摘要:利用显微操作仪将mRNA直接注射到受精卵的细胞质中,称为mRNA胞浆注射。相比于原核注射,胞浆注射的操作更加简便。结合低成本和易于设计的CRISPR/Cas技术,mRNA胞浆注射可以实现高效的基因编辑。在猴受精卵中注射sgRNA/Cas9 mRNA混合液,可以得到基因编辑的非人灵长类动物模型,为人类基因疾病的研究起到了重要的作用。
关键词: mRNA, 胞浆, 基因编辑
材料与试剂
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3.5 cm 培养皿(CORNING,catalog number: 430165)
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3.5 cm 操作皿(FALCON,catalog number: 353001)
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Borosilicate Glass(B100-75-10)
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Borosilicate Glass With Filament(BF100-78-10)
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矿物油(Sigma,catalog number:M8410)
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口吸管(北京正天,catalog number:BJ-40)
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移液枪及枪头(Eppendorf)
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TH3 液(见溶液配方)
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HECM9aa 培养液(见溶液配方)
仪器设备
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培养箱(Thermo Scientific, model:Forma 3111、Forma 371)
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拉针仪(Sutter Instrument, model:P97)
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断针仪(Narishige, model:MF-900)
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倒置显微镜(Olympus, model:IX-73)
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体视显微镜(Olympus, model:SZX7)
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IM300 Microinjector(Narishige)
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一对显微操作臂(Narishige)
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微量注射器(Narishige IM-9B)
实验步骤
实验流程
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超排母猴及获取卵母细胞;
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单精注射获取受精卵;
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进行胚胎胞质内RNA注射,完成注射后,将胚胎移入培养碟中放置培养箱培养;
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根据培养发育情况,将胚胎移植入受体体内;
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做好详细记录。
mRNA注射
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将TH3显微注射皿做好预热:取200 μl TH3液,在微操作碟内制备10-13 TH3 液滴,每滴体积约15-20 μl,并覆盖矿物油。
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将HECM9aa 培养皿做好预热:取 200 μl HECM9aa培养液,在培养皿内制备10-13个液滴,每滴体积约15-20 μl,并覆盖矿物油。
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用拉针仪将1 mm外径的薄壁硼硅酸毛细玻璃管(B100-75-10)拉制成需要的内外径后,在断针仪上断成外径为100-110 μm和内径为15-20 μm,打弯成20-30度的持卵针;
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用拉针仪将1 mm外径的薄壁硼硅酸毛细玻璃管(BF100-78-10)拉制成需要的注射针,在断针仪上打弯20-30度;
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将制作好的注射针倒扣在待注射的sgRNA中,以虹吸法吸入;
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将制备的显微注射皿放置于载物台上,从低倍视野开始观察整个显微操作滴;
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将持卵针安装于操作仪左侧的IM9B上,缓慢深入注射滴中,并调整与操作皿底部水平;
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将注射针安装于操作仪右侧的IM300上,调整注射压力为30 psi、平衡压力0.1-0.3psi,缓慢深入注射滴中,并调整与操作皿底部水平,保持与持卵针在同一水平线;
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单精注射完成后胚胎培养六个小时以上,在显微镜下检查原核形成情况,出现两个原核的胚胎视为正常受精;
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用胚胎转移管将一组受精卵转移到操作皿中,操作尽可能在20-30 min内完成;
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高倍镜下观察合子状态,确信观察到双原核而且形态良好;
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用左侧持卵针抓取并固定合子后,推动右侧注射针透过透明带,进入卵胞质中,进行注射。观察注射针尖端是否通畅,若不通畅,将注射针在持卵针上轻轻碰击以增大注射针尖的直径,调整合适的注射压力;
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完成注射后,将注射针从合子中迅速撤出,持卵针放开合子;
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所有合子注射完毕后,应当立即移回HECM9aa培养液,置于37 °C,5% CO2 培养箱培养,等待胚胎移植。
溶液配方
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Tyrode's Albumin Lactate Pyruvate medium with HEPES (TH3)(表1)
表1. Tyrode's Albumin Lactate Pyruvate medium with HEPES (TH3) 配制表
成分
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/100ml
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/50ml
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备注
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NaCl
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3.329 ml
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1.665 ml
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200 mg/ml stock
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KCl
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239 μl
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119.5 μl
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100 mg/ml stock
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CaCl2·2H2O
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294 μl
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147 μl
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100 mg/ml stock
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MgCl2·6H2O
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102 μl
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51 μl
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100 mg/ml stock
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NaH2PO4
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48 μl
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24 μl
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100 mg/ml stock
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NaHCO3
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210.6 mg
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105.3 mg
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HEPES
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240 mg
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120 mg
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D-Glucose
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90 mg
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45 mg
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Sodium Pyruvate
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12 mg
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6 mg
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Sodium lactate (60% syrup)
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0.17 ml
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85 μl
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BSA
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300 mg
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150 mg
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penicillin-streptomycin (100X)
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1 ml
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500 μl
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Phenol Red (0.01%)
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10 μl
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5 μl
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pH
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7.4
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HECM-9(表2)
表2. HECM-9 配制表
成分
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/100ml
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终浓度
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NaCl
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0.6639 g
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113.6 mmol/L
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KCl
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0.0224 g
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3 mmol/L
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CaCl2·2H2O
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0.0279 g
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1.9 mmol/L
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MgCl2·6H2O
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0.0102 g
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0.5 mmol/L
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NaHCO3
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0.2100 g
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25 mmol/L
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Sodium lactate (60% syrup)
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0.0504 g
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4.5 mmol/L
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PVA
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0.01 g
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0.1 mg/ml
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1 mol/L HCl
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0.14 ml
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1.4 mmol/ml
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11 AA with Pantothenate
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1 ml
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100X AA stock
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成分
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MW
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100X 母液浓度
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终浓度
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Taurine
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125
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50 mmol/L
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0.5 mmol/L
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Asparagine
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132
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1 mmol/L
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0.01 mmol/L
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Cysteine
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121
|
1 mmol/L
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0.01 mmol/L
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Histidine
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155
|
1 mmol/L
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0.01 mmol/L
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Lysine
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146
|
1 mmol/L
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0.01 mmol/L
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Proline
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115
|
1 mmol/L
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0.01 mmol/L
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Serine
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105
|
1 mmol/L
|
0.01 mmol/L
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Aspartic acid
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133
|
1 mmol/L
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0.01 mmol/L
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Glycine
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75
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1 mmol/L
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0.01 mmol/L
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Glutamic acid
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147
|
1 mmol/L
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0.01 mmol/L
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Glutamine
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146
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20 mmol/L
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0.2 mmol/L
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Pantothenate
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238
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0.3 mmol/L
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3 μmol/L
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Copyright: © 2023 The Authors; exclusive licensee Bio-protocol LLC.
引用格式:王燕, 许玉婷, 李春杨, 孙强. (2023). 猴胚胎mRNA胞浆注射. // 实验动物胚胎操作实验手册.
Bio-101: e1010986. DOI:
10.21769/BioProtoc.1010986.
How to cite: Wang, Y., Xu, Y. T., Li, C. Y., and Sun, Q. (2023). Cytoplasmic Injection of mRNA In Monkey Embryos. // Embryo Manipulation Manual of Laboratory Animals.
Bio-101: e1010986. DOI:
10.21769/BioProtoc.1010986.