (2015).

View Video