Summary

Transfektion av Mouse retinal ganglion celler genom att In vivo Elektroporation

Published: April 17, 2011
doi:

Summary

Vi visar en<em> In vivo</em> Elektroporation protokoll för transfecting enstaka eller små grupper av retinal ganglion celler (RGC: er) och andra retinal celltyper i postnatala möss över ett brett spektrum av åldrar. Förmågan att märka och genetiskt manipulera postnatal RGC: er<em> In vivo</em> Är ett kraftfullt verktyg för utvecklingsstudier.

Abstract

Den inriktning och förädling av RGC prognoser till mitthjärnan är en populär och kraftfull modell för att studera hur exakt mönster av neurala anslutning bildas under utveckling. Hos möss är retinofugal projektioner arrangerade i en topografisk sätt och bildar ögon-specifika lager i Lateral geniculate Nucleus (dLGN) av thalamus och Superior colliculi (SC). Utvecklingen av dessa exakta mönster av retinofugal prognoser har ofta studerats av märkning populationer av RGC: er med fluorescerande färger och spårämnen, som pepparrotsperoxidas 1-4. Men dessa metoder är för grov för att ge insikt i utvecklingsmässiga förändringar i enskilda RGC axonal berså morfologi som ligger till grund för retinotopic karta bildas. De tillåter inte heller för genetisk manipulation av RGC: er.

Nyligen har elektroporation blivit en effektiv metod för att ge exakt tid och kontroll för leverans av laddade molekyler i näthinnan 5-11. Aktuell näthinnan elektroporation protokollen tillåter inte genetisk manipulation och spårning av retinofugal projektioner av en enda eller små kluster av RGC: er i postnatal möss. Det har hävdats att postnatal in vivo elektroporering är inte en hållbar metod för transfecting RGC: er eftersom märkningen effektivitet är mycket låg och kräver därför riktade på embryonala åldrar när RGC stamceller genomgår differentiering och proliferation 6.

I denna video beskriver vi en in vivo-elektroporering protokoll för målstyrning av gener, shRNA, och fluorescerande dextraner mot murina RGC: er efter födseln. Denna teknik ger en kostnadseffektiv, snabb och relativt enkel plattform för effektiv screening av gener involverade i flera delar av neurala utveckling inklusive axonet dementi, förgrening, laminering, förnyelse och synaps bildning i olika stadier av kretsen utveckling. Sammanfattningsvis beskriver vi här ett värdefullt verktyg som kommer att ge ytterligare insikter i de molekylära mekanismerna bakom sensorisk kartan utveckling.

Protocol

1. Utrustning Set-up för elektroporation Elektroder: Vi ändrade Dumont # 5 pincett för att använda som elektroder. Separata och bryta isär pincett. Löd en tråd i den bredare slutet av varje stift. Linda fäst och stift med isoleringstejp lämnar ca 25-30 mm av spetsen på den exponerade stift. Sätt ändrade pincett tillbaka tillsammans med eventuella lämpliga plastmellanlägget (t.ex. en knapp) mellan de två stiften för att ge vår handling. …

Discussion

I denna video visar vi ett in vivo-elektroporering protokoll som resulterar i märkningen av enskilda eller små grupper av näthinnans nervceller i postnatala möss med DNA-konstruktioner kodning fluorescerande proteiner. Små grupper av fluorescerande RGC prognoser till dLGN och SC reproduceras liknande projektion mönster som tidigare studier med RGC märkning med lipofila färgämnen, vilket indikerar att elektroporation inte störa normala RGC axonet berså förfining. Vi har utnyttjat detta protokoll för…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Den pCAG-gapEGFP plasmid var en gåva från Dr S. McConnell (Stanford, CA). pCAG-tdTomato plasmid var en gåva från Dr M. Feller (Berkeley, CA). Vi tackar Dr Edward Ruthazer för att föreslå användning av en två-plasmid strategi för enskild cell märkning och Anne Schohl (Montreal, QC) för att validera två plasmid Cre / loxP strategi i förstudier och Crair medlemmar lab för teknisk support. Med stöd av R01 MH62639 (MC), NIH R01 EY015788 (MC) och NIH P30 EY000785 (MC).

Materials

Materials Company Catalog number
Dumont #5 Forceps Fine Science Tools 11252-20
Electrical Stimulator Grass Instruments Model S4
Oscilloscope Agilent Model 54621A
Audio monitor Grass Instruments Model AM8B
Puller Sutter Instruments Model P-97
Vannas Scissors a World Precision Instruments 14003
Micro Scissors b Ted Pella 1347
Dumont AA Forceps c Fine Science Tools 11210-20
Nanoinject II System Drummond Scientific 3-000-204
Glass Pipettes Drummond Scientific 3-000-203-G/X
Foot pedal Drummond Scientific 3-000-026
Mineral Oil Sigma-Aldrich M3516
DiI Invitrogen D-383
N,N-Dimethylformamide Sigma D4551

Referências

  1. Huberman, A. D., Feller, M. B., Chapman, B. Mechanisms underlying development of visual maps and receptive fields. Annu Rev Neurosci. 31, 479-509 (2008).
  2. McLaughlin, T., Torborg, C. L., Feller, M. B., O’Leary, D. D. Retinotopic map refinement requires spontaneous retinal waves during a brief critical period of development. Neuron. 40, 1147-1160 (2003).
  3. Godement, P., Salaun, J., Imbert, M. Prenatal and postnatal development of retinogeniculate and retinocollicular projections in the mouse. J Comp Neurol. 230, 552-575 (1984).
  4. Jaubert-Miazza, L. Structural and functional composition of the developing retinogeniculate pathway in the mouse. Vis Neurosci. 22, 661-676 (2005).
  5. Garcia-Frigola, C., Carreres, M. I., Vegar, C., Herrera, E. Gene delivery into mouse retinal ganglion cells by in utero electroporation. BMC Dev Biol. 7, 103-103 (2007).
  6. Matsuda, T., Cepko, C. L. Analysis of gene function in the retina. Methods Mol Biol. 423, 259-278 (2008).
  7. Petros, T. J., Rebsam, A., Mason, C. A. In utero and ex vivo electroporation for gene expression in mouse retinal ganglion cells. J Vis Exp. , (2009).
  8. Ishikawa, H. Effect of GDNF gene transfer into axotomized retinal ganglion cells using in vivo electroporation with a contact lens-type electrode. Gene Ther. 12, 289-298 (2005).
  9. Hewapathirane, D. S., Haas, K. Single cell electroporation in vivo within the intact developing brain. J Vis Exp. , (2008).
  10. Ruthazer, E. S., Haas, K., Javaherian, A., Jensen, K., Sin, W. C., Cline, H. T., Yuste, R., Konnerth, A. In vivo time- lapse imaging of neuronal development. Imaging in Neuroscience and Development: A Laboratory Manual. , 191-204 .
  11. Kachi, S., Oshima, Y., Esumi, N., Kachi, M., Rogers, B., Zack, D. J., Campochiaro, P. A. Nonviral ocular gene transfer. Gene Ther. 12, 843-851 (2005).
  12. Okada, A., Lansford, R., Weimann, J. M., Fraser, S. E., McConnell, S. K. Imaging cells in the developing nervous system with retrovirus expressing modified green fluorescent protein. Exp Neurol. 156, 394-406 (1999).
  13. Matsuda, T., Cepko, C. L. Controlled expression of transgenes introduced by in vivo electroporation. Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 1027-1032 (2007).
  14. Plas, D. T. morphogenetic proteins, eye patterning, and retinocollicular map formation in the mouse. J Neurosci. 28, 7057-7067 (2008).
check_url/pt/2678?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Dhande, O. S., Crair, M. C. Transfection of Mouse Retinal Ganglion Cells by in vivo Electroporation. J. Vis. Exp. (50), e2678, doi:10.3791/2678 (2011).

View Video