简介
将 ES 细胞注射到四倍体胚胎的囊胚腔,直接获得个体细胞全部来自 ES 细胞的四倍体胚胎互补(tetraploid-embryo.complementation)技术。由于四倍体的细胞在胚胎发育过程中只能参与形成胎盘等胚外组织,而不能形成胚体,而 ES 细胞不能形成胚外组织,因此,注入 ES 细胞后双方可以发生互补,获得的后代胚胎细胞将全部来自 ES 细胞,包括生殖细胞。因此,通过该技术不需进行交配即可证明 ES 细胞的全能性,用于制作转基因动物时也不需进行杂交选育,直接就可以获得转基因动物。
材料与仪器
器材:
① 镊子、离心管、移液管、吸管、培养皿、过滤器
② 37 ℃、5% CO2 的培养箱
③ 倒置相差显微镜(Leica,IMIRB&DMI 3000)、体视显微镜(Nikon SMZ800)、融合仪(Eppendorf,Multiporator)、显微操作仪(ependorf,NK2)
④ 超净工作台、离心机、盖玻片、擦镜纸、香柏油、
试剂:
① 孕鼠
② PMSG、hCG
③ KSOM、酸性台氏液(acidified Tyrode's solution)
④ DMEM(Invitrogen,10569-010)、Trypsin、Gelatin(Sigma,G1890-100 G)、Mitomycinc(Sigma,0503)
⑤ PBS、70% 乙醇、HEPES > 99.5%(Sigma,H6147)
步骤
四倍体补偿方法得到完全来源于 ES 的嵌合体动物的基本过程为:
1. 四倍体胚胎的准备
① 8~10 周龄成年 CD1 小鼠腹腔注射 10 U 的 PMSG;
② PMSG 注射 48 小时后,腹腔注射 10 U hCG,并与雄鼠合笼;
③ 次日早晨检栓,见栓的小鼠用于收集胚胎;
④ 见栓次日脱臼法处死小鼠,剖开腹腔剥离输卵管,放入含有 HCZB 的 35 mm 培养皿中;
⑤ 用钝头注射器冲洗输卵管,在体视显微镜下收集 2-细胞胚胎,放入预先在培养箱内平衡过夜的 CZB 培养滴中待用;
⑥ 开启融合仪,将融合参数调至 DC 5V,10 s;AC 50 V,35 μs,two cycles,接好融合槽;
⑦ 准备预热的融合液,在 35 mm 皿中做约 100 μl 的 3~4 个滴,将 2 细胞胚胎移入其中,洗涤 3 次,再放入盛有融合液的融合槽中,按「start」,二细胞将自动排列并进行电融合,最终二细胞胚胎将融合成一个四倍体的胚胎;
⑧ 融合胚胎经由 CZB 培养液洗涤 3 次后放入培养滴中,放入 37 ℃、5% CO2 培养箱中培养;
⑨ 1 小时后观察融合情况,弃去未融合的,融合的胚胎则继续培养至使用;
⑩ 一般在融合后 48 小时,四倍体胚胎将形成囊胚,适于注射。
2. 为四倍体注射提供细胞
① 向 60 mm 培养皿中加入 2 ml 0.1% 明胶,并在 37 ℃ 培养箱中孵育至少半小时;
② 需要检测的 ES 达到传代水平时弃去培养液,用 PBS 冲洗两次;
③ 加入 trypsin,37 ℃ 消化 3~5 分钟,直至细胞卷起;
④ 加入 ES 培养液反复吹吸至成为单个细胞;
⑤ 1200 r/min 离心 5 分钟,去上清,用 3 ml ES 培养液悬浮;
⑥ 将悬浮好的细胞悬液加入凝胶处理的培养皿之上,置于 5% 的 CO2 培养箱中 37 ℃ 孵育 1 小时,这时 feeder 细胞将贴壁于培养皿上;
⑦ 轻轻敲击培养皿,并将悬液转移到 15 ml 离心管中,1200 r/min,离心 5 分钟,弃上清;
⑧ 用 50 μl 的培养液重新悬浮细胞沉淀,将其转入 1.5 ml 离心管中,放在冰上,备用于细胞注射;
⑨ 为保证细胞质量,细胞尽量在 3~4 小时内完成注射。
3. 注射和后续培养
① 准备注射针,持卵针以及显微注射操作滴,在培养皿中放入 1 ml HCZB,用液体石蜡覆盖好;
② 将消化好待用的细胞取 10~20 μl 于 HCZB 操作滴中,把握细胞密度,以细胞与细胞之间留有空隙为好;
③ 在显微镜中挑选扩展的囊胚,然后移到操作滴中;
④ 用持卵针吸取囊胚,调整胚胎位置,使其 ICM 处于 9 点位置;
⑤ 用注射针挑取 10~15 个形态良好(圆形、不太大、表面光滑)的细胞,对准囊胚的两个滋养层之间的位置,通过 peizo 进入囊胚腔,到达囊胚腔中央的位置时慢慢从注射针里吹出 10~15 个细胞,使其进入囊胚腔,尽量让细胞贴近 ICM,小心不要让针碰到 ICM,也不要让任何液体石蜡油滴和死细胞进入囊胚腔;
⑥ 注射完后,慢慢把针从囊胚中抽出,小心不要带出细胞;
⑦ 注射完一批囊胚(10~15 个)后,将注射后的囊胚移到预平衡的 CZB 培养液液滴中,37 ℃、5% CO2 培养箱中培养,等待移植;
⑧ 注射好的胚胎以 10~15 个移到见栓 2.5 天假孕母体子宫中,等待胚胎出生。
来源:丁香实验