Here, we present a protocol for cell transplantation of zebrafish skeletal muscle and embryonal rhabdomyosarcoma (ERMS) into adult immune compromised rag2E450fs homozygous mutant zebrafish. This protocol allows for the efficient analysis of regeneration and malignant transformation of muscle cells.
ゼブラフィッシュは、開発、再生、および癌を評価するための強力なツールとなっている。より最近では、同種細胞移植プロトコールは、照射、同系および免疫無防備成体ゼブラフィッシュへの正常および悪性細胞の許可移植を開発されてきた。最適化された細胞移植プロトコールと相まって、これらのモデルは、幹細胞機能、再生次損傷、および癌の迅速な評価を可能にする。ここでは、免疫低下大人のRAG2 E450fsホモ接合変異体ゼブラフィッシュにゼブラフィッシュの成人骨格筋および胎児性横紋筋肉腫(ERMS)、胚の筋肉と特徴を共有する小児肉腫、の細胞移植のための方法を提示する。重要なことに、これらの動物は、T細胞を欠き、非血縁ドナー動物から組織の広範囲の生着を促進する、B細胞の機能が低下している。当社の最適化されたプロトコルは、その蛍光標識された筋細胞のpreparを表示RAG2ホモ接合変異魚の背側の筋肉組織に注入されたときにαアクチン-RFPトランスジェニックゼブラフィッシュから管理ポイント確実に生着する。また、蛍光は分化状態に基づいて、細胞に限定される蛍光ジェニックERMSの生着を示す。具体的には、ERMSはAB-菌株Myf5の-GFPで作成された、大人の免疫低下魚の腹膜に注入mylpfa-mCherryをダブルトランスジェニック動物および腫瘍。これらのプロトコルの有用性は、成体ゼブラフィッシュの背側筋肉または腹膜内に注入することができ、正常および悪性のドナー細胞の広範囲の生着にも及ぶ。
ゼブラフィッシュ彼らが切断フィンを再生成することができるので、再生の研究のための優れたモデルであるだけでなく、損傷した脳、網膜、脊髄、心臓、骨格筋および他の組織1。細胞移植による様々な組織からの幹細胞および前駆細胞の同定は、ごく最近2を探求してきたが、成体ゼブラフィッシュにおける細胞および再生研究ステムは、主に、傷害に応答して、再生の特性に焦点を当てている。 10 –ゼブラフィッシュは、ヒトの病気3を模倣するトランスジェニック癌モデルの生成を通じて癌の研究のためにますます使用されるようになっている。
癌の設定では、細胞移植のアプローチは、となっている広く採用され、自己複製11は、機能的異質12,13、血管新生14、増殖を含めた重要な癌プロセスの動的な評価を可能にする、治療応答15、および浸潤16,17。しかし、移植された細胞は、しばしば攻撃し、移植片18を殺す免疫防御をホストによるレシピエント魚から拒否されます。いくつかの方法は、移植細胞の拒絶反応を克服するために使用されてきた。例えば、レシピエント動物の免疫系は、一過性移植前18,19に低線量γ線照射によりアブレーションすることができる。ただし、受信者の免疫系は、20日までに、照射後を回復し、ドナー細胞18を殺す。代替的に、デキサメタゾン処理が長い免疫抑制コンディショニングを提供し、最大30日間14のヒト腫瘍の広い範囲の生着を促進し、TおよびB細胞の機能を抑制するために使用されている。これらの実験は、一定の薬物の投与を必要とし、固形腫瘍の研究に限定されている。 22、ドナーとrecipi –長期生着アッセイは、遺伝的に同一の同系のライン20を使用していたENT細胞が一致した免疫がある。しかし、これらのモデルは、対象のトランスジェニック系統が完全に同系のラインを生産する以上4世代のために同系のバックグラウンドに交配される必要があります。レシピエント魚に免疫拒絶の問題を回避するために、私たちのグループは最近、TおよびB細胞の機能が低下している組織23の広い範囲の生着を可能にしている免疫低下RAG2 E450fsホモ接合変異(ZFINアレル指定RAG2のFB101)ラインを開発しました。類似の免疫低下マウスモデルは、マウスおよびヒトの組織24の細胞移植のために広く使用されてきた。
ここでは、骨格筋および胎児性横紋筋肉腫(ERMS)、新たに記載しRAG2ホモ接合変異体ゼブラフィッシュに、骨格筋での機能を共有する小児肉腫の移植のための方法を提示する。免疫低下大人のゼブラフィッシュの可用性直接可視化し、正常および悪性組織内の幹細胞の自己再生を評価するために、大規模な細胞移植研究を実行するための能力を拡張する。この方法では、αアクチン-RFP 25トランスジェニックゼブラフィッシュの大人からの蛍光標識された筋細胞調製物は、確実にRAG2に生着 背部の筋肉組織への注射後のホモ接合変異体ゼブラフィッシュ。また、私たちは生着し、プライマリMyf5のの -GFPの拡大を証明する。RAG2 E450fsホモ接合変異体ゼブラフィッシュに腹腔内注射を以下のmylpfa- mCherryをトランスジェニックERMS。これらのプロトコルの有用性を示す例を超えて、容易に追加のゼブラフィッシュ再生組織および癌にも適用することができる。
大人の背側骨格筋の効率的かつ堅牢な生着がRAG2ホモ接合変異魚の背側筋組織への細胞の注入に続いて、非常に単純な細胞調製法を用いて達成された。一般的には、筋肉内注射手順は、いくつかの関連した死亡は、直ちに実験に応じて10%〜35%の範囲の、移植手順を、以下に、非常に堅牢であった。さらなる最適化は、おそらく細胞を移植することを容易にするであろう顕微鏡およびマイクロマニピュレーターを用いて静止注入装置の注入および開発のためのより小さなゲージの針の使用を中心に説明する。我々のアプローチは、ドナー動物からのソートされていない筋細胞を使用し、わずか約30%の筋前駆細胞を含んでいた。おそらくレシピエント魚に増加生着につながる濃縮細胞懸濁液を提供する幹細胞及びFACS分離を標識ジェニックレポーター株の使用。骨格筋cは以前に29を説明するようのエルはまた、移植前に濃縮し、培養することができた。驚くべきことに、我々の結果はまた、10日には、筋肉の生着と再生を評価するための堅牢で高速な実験プラットフォームとして、このモデルを確立し、移植を投稿する前に、ニッチの確立とドナー筋肉組織の分化の段階が起こることを示している。さらに、これらの実験は全く心臓毒またはバリウムと塩化筋肉の損傷前は30,31の生着する前に二日を必要とされているマウス、年に完成したものと対比。これは、移植手順の間に生成針傷害は、レシピエント動物32,33内の再生環境の産生を刺激することによって、生着を増強する可能性がある。また、初期の骨格筋の発達に影響を与える遺伝的変異の評価を可能にする手法を容易に若いゼブラフィッシュから骨格筋組織の移植に適合されることを想定ししかし幼虫の段階で致死性につながる。
我々はまた、非エアコン、RAG2ホモ接合変異体魚に腹腔内注射によってゼブラフィッシュERMSの生着のための詳細なプロトコルを提供してきた。このアプローチは、同系トランスジェニック系統内の腫瘍を発生させるため必要とせずに二重トランスジェニック原発腫瘍の拡大のために有用であった。我々の最近の研究は、細胞移植のアプローチは、単一の腫瘍は、動物の数千に拡大および増殖、自己再生および新生血管15に対する効果について評価することができるin vivoでの ERMSの薬剤感受性を評価するための新規な実験モデルを提供することが示されている。さらに、我々が正常T細胞急性リンパ芽球性白血病、黒色腫、およびERMS 23を含むRAG2ホモ接合変異体魚に腫瘍の広い範囲を移植されている。未来に向かってみると、これらの行は癌の重要な機能特性を評価するのに有用であろう思い描く腫瘍内の不均一性、浸潤、転移、血管新生、および治療 抵抗性を評価することを含む、インビボ。また、光学的に透明なキャスパー株ゼブラフィッシュ34 RAG2ホモ接合変異魚の発生可能性が高い癌のこれらの特徴の多くを直接イメージングを容易にする。
合計では、我々はゼブラフィッシュを損なわ大人RAG2ホモ接合変異体の免疫にログイン蛍光標識正常および悪性骨格筋の正常な生着のための詳細なプロトコルを提供する。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、財団(DML)、米国癌協会(DML)、MGHハワードグッドマンフェローシップ(DML)、および米国国立衛生研究所の助成金をスタンドアレックスのレモネードでサポートされていR24OD016761と1R01CA154923(DML)。 CNYフローサイトメトリーコアおよびフロー画像解析、共有計装助成金番号1S10RR023440-01A1。 IMTは、科学技術のためのポルトガル語財団( – FCTFundaçãoパラCiênciaEテクノロジア)からフェローシップによって資金を供給されている。 QTは、中国の奨学金評議会によって運営されている。私たちは彼女の有益なコメントやアドバイスをアンジェラVolorioに感謝。
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Tris-EDTA buffer solution 1x | Sigma-Aldrich | 93283-100ML | microinjection. Injection mix. |
Potassium Chloride | Fisher Science Education | S77375-1 | microinjection. Injection mix. |
XhoI Restriction Enzyme | New England Biolabs | R0146S | microinjection. Plasmid linearization. |
QIAquick PCR Purification Kit | Qiagen | 28104 (50) or 28106 (250) | Microinjection. For purification of linearized plasmid up to 10 kb. |
Phenol/Chloroform/Isoamyl Alcohol | Fisher Scientific | BP1753I-100 | Microinjection. For purification of linearized plasmid. |
UltraPure Agarose, 500 g | Invitrogen | 16500-500 | microinjection. Linearized plasmid quantification. |
Nanodrop 2000 Spectrophotometer | Thermo Scientific | http://www.nanodrop.com/Productnd2000overview.aspx | microinjection. Linearized plasmid quantification. |
DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole,dihydrochloride) | Life Technologies | D1306 | flow cytometry/FACS |
5 ml polystyrene round bottom tube | BD Falcon | 352058 | flow cytometry collection tube |
BD FACSAria II | BD Biosciences | Special Order Research Products (SORP) program | FACS |
5 ml polypropylene round bottom tube | BD Falcon | 352063 | FACS collection tube |
BD LSR II | BD Biosciences | Special Order Research Products (SORP) program | flow cytometry |
Phosphate Buffered Saline, pH 7.4 (1X) | Life Technologies | 10010-023 | Transportation |
Fetal Bovine Serum | Omega Scientific | FB-01 | Transportation |
Tricaine methanesulphonate (MS-222) | Western Chemical Inc. | http://www.wchemical.com/tricaine-s-ms-222.html | Transportation. Anesthetic. Caution: Irritant. Irritating to eyes, respiratory system, and skin. |
VWR Absorbent Bench Underpads | VWR | 56616-018 | Transportation. Regular paper towels or sponge can be used as an alternative |
Singe Edge Industrial Razor Blades | VWR | 55411-050 | Transportation |
Petri Dish, Polystryrene Disposable Sterile | VWR | 25384-302 | Transportation |
Cell Strainer, 40 µm Nylon | Falcon-Corning Incorporated | 352340 | Transportation |
50 mL Centrifuge Tube | Corning Incorporated | 430828 | Transportation |
Trypan Blue Stain (0.4%) | Life Technologies | 15250-061 | Transportation |
Hemacytometer Set | Hausser Scientific | 1483 | Transportation |
Hamilton syringe, fixed needle, volume 10 µL, needle size 26s ga (bevel tip) | Hamilton | 80366 | Transportation |
Austin's A-1 Bleach, Commercial | James Austin Company | Transportation. Any commercial solution can be used | |
Ethanol 190 Proof | Decon Labs, Inc. | DSP-MD.43 | Microinjection (linearized plasmid purification) and Transportation. Any commercial solution can be used |
High Speed Microcentrifuge, 300D Digital Microcentrifuge | Denville Scientific Inc. | C0265-24 | Transportation |
Sorvall Legend XFR Centrifuge | Thermo Scientific | 75004539 | Transportation. Catalog number for 120V, 60Hz (US) |
5 ml serological pipets | BD Falcon | 357529 | Transportation |
Corning Stripettor Plus Pipetting Controller | Corning Incorporated | 4090 | Transportation. Any automatic pipetting controller can be used |
Powder free examination gloves | All steps. Any commercial brand can be used | ||
Filter pipet tips and micropipettes | All steps. Any commercial brand can be used | ||
Dumont forceps #5 | Fine Science Tools | 11205-20 | Transportation |
Fluorescent Stereomicroscope | Olympus | MVX10 | Scoring. Any appropriate fluorescent stereomicroscope can be used |
Olympus DP72 microscope digital camera | Olympus | DP72 | Scoring. Multiple adequate cameras for the selected imaging system can be used. |