Gentransfer in das Huhn Hörorgan von<em> In Ovo</em> Micro-Elektroporation

Trotz der Unterschiede in der Morphologie und Zell Strukturierung zwischen Säugetieren und Vogel auditorischen Sinnesorgan, die molekularen Faktoren und Wege verantwortlich für die sensorische HC Entwicklung sind gedacht , um evolutionär ^1-3 konserviert werden. Die basilar Papille, die den Gehör HCs und der sie umgebenden SCs beherbergt, entwickelt als Aussackung des Innenohrs otocyst. Früh auf einem Pool von HC und SC Vorläufern ist innerhalb der Ohrplakode / otic Tasse neuralen sensorische zuständigen Domain (NSD) angegeben. Fate-Mapping – Daten belegen , dass die neuronale und sensorischen Linien verbunden sind und von der NSD entstehen in der antero-ventralen Bereich des otic Tasse befindet oder otocyst bei Mäusen und Huhn ^4,5. Zunächst delaminieren Neuroblasten aus der NSD Vorrücken in den Neuronen des auditorischen-vestibulären Ganglion zu geben, die schließlich in Hör- und Gleichgewichts Ganglien gespalten. Diese Neuronen innervieren die sensorischen HCs des Innenohrs und Kerne im Hirnstamm. Die Zellen thbei der NSD bleiben werden gedacht, Anlass zu verschiedenen Sinnes Patches zu geben, einschließlich Gehörsinnesorgan, der mechano-Umwandlungs-sensorischen HCs und ihre zugehörigen SCs aus.

In den beiden Küken und Maus, Hörorgan sensorischen Vorläuferzellzyklus verlassen und HC Differenzierung treten bei Steigungen entgegenwirkt. In Küken beginnt auditorischen Vorläuferzellzyklus – Ausgang um ~ E5 und schreitet von der Basis bis zur Spitze, und vom Zentrum zur Peripherie ^6. Einen Tag später HC Differenzierung beginnt im Scheitel und schreitet zu der Basis ^7. Das Studium der Entwicklung des Innenohres in Huhn bietet viele technische Vorteile als Funktionsmechanismen können mit relativer Leichtigkeit in ovo im Gegensatz zu manipulieren Embryonen in utero in anderen Modellsystemen untersucht werden, die komplexe Operationen erfordert. Das hier beschriebene Verfahren nutzt in ovo Mikro Elektroporation Gene von Interesse in der vermutlichen Basila Zielr Papille Bereich anterior-ventral in dem Ohrbläschen speziell bei E4.

Elektroporation in ovo ist eine Technik , die gut etabliert ist und häufig verwendet ^8-14. Das Prinzip der Elektroporation Technik basiert auf der Tatsache , dass Nukleotiden (zB Plasmid – DNA, synthetische DNA oder RNA – Oligonucleotide) sind negativ geladen. Die DNA wird in das interessierende Gewebe injiziert. Wenn ein elektrischer Strom über das Gewebe gelegt wird, öffnet sich der Strom transiente Poren in den Zellwänden und ermöglicht die Aufnahme der DNA, da die negativ geladenen DNA der positiven Elektrode fließt in Richtung (Anode). Für gain-of-function Experimente werden Gene von Interesse in Expressionsplasmide gewöhnlich subkloniert, die geeigneten Expressionskassetten für das grün fluoreszierende Protein (GFP) oder rot fluoreszierendes Protein (RFP) enthalten. Für loss-of-function Experimente plasmid-basierten dominant negative Repressor-Konstrukten oder RNAi oder Morpholino Konstrukte commonly verwendet ^15,16. Zur Hemmung microRNA (miRNA) Funktion miRNAs Schwamm Konstrukte, die typischerweise Plasmid basiert, ¹⁷ verwendet werden. Die hier beschriebene Methode ermöglicht es, die molekularen Mechanismen zu untersuchen , die Proliferation und Differenzierung in Hörorgans steuern, wie die in ovo Mikro Elektroporationsverfahren kann leicht durch Zugabe von mit in ovo – Zellproliferationstest kombiniert werden EdU auf den gesamten Embryo.

Die Elektroporation und die Zugabe von EdU bei E4 in der Ohrbläschen durchgeführt, die einen Tag vor dem Beginn der Zellzyklus-Ausgang in dem Hörorgan ist. Die Analyse des Hörorgan ist in der Regel durchgeführt, 18-96 Stunden nach der Elektroporation bei E5 (Beginn der sensorischen Vorläuferzellzyklus-Ausgang), E6 (Beginn der HC Differenzierung) und E7 (bei HC Differenzierung); und später bis ~ E9 (Ende HC Differenzierung). Dieses Elektroporation Verfahren des Gentransfers ist vergänglich etwa ~ 4 Tage dauert, because die Gene von Interesse nicht integrieren in das Genom, aber das Verfahren ist anwendbar für die Verwendung mit geeigneten Plasmid – DNA-basierten Expressionsvektoren, die die Fähigkeit tun haben , in das Genom, beispielsweise Tol2 vermittelten Gentransfer ¹¹ zu integrieren. Mit dieser Methode robust GFP oder RFP Ausdruck dauert ~ 4 Tage in der Cochlea, nach welchem ​​Punkt die Signale verblassen, noch bieten eine reichliche Zeitfenster die komplizierte Entwicklung des Hörorgan zu studieren. Diese in – ovo – Gentransferverfahren ist neu und ermöglicht, speziell auf die vermutliche Hörorgan bei E4 Ziel, die für die Untersuchungen optimal ist, die im Hörorgan auf HC Entwicklung konzentrieren. Es ist eine gute Ergänzung zu alternative Verfahren, die bei viel jüngeren Entwicklungsstadien ^11,12 oder im Vergleich zur Verwendung von in vitro basilar Papillen Explantatkulturen ¹⁸ elektroporieren.