Summary

Knockdown direcionado de genes no plexo coroide

Published: June 16, 2023
doi:

Summary

Aqui, descrevemos um método para alterar seletivamente a expressão gênica no plexo coroide, evitando qualquer impacto em outras áreas cerebrais.

Abstract

O plexo coroide (PCh) serve como uma porta de entrada crítica para a infiltração de células imunes no sistema nervoso central (SNC) em condições fisiológicas e patológicas. Pesquisas recentes mostraram que regular a atividade da ChP pode oferecer proteção contra distúrbios do SNC. No entanto, estudar a função biológica da ChP sem afetar outras regiões cerebrais é um desafio devido à sua estrutura delicada. Este estudo apresenta um novo método para knockdown gênico em tecido ChP usando vírus adenoassociados (AAVs) ou enzima de recombinação de ciclização (Cre) proteína recombinase consistindo de sequência TAT (CRE-TAT). Os resultados demonstram que, após a injeção de AAV ou CRE-TAT no ventrículo lateral, a fluorescência foi concentrada exclusivamente na ChP. Usando esta abordagem, o estudo derrubou com sucesso o receptor de adenosina A 2A (A2A R) na ChP usando RNA de interferência (RNAi) ou Cre/locus de sistemas X-overP1 (Cre/LoxP), e mostrou que esse knockdown poderia aliviar a patologia da encefalomielite autoimune experimental (EAE). Essa técnica pode ter implicações importantes para pesquisas futuras sobre o papel da ChP nos distúrbios do SNC.

Introduction

Acreditava-se que o plexo coroide (PCc) ajudava a manter a homeostase funcional do cérebro por meio da secreção de líquido cefalorraquidiano (LCR) e fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF)1,2. Pesquisas crescentes nas últimas três décadas têm revelado que a ChP representa uma via distinta para a infiltração de células imunes no sistema nervoso central (SNC).

As tight junctions (TJs) da ChP, compostas por um epitélio de ChP monocamada, mantêm a homeostase imunológica, impedindo a entrada de macromoléculas e células imunes no cérebro3. No entanto, sob certas condições patológicas, o tecido ChP detecta e responde a padrões moleculares associados ao perigo (DAMPs) no LCR e no sangue, levando a infiltração imunológica anormal e disfunção cerebral 4,5. Apesar de seu papel crítico, o pequeno tamanho da ChP e a localização única no cérebro dificultam o estudo de sua função sem afetar outras regiões cerebrais. Portanto, manipular a expressão gênica especificamente na ChP é uma abordagem ideal para entender sua função.

Inicialmente, linhagens transgênicas da enzima de recombinação de ciclização (Cre), que expressam Cre sob o controle de promotores específicos de genes expressos na ChP, foram comumente utilizadas para deletar genes-alvo por meio de cruzamento com genes candidatos floxados 6,7,8. Por exemplo, o fator de transcrição Forkhead box J1 (FoxJ1) é expresso exclusivamente no epitélio ChP do cérebro pré-natal de camundongos7. Assim, a linhagem FoxJ1-Cre foi frequentemente utilizada para deletar genes localizados na ChP 6,9. No entanto, o sucesso desta estratégia depende muito da especificidade do promotor. Descobriu-se gradualmente que o padrão de expressão de FoxJ1 não era suficientemente distinto, pois FoxJ1 também estava presente em células epiteliais ciliadas em outras partes do cérebro e sistema periférico7. Para superar essa limitação, foi realizada injeção intracerebroventricular (ICV) de Cre recombinase para liberar a recombinase nos ventrículos das linhas transgênicas floxed. Essa estratégia apresentou alta especificidade, evidenciada pela presença de fluorescência do tdTomato apenas no tecido daChP10,11. No entanto, este método ainda é limitado pela disponibilidade de linhagens de camundongos transgênicos floxed. Para resolver essa questão, pesquisadores têm empregado a injeção de ICV de vírus adenoassociado (AAV) para alcançar knockdown específico de ChP ou a superexpressão de genes-alvo12,13. Uma avaliação abrangente de diferentes sorotipos de AAV para infecção por ChP revelou que AAV2/5 e AAV2/8 exibem fortes habilidades de infecção na ChP, enquanto não infectam outras regiões cerebrais. No entanto, AAV2/8 infectou o ependima ao redor dos ventrículos, enquanto o grupo AAV2/5 não apresentou infecção14. Este método tem a vantagem de superar as limitações da aquisição de animais transgênicos floxed.

Este artigo descreve um protocolo passo-a-passo para knockdown gênico na ChP usando dois métodos: ICV de AAV2/5 carregando shRNA do receptor de adenosina A 2A (A 2A R) e proteína Cre recombinase consistindo de sequência TAT (CRE-TAT) recombinase para alcançar knockdown ChP-específico de A2A R. Os resultados do estudo sugerem que derrubar A2AR na ChP pode aliviar a encefalomielite autoimune experimental (EAE). Este protocolo detalhado fornece orientação útil para estudos da função ChP e knockdown específico de genes na ChP.

Protocol

Todos os procedimentos em animais descritos neste estudo foram conduzidos de acordo com as diretrizes descritas no Guia do NIH para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório e aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Médica de Wenzhou. 1. Animais Compre camundongos C57BL/6 machos com idade entre 8-12 semanas e pesando 20-22 g. Obter a linhagem transgênica Rosa-LSL (Lox-StoP-Lox)-tdTomato (Ai9) e camundongos machos…

Representative Results

knockdown de A2AR específico para ChP por injeção ICV de AAV2/5-shRNA ou CRE-TATO papel de A2AR na ChP como um poderoso regulador da informação neural na patogênese do EAE permanece obscuro. Derrubar a expressão de A 2A R específica de ChP poderia lançar luz sobre os efeitos regulatórios de A2AR no sistema imunológico central em EAE e outras inflamações do sistema nervoso. Este estudo usou a injeção ICV de CRE-TAT para diminuir a expressão d…

Discussion

A pesquisa apresentou duas abordagens distintas para o knockdown direcionado de genes ChP. A primeira abordagem envolveu a injeção ICV de CRE-TAT, que contém Cre recombinase, em camundongos A2AR flox/flox. A segunda abordagem envolveu a injeção de ICV de AAV2/5 carregando shRNA de A2AR. Utilizando essas duas estratégias, o trabalho conseguiu o knockdown seletivo de A 2A R dentro da ChP e foi capaz de demonstrar os efeitos protetores da inibição da sinalização A2AR na …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos o apoio da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (Grant No. 31800903, concedido a W. Zheng) e do Wenzhou Science and Technology Project (No. Y2020426, concedido a Y. Y. Weng) por este trabalho.

Materials

A2ARflox/flox mice State Key Laboratory of Ophthalmology, Optometry and Visual Science, Wenzhou Medical University
AAV2/5-A2AR-ShRNA virus Shanghai Heyuan Biotechnology Co. LTD pt-4828
antifade mounting medium Beyotime Biotechnology 0100-01
borosilicate glass capillary Beijing Meiyaxian Technology Co. Ltd B100-50-10
brain stereotaxic apparatus RWD, Shenzhen 69100
C57BL/6 mice Beijing Vital Charles River Laboratory Animal Technology Company
CRE-TAT recombinase Millipore SCR508
DAPI Absin B25A031
frozen slicing machine Leica CM1950
H37Ra Becton Dickinson and company 231141
Hamilton syringe Hamilton, American P/N: 86259
Incomplete Freunds adjuvant Sigma F5506
Laser confocal microscope Zeiss LSM900
MOG35-55 Suzhou Qiangyao Biotechnology Co., LTD 4010006243
OCT glue Epredia 6502p
paraformaldehyde Chengdu Kelong Chemical Reagent Company 30525-89-4
pentobarbital sodium Boyun Biotech PC13003
Pipette gun Eppendorf N45014F
PrimeScript 1st Strand cDNA Synthesis Kit Takara  6110A
Real- Time PCR System BioRad CFX96
Rosa-LSL (Lox-StoP-Lox)-tdTomato mice Jackson Laboratory
sucrose Sangon Biotech A502792-0500
super high speed homogenizer IKA 3737025
Trizol Invitrogen 15596026
xylene solution Chengdu Kelong Chemical Reagent Company 1330-20-7

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Cite This Article
Yang, Y., Qi, C., Hu, L., Zheng, C., Li, X., Zheng, W., Weng, Y., Lin, H. Targeted Knockdown of Genes in the Choroid Plexus. J. Vis. Exp. (196), e65555, doi:10.3791/65555 (2023).

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