Summary

慢病毒载体介导的转基因小鼠生产: 一种简单高效的创始人直接研究方法

Published: October 07, 2018
doi:

Summary

在这里, 我们提出了一个协议, 以促进转基因基因的整合和生产的创始人转基因小鼠的高效能, 通过简单的注射慢病毒载体载体在 perivitelline 空间的受精卵母细胞。

Abstract

近40年来, 显微 DNA 注射液代表了转基因随机积分法生成转基因小鼠的标准方法。这种常规程序在世界范围内得到了广泛的应用, 其主要局限性在于转基因整合效果较差, 导致了创始人动物的低产量。在注射受精卵母细胞植入后出生的动物中, 只有很少一部分能整合转基因。相比之下, 慢病毒载体载体是整合基因转移的有力工具, 它们用于传感器受精的卵母细胞能够高效地生产出具有70% 以上平均产量的创始人转基因小鼠。此外, 任何小鼠菌株都可用于生产转基因动物, 显性的转基因表达极高, 高于 80%, 慢病毒载体介导转基因与 DNA 显微注射相比。慢病毒载体向量可以是货物的 DNA 片段的大小限制在 10 kb, 代表了该方法的主要局限性。在受精卵母细胞的透明透明下, 使用简单而容易执行的注射程序, 可以在单次显微注射中生产超过50种创建者动物。这种方法是高度适应的, 直接在创始人动物, 快速增益和丧失功能研究或筛选基因组 DNA 区域的能力, 以控制和调节基因表达在体内

Introduction

戈登在1980年的开创性工作表明, 在 pseudopregnant 小鼠植入后, 将质粒 DNA 注入受精卵母细胞的雄性pronuclei , 可以产生转基因动物的生产, 整合了质粒 DNA1。转基因哺乳动物的形成对全球生命科学产生了巨大的影响, 为基础科学和转化生物医学科学开辟了新的研究领域。在过去的四年里, DNA 微注射已经成为一种常规的做法。虽然已经生产了大量的转基因小鼠, 但标准方法对所有的老鼠菌株都没有充分的用处, 需要耗费时间 backcrosses2,3。它对其他物种的应用仍然具有挑战性4 , 转基因综合产量仅限于出生动物的少数比例5。此外, 转基因整合的功效是解释显微 DNA 注射液整体产量差的限制因素。在这方面, 集成的病毒载体是最有效的工具, 以货物和集成转基因, 从而可以提供新的手段, 以显著提高整合产量, 唯一的限制是, 转基因大小不能超过 10 kb6.

慢病毒载体载体伪类型与囊性口炎病毒 (VSV) 包络蛋白是以泛热带和高度整合的基因转移工具, 可用于传感器受精卵母细胞7。卵母细胞周围的透明透明是一种天然的病毒屏障, 需要通过它来允许慢病毒载体载体的转导。转基因动物是由传感受精卵母细胞在微钻孔或清除透明透明8,9产生的。然而, 在 perivitelline 空间的透明透明下注射似乎是最简单的方法, 传感器的受精卵, 最初描述的露易丝和同事7

perivitelline 注射慢病毒载体载体, 可使转基因动物的产量高出70% 以上的出生动物。这种产量超过10倍以上的最佳产量, 可以达到使用标准pronuclei DNA 注射7,10,11。在这种情况下, 单一的注射疗程将产生至少50个转基因创始人 (F0)。因此, 大量的创始人是兼容分型的转基因效果直接执行对 F0 小鼠不需要产生转基因鼠标线。这种优势允许快速筛选的转基因效果, 并特别适应于执行在体内增益和丧失功能研究在几周之内。此外, 调控 DNA 元素也可以快速筛选, 以绘制促进剂和 DNA 图案绑定的转录因子11,12。随着显微注射, 转基因通常集成为多个副本在一个独特的轨迹。使用慢病毒载体向量, 集成在多个位点中作为每个轨迹1013的单个拷贝出现。因此, 综合基因座的多样性很可能与转基因创始人所观察到的极高表达显性有关, 这使得新生成的模型更加健壮。

重要的是, 当使用显微注射 DNA 时, pronuclei过程中的可视化是绝对必要的。这一技术限制防止了受精卵母细胞的使用来自于大量的小鼠菌株。因此, 在特定菌株中生产一种pronuclei是不可见的转基因模型, 需要在允许的应变下生产动物, 随后至少有10个连续 backcrosses 在所需的小鼠中转移转基因。应变。通过慢病毒载体矢量注射, perivitelline 空间始终可见, 注射不需要高度特异的技能。以14的病毒载体注射液为例, 对不适合pronuclei注射液的转基因小鼠进行了点头/免疫治疗。

在这里, 提出了一个全面的协议, 以允许简单生产的转基因小鼠使用慢病毒载体载体注射在 perivitelline 空间的一个细胞阶段胚胎。本文详细介绍了用无处不在或细胞特异促进剂控制的转基因表达。

pTrip ΔU3 慢病毒载体骨干在本研究中使用15。这个向量允许产生复制缺陷的慢病毒载体向量, 其中 U3 序列被部分删除以移除 U3 启动子活动并生成自失活向量 (SIN)16。慢病毒载体载体是通过对 HEK-293T 细胞的瞬态转染与 p8.91 封装质粒 (ΔVpr ΔVif ΔVpu ΔNef)6, pHCMV g 编码的水泡性口炎病毒 (VSV) 糖蛋白-g17, pTRIP ΔU3重组载体。详细的生产过程作为补充方法提供。

在生物安全二级条件下 (BSL-2) 进行高效价慢病毒载体载体的生产。对于大多数转基因来说, 这是正确的, 除了必须在 BSL-3 中产生的癌基因。因此, 大多数情况下, 生产 BSL-2 条件是足够的。此外, 大多数国家管理机构处理转基因生物 (转基因) 的使用和生产通常是脱节的。有限数量的复制无能的罪慢病毒载体载体 (低于2µg 的 p24 衣壳蛋白) 可在 BSL-1 条件下使用, 如法国转基因机构与欧洲联盟的建议所述。

Protocol

包括动物工作在内的所有程序都获得了道德上的批准, 并得到法国研究和教育部的批准, APAFIS#5094-20 16032916219274 v6 和05311.02 号。ICM 动物设施 PHENOPARC 已被法国农业部认可的认证编号 B75 13 19。总体协议要求在图 1中总结的精确时间范围内执行每个过程。 1. 动物购买和基本化合物的制备 动物购买 命令25输精管切除术男性 B6CBAF1/JRj 8 周的年龄 (F1 ?…

Representative Results

转基因动物是使用这里提出的协议生成的。具有代表性的结果表明, 无处不在和细胞类型的特定转基因表达。 转基因的本构表达 无处不在的发起人是基本的研究工具, 以持续和有效的方式表达转基因。这种促进剂被用于从体外细胞转染到小动物体内转基因…

Discussion

在这里描述的受精卵母细胞中, 慢病毒载体载体的 perivitelline 注射导致了转基因胚胎的产生, 而相对于采集到的胚胎总数, 转基因胚胎的产量超过了70%。这一结果与以前的报告一致, 体现了程序27101112的特殊性。在比较表 1中显示的所有数据时, 可以突出显?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

我们感谢 Magali 和罗兰多梅洛尼对手稿和 iVector 和 Phenoparc ICM 核心的关键阅读分别为慢病毒载体向量生产和动物住房提供技术援助。这项工作得到了 Hospitalo-Universitaire de 神经 Translationnelles 巴黎, IHU-ICM, Investissements d ‘ 艾文莉 ANR-10-IAIHU-06 的支持。该协会为语言法国练习曲 Diabète 等疾病 Métaboliques (ALFEDIAM) 和联合 JDRF/INSERM 赠款提供资金。

Materials

PMSG 50UI Sigma G4527
hCG 5000UI Sigma CG5-1VL
NaCl Sigma 7982
100 mm petri dish Dutsher 353003
4 wells Nunc dish Dutsher 56469 IVF dish
M2 medium Sigma M7167
M16 medium Sigma M7292
0,22 µm Syringe filter Dutsher 146611
Hyaluronidase Enzyme 30mg Sigma H4272 mouse embryo tested
Insulin serynge VWR 613-3867 Terumo Myjector
Curved forceps Moria 2183
Curved scissors Moria MC26
Aspirator tube assemblies for calibrated microcapillary pipettes Sigma A5177-5EA
Borosilicate glass capillaries Harvard apparatus GC 100-10
Horizontal micropipette puller Narishige PN-30
Microforge Narishige MF-900
Inverted microscope Nikon Transferman NK2 5188 Hoffman modulation contrast illumination is required
Micromanipulator Eppendorf Celltram air
Controler of holding pipet Eppendorf Femtojet
Mineral oil Sigma M8410 mouse embryo tested
Microinjector Eppendorf Femtojet Can be used to inject DNA or viral vectors
Dumont # 5 forceps Moria MC 40
vannas micro scissors Moria 9600
Isoflurane centravet ISO005 ISO-VET 100% 250ml
ocrygel centravet OCR002
Povidone iodure centravet VET001 vetedine 120ml
Buprenorphine centravet BUP002 Buprecare 0,3Mg/ml 10ml
Tris-HCl Sigma T5941 Trizma hydrochloride
EDTA Sigma E9884
SDS Sigma 436143
NaCl Sigma S7653 powder
proteinase K Sigma P2308 
oneTaq kit NEB M0480L
Primers Eurogentec
Strip of 8 PCR tube 4titude 4ti-0781
96 well thermal cycler Applied Biosystems 4375786 Veriti
Genomic DNA mini kit invitrogen K1820-02
Nanodrop 2000 Thermo Scientific ND-2000C 
qPCR Master mix Roche 4887352001 SYBR Green 
Multiwell plate 384 Roche 5217555001
qPCR instrument 384 well Roche 5015243001 LightCycler 480

Referências

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Dussaud, S., Pardanaud-Glavieux, C., Sauty-Colace, C., Ravassard, P. Lentiviral Mediated Production of Transgenic Mice: A Simple and Highly Efficient Method for Direct Study of Founders. J. Vis. Exp. (140), e57609, doi:10.3791/57609 (2018).

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