Summary

流体の尾静脈注射を使用してマウス肝細胞の生体内で遺伝的変更の構成および誘導システム

Published: February 02, 2018
doi:

Summary

トランスポゾン ベースの統合のベクトルの流体尾静脈注射によりマウス肝細胞の安定したトランスフェクション体内。長期的な単一遺伝子の発現や遺伝子や肝臓でミール shRNA の組み合わせ構成とドキシサイクリン誘導式ことができますトランスフェクション システムの実用的なプロトコルを紹介します。

Abstract

肝臓癌や再生、炎症、線維症の研究モデル、生体内で遺伝子発現と沈黙のための柔軟なシステムは非常に便利です。トランスポゾンによる構造の流体尾静脈注射は、成体マウスの肝細胞の遺伝的操作のための効率的な方法です。構成遺伝子発現、に加えてこのシステムは shRNA を介した遺伝子ノックダウン、含意の遺伝子の突然変異誘発に CRISPR/Cas9 システム誘導システムより高度なアプリケーションで使用できます。ここでは、transgene の発現とともにクレエ発現の組み合わせ、または選択のミール shRNA はこの技法の例として提示されます。我々 は眠れる森の美女の準備から始まってマルチ ステップの手順をカバー-トランスポゾン構築、注入とマウスの治療と肝組織の分析のための準備をしています。紹介システムは、肝細胞の複雑な遺伝的操作を達成するために信頼性の高いかつ効率的なアプローチです。具体的にはマウス系統の Cre/loxP ベースとの組み合わせで役に立つ、さまざまな肝臓病の研究ではモデルに適用することができます。

Introduction

慢性肝疾患は、主要な健康負担世界1を提示します。動物の研究モデルは肝臓病の研究に不可欠なツール、肝再生、肝炎症脂肪肝と肝細胞癌2複雑な質問に答えることを助けた。これらの動物モデルの相当な数は肝細胞の遺伝子の組み換えに頼る。したがって、肝細胞における遺伝子発現を操作するための効率的なツールは、参考3。遺伝子組み換えマウス系統の繁殖や肝細胞感染のウイルスのベクトルの生成などの確立された方法はいずれかの時間がかかり、港安全性の懸念、または体内肝細胞遺伝子発現の低下をもたらす4,5. 流体尾静脈注射 (HTVI) は肝臓での遺伝子機能の簡単、高速、かつコスト効率の高い尋問を可能にする肝細胞の生体内でtransfection のための代替方法です。HTVI、生理食塩水注入された動物の体重の 10% に相当する量に必要な DNA シーケンスを運ぶベクターを溶解しています。ソリューションは、5-10 の6で尾静脈にそれから注入されます。心拍出量を超える場合、生理食塩水は下大静脈から肝臓の拡大と肝細胞7の流体のトランスフェクションにつながる、肝静脈に流れます。安定的なゲノムの統合を達成するためにメソッドは、トランスポゾンを用いたベクトルで寝ている美 –トランスポゾン システムなど結合されています。このシステムは、触媒による睡眠美容 –トランスポザーゼ8,9ゲノム再結合サイトとターゲット ベクトルの再結合を仲介します。肝線維症や発癌のモデル、それが疾患モデルの特定の時点で過剰または沈黙遺伝子に望まれます。この目的のための Cre/LoxP システムやテトラサイクリン誘導性の遺伝子発現系など誘引可能な遺伝子発現のツール (テトで) 使用される10があります。

ここでは、眠れるトランスポゾン ベースのシステムの HTVI を使用してマウス肝細胞の生体内でtransfection のためプロトコルについて述べる。タモキシフェン依存 Cre リコンビナーゼ (クレエ) 発現とを組み合わせてより高度なベクトル システムについて述べる肝特異プロモーターの制御下導入遺伝子の安定した、構成式のプロトコルに加えて、発現遺伝子のマイクロ Rna に適応した shRNA (ミール shRNA)、呼ばれる pTC テト システム11。このベクター システムの誘引可能な遺伝子またはテトラサイクリン発現のミール Shrna は過剰クローニング システム、新しいベクトル12の迅速かつ簡単の生成を許可するバックボーン ベクターにクローン作成します。このビデオ ベースのガイドには、遺伝子/ミール-shRNA 発現を達成するために適切なベクトル、注入およびマウスの治療の準備と最終的に肝組織の分析のための準備について説明します。このプロトコルで説明する方法は、式に Cre/loxP を介したマウス システムの組み合わせまたは肝臓病の研究に広く適用可能なシステムを作り、好みのあらゆる遺伝子のノックダウンを有効に設計されました。

Protocol

すべての動物実験管理と実験動物の使用のためのガイドラインに従って行われ、(Regierung ・ フォン ・ インゴルシュタット、ミュンヘン、ドイツとスタンフォード施設動物ケアおよび使用委員会の責任がある権限によって承認されました。スタンフォード、カリフォルニア州、米国)。(ステップ 4 で 1) のクローニングのためのすべてのプラスミドの一覧は、別表 S1 で提供されます。 <p class…

Representative Results

流体尾静脈注射によってトランスフェクションの有効性:単一の注入による力学トランスフェクションがマウスの肝細胞の割合は変数、注入量、注入時間、注入された DNA の量と注入された構築6、サイズなど複数のパラメーターに依存します。 22,23。また、トランスフェクション効率は…

Discussion

流体尾静脈注射で肝細胞のトランスフェクションとなっている確立された手法、導入以来 15 年以上も前6。噴射量は心拍出量を超えるし、肝臓の7肝細胞25,26の 40% まで約 10-20%, いくつかのケースでのトランスフェクションにつながる正弦波に下大静脈から流れます。成功したトランスフェクションの予測因子は、?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、ドイツの Krebshilfe、ドイツ (許可番号 111289 UE に)、子供の健康 (アーネスト ・ アメリア ガロ恵まれて員 – CTSA 許可番号 UL1 RR025744 UE) ルシール パッカード財団によって支えられました。博士マーク a. ケイありがとうベクトル構造と実験的アドバイスや Dr ジュリアン セージ マウスの実験をサポートします。

Materials

General Material
GeneRuler 1 kb Plus DNA Ladder Thermo Fisher #SM1331 DNA ladder for electrophoresis
Tissue-Tek O.C.T. Sakura 4583 embedding of cryo-sections
Biozym LE Agarose Biozym 840004
Ethidium bromide Sigma-Aldrich E7637-1G
D(+)-Saccharose Carl Roth 4621.1 For sweetening of the doxycyline solution
Ampicillin Sodium Salt AppliChem A0839,0010 For selection of Amp-resistant clones
LB Agar (Luria/Miller) Carl Roth X969.1
LB Broth (Luria/Miller) Carl Roth X968.1
S.O.C. Medium Thermo Fischer 15544034
Gentamicin sulfate AppliChem A1492,0001 For selection of Gentamicin-resistant clones
Roti-Histofix 4 % Fa. Roth P087.6 para-formaldehyde solution
T4 DNA Ligase New England BioLabs M0202S
GatewayTM LR ClonaseTM II Enzyme Mix invitrogen/ThermoFisher 11791-020 contains LR-clonase enzyme mix II and proteinase K
DB3.1 Competent Cells Thermo Fisher 11782-018
Stbl3 Chemically Competent E. coli Thermo Fisher C737303
Name Company Catalog Number Comments
Restriction Enzymes
PacI New England BioLabs R0547S
AscI New England BioLabs R0558S
FseI New England BioLabs R0588S
SacI New England BioLabs R0156S
SpeI New England BioLabs R0133S
KpnI New England BioLabs R0142S
NotI New England BioLabs R0189S
XhoI New England BioLabs R0146S
BfuAI New England BioLabs R0701S
Name Company Catalog Number Comments
Kits
QIAquick Gel Extraction Kit Qiagen 28704 For DNA Extraction from gel
NucleoSpin Gel and PCR Clean Up Macherey & Nagel 740609.10
NucleoBond PC20 Macherey & Nagel 740571 Plasmid extraction (Mini prep)
NucleoBond PC500 Macherey & Nagel 740574 Plasmid extraction (Maxi prep)
Phusion High-Fidelity DNA Polymerase Thermo Fisher F530S
Name Company Catalog Number Comments
Materials for Mouse Experiments
Injekt Syringe F 1 ml Braun 9166017V For intraperitoneal injection
Omnifix Luer 3 ml Braun 4616025V For intravenous injection
Sterican Cannula 24G Braun 4657675
Sterican Cannula 27G Braun 4657705
Tamoxifen Sigma-Aldrich T5648-1G For CreER activation
Corn oil Sigma-Aldrich C8267-500ML Carrier for tamoxifen injections
Doxycycline hyclate AppliChem A2951,0025 Activation of tetracycline-dependent expression
Injekt 10 ml Syringe Braun 4606108V
Filtropur S 0.2 Sarstedt 831,826,001 For filtration of doxycycline
NaCl 0,9% Braun 3200905 Carrier for intravenous injections
Falcon Conical Tube 50ml Corning Life Science 352095
Infrared Lamp N/A N/A For warming of mouse tail
IVIS Perkin Elmer 124262 In vivo imaging system
Name Company Catalog Number Comments
Plasmids for cloning of sleeping beauty-transposon vectors for HTVI.
pTC n/a Vector for constitutive gene expression, ref. 15
pEN_TTmcs Addgene #25755 Entry vector for inducible gene expression, ref. 19
pEN_TTGmiRc2 Addgene #25753 Entry vector for inducible miR-shRNA expression with co-expression of GFP, ref. 19
pEN_TTmiRc2 Addgene #25752 Entry vector for inducible miR-shRNA expression without co-expression of GFP, ref. 19
pTC ApoE-Tet Addgene #85578 Expression vector for inducible gene or miR-shRNA expression with ApoE.HCR.hAAT promotor, ref. 11
pTC-CMV-Tet Addgene #85577 Expression vector for inducible gene or miR-shRNA expression with CMV promotor, ref. 11

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Hubner, E. K., Lechler, C., Rösner, T. N., Kohnke-Ertel, B., Schmid, R. M., Ehmer, U. Constitutive and Inducible Systems for Genetic In Vivo Modification of Mouse Hepatocytes Using Hydrodynamic Tail Vein Injection. J. Vis. Exp. (132), e56613, doi:10.3791/56613 (2018).

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