DE10012604A1 - Transgenic animal expressing indicator gene specifically in the nervous system, useful for developing and testing therapeutic and diagnostic methods and agents - Google Patents
Transgenic animal expressing indicator gene specifically in the nervous system, useful for developing and testing therapeutic and diagnostic methods and agentsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein transgenes, nicht-menschliches Säugetier, vorzugsweise eine Maus, dessen Körper- und Geschlechtszellen ein zusätzliches Indikator-Gen enthalten, und das zelltypspezifisch im Nervensystem exprimiert. Das Gen wurde dem Ursprungstier auf parasexuellem Wege im 1-8-Zellstadium der Embryonalentwicklung überragen. Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Tiere liegen in der medizinischen, der pharmazeutischen und der biologischen Grundlagen- und anwendungsorientierten Forschung und Diagnose.The invention relates to a transgenic, non-human mammal, preferably a mouse, whose body and sex cells have an additional indicator gene contained, and the cell type-specific expressed in the nervous system. The gene became that Parasexual parent in the 1-8 cell stage of Exceed embryonic development. Areas of application of the animals according to the invention lie in the medical, pharmaceutical and biological basics and application-oriented research and diagnosis.
Transgene Tiere sind genetisch veränderte Tiere, bei denen mindestens ein fremdes Gen in das Genom eingeschleust wurde. Mit diesen Tieren lassen sich Regulationsprozesse auf zellulärer Ebene in mit anderen Testsystemen nicht erreichter systematischer und spezifischer Weise untersuchen und beeinflussen. Desweiteren besteht die Möglichkeit, die Wirkung von Therapeutika und Diagnostika zu erproben und somit die Entwicklung z. B. pharmakologisch wirksamer Substanzen auszutesten.Transgenic animals are genetically modified animals in which at least one stranger Gene was introduced into the genome. With these animals you can Regulatory processes at the cellular level in other test systems are not Examine and influence the achieved systematic and specific way. There is also the possibility of the effects of therapeutic and diagnostic agents to test and thus the development z. B. pharmacologically active substances to test.
Die Herstellung transgener Tiere ist an sich bekannt. So kann z. B. dem Buch von Hogan et al. Manipulating the Mouse Embryo (1994) die Erzeugung transgener Mäuse im Detail entnommen werden. Auch zahlreiche Patente zur Herstellung transgener, nicht-menschlicher Säugetiere liegen vor. Insbesondere sei das US-A 4,76,866 genannt (Krebsmaus).The production of transgenic animals is known per se. So z. B. the book by Hogan et al. Manipulating the Mouse Embryo (1994) the generation of transgenic Mice can be taken in detail. Also numerous patents for manufacturing transgenic, non-human mammals are present. In particular, US-A 4,76,866 called (crab mouse).
Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein transgenes Tier zur Verfügung zu stellen, welches geeignet ist, detaillierte Untersuchungen zu Pathomechanismen neurologischer Erkrankungen zu erlauben, sowie die Entwicklung und Testung von Pharmaka aller Art zu ermöglichen und zu erleichtern. Von der Erfindung sollen neue Impulse für die Analyse und Therapie neurologischer Erkrankungen aller Art ausgehen.The object of the invention was to provide a transgenic animal which is suitable, detailed investigations of pathomechanisms to allow neurological diseases, as well as the development and testing of To enable and facilitate all kinds of pharmaceuticals. The invention is said to be new Impulses for the analysis and therapy of all kinds of neurological diseases going out.
Die Aufgabe wird mit einem transgenen, nicht-menschlichen Säugetier erreicht, insbesondere einem Kleinsäuger, wie z. B. einer Maus oder einer Ratte, welches ein zusätzliches sogenanntes Indikator-Gen trägt. Die erfindungsgemäßen transgenen, nicht-menschlichen Säugetiere sind dadurch gekennzeichnet, daß ihre somatischen und Keimzellen mindestens ein zelltypspezifisch im Nervensystem exprimierbares DNA-Indikatorgen tragen, dessen Genprodukt als Nachweisprotein für die Wirkung von Therapeutika oder Diagnostika bei Erkrankungen des Nervensystems geeignet ist, wobei das Gen unter der Kontrolle eines Nervensystem-spezifischen Promoters steht. Bevorzugt steht das Indikatorgen unter der Kontrolle des gliaspezifischen humanen GFAP (glial fibrillary acidic protein)-Promoters.The task is accomplished with a transgenic, non-human mammal, especially a small mammal, such as. B. a mouse or a rat, which a carries an additional so-called indicator gene. The transgenic non-human mammals are characterized in that their somatic and germ cells have at least one expressible in the nervous system DNA indicator gene carry its gene product as a detection protein for the effect of therapeutics or diagnostics for diseases of the nervous system is suitable, the gene being under the control of a nervous system specific promoter. The indicator gene is preferably under the control of the glia-specific human GFAP (glial fibrillary acidic protein) promoters.
In einer bevozugten Ausführungsvariante ist das Indikatorgen eine DNA-Sequenz, die ein fluoreszierendes Protein kodiert, insbesondere die EGFP (enhanced green fluorescent protein)-Variante für das grüne fluoreszente Protein, aber auch DNA- Sequenzen für blau, gelb, cyan oder rot-fluoreszierende Proteine (Tsien, 1998; Matz et al., 1999).In a preferred embodiment, the indicator gene is a DNA sequence that encodes a fluorescent protein, in particular EGFP (enhanced green fluorescent protein) variant for the green fluorescent protein, but also DNA Sequences for blue, yellow, cyan or red fluorescent proteins (Tsien, 1998; Matz et al., 1999).
Mit Hilfe dieses Indikatorgenes werden die Zellen des Nervensystems eindeutig identifizierbar markiert, die eine bedeutende Rolle bei allen Schädigungen und Erkrankungen des Nervensystems spielen. Es handelt sich hierbei im zentralen Nervensystem um den Gliazelltyp der Astrozyten und im peripheren Nervensystem um die nicht-myelinisierenden Schwann-Zellen. Die Beteiligung der Astrozyten bei Erkrankungen des Nervensystems ist viel beschrieben worden (Kettenmann and Ransom, 1995).With the help of this indicator gene, the cells of the nervous system become clear marked identifiable, which plays a significant role in all injury and Play disorders of the nervous system. It is central Nervous system around the glial cell type of the astrocytes and in the peripheral nervous system around the non-myelinating Schwann cells. The involvement of astrocytes in Much has been described about diseases of the nervous system (Kettenmann and Ransom, 1995).
Die Indikator-Funktion des Transgenes wird bevorzugt durch zwei Komponenten erzielt. Zum einen enthält das Transgen ein 2.2 kB Fragment des humanen GFAP (glial fibrillary acidic protein) Promoters, einer DNA-Sequenz, welche die Expression des nachgeschalteten Genes reguliert (Brenner et al., 1994), wobei davon ausgegangen werden kann, daß die meisten neurologischen Erkrankungen zu einer erhöhten Aktivität dieses Promoters führen (Galou et al., 1994).The indicator function of the transgene is preferred by two components achieved. On the one hand, the transgene contains a 2.2 kB fragment of the human GFAP (glial fibrillary acidic protein) promoter, a DNA sequence that expresses the expression of the downstream gene regulates (Brenner et al., 1994), of which it can be assumed that most neurological diseases lead to a lead to increased activity of this promoter (Galou et al., 1994).
Zum anderen enthält das Transgen, wie schon ausgeführt, bevorzugt die DNA- Sequenz, die die EGFP-Variante des grünen fluoreszenten Proteins enthält. Diese Zellen, die EGFP exprimieren, haben den Vorteil, daß sie in jedem konventionellen Fluoreszenz-Lichtmikroskop ohne weitere Färbe- oder Markierungstechniken dargestellt werden können.On the other hand, as already mentioned, the transgene preferably contains the DNA Sequence that contains the EGFP variant of the green fluorescent protein. This Cells expressing EGFP have the advantage of being found in any conventional Fluorescence light microscope without further staining or marking techniques can be displayed.
Die Erzeugung des transgenen Säugetieres erfolgt nach an sich bekannten Techniken, indem das Indikatorgen unter Kontrolle des Nervensystem-spezifischen Promoters auf parasexuellem Wege im 1-8 Zellstadium der Embryonalentwicklung einem Tier übertragen wird. Das Wohlbefinden und die allgemeine Lebenserwartung der transgenen Tiere ist durch die transgenen Genprodukte nicht beeinträchtigt.The transgenic mammal is produced using techniques known per se, by placing the indicator gene under control of the nervous system specific promoter parasexual route in the 1-8 cell stage of embryonic development in an animal is transmitted. The wellbeing and general life expectancy of the transgenic animals are not affected by the transgenic gene products.
Mit der Verwendung der erfindungsgemäßen transgenen Tiere werden bis dato durchgeführte Tierversuche an höheren Tieren oder Freiwilligen wesentlich eingeschränkt werden können. Sie werden für die Neu- und Weiterentwicklung therapeutischer und diagnostischer Methoden sowie zur Prüfung von Arzneistoffen zur Therapie und Diagnostik von Erkrankungen des Nervensystems, bei der Gliazellen insbesondere Astrozyten und Schwann-Zellen als Untersuchungs- und Zielobjekte dienen. Darüber hinaus zur Verwendung für die Neu- und Weiterentwicklung therapeutischer und diagnostischer Methoden sowie zur Prüfung von geeigneten Arzneistoffen, bei denen elektrophysiologische Methoden, bildgebende Verfahren zur Untersuchung der Morphologie, immunhistochemische, biochemische und molekularbiologische Verfahren bei der Therapie und Diagnostik von Erkrankungen des Nervensystems eingesetzt werden. Insbesondere können auch lebende Zellen aus dem Hirngewebe akut per Fluoreszenz-aktivierter Zellsortierung (FACS) isoliert werden und zur Testung als hochreine Zellpopulation Verwendung finden.To date, the use of the transgenic animals according to the invention animal experiments carried out on higher animals or volunteers can be restricted. They are for new and further development therapeutic and diagnostic methods as well as the testing of pharmaceuticals for the therapy and diagnosis of diseases of the nervous system in which Glial cells in particular astrocytes and Schwann cells as examination and Serve targets. In addition, for use for the new and Further development of therapeutic and diagnostic methods as well as testing of suitable drugs using electrophysiological methods, imaging methods for the investigation of morphology, immunohistochemical, biochemical and molecular biological methods in therapy and diagnostics of diseases of the nervous system. In particular, too living cells from the brain tissue acutely by fluorescence-activated cell sorting (FACS) can be isolated and used for testing as a high-purity cell population Find.
Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Tiere liegen also in der medizinischen der pharmazeutischen und der biologischen Grundlagen- und anwendungsorientierten Forschung und Diagnose. Insbesondere werden sie zur Analyse und Diagnose von neurologischen Erkrankungen verwendet. Dies kann zum Beispiel ein Schlaganfall, eine maligne Tumorerkrankung oder aber auch eine periphere Polyneuropathie sein.The fields of application of the animals according to the invention are therefore medical the pharmaceutical and biological basics and application-oriented Research and diagnosis. In particular, they are used for analysis and diagnosis of used neurological diseases. For example, a stroke, a malignant tumor or peripheral polyneuropathy.
Die transgenen Tiere sind für alle Einsätze und Verfahren geeignet, die sich die zelltypspezifische Expression von fluoreszierenden Proteinen in nicht-menschlichen transgenen Säugetieren zur Neu- und Weiterentwicklung von Methoden und Arzneimitteln zur Diagnose und Therapie von. Erkrankungen des Nervensystems nutzbar machen. Insbesondere sind sie für Einsätze in elektrophysiologischen und bildgebenden Verfahren geeignet, die sich die astrozytenspezifische Expression von fluoreszierenden Proteinen wie EGFP aber auch von blau, gelb, cyan oder rot- fluoreszierenden Proteinen in nicht-menschlichen transgenen Säugetieren zur Neu- und Weiterentwicklung von Methoden und Arzneimitteln zur Diagnose und Therapie von Erkrankungen des Nervensystems nutzbar machen.The transgenic animals are suitable for all operations and procedures that involve the cell type-specific expression of fluorescent proteins in non-human transgenic mammals for new and further development of methods and Medicines for the diagnosis and therapy of. Nervous system disorders make useful. In particular, they are for use in electrophysiological and imaging methods suitable, the astrocyte-specific expression of fluorescent proteins like EGFP but also blue, yellow, cyan or red fluorescent proteins in non-human transgenic mammals for new and further development of methods and medicines for diagnosis and therapy of diseases of the nervous system.
Anschließend wird die Erfindung an Beispielen näher erläutert.The invention is then explained in more detail using examples.
Ein 2.2 kB Fragment des humanen Promoters des GFAP-Gens (glial fibrillary acidic protein)(Brenner et al., 1994) wurde in die multiple Klonierungsstelle des kommerziell erhältlichen Vektors pEGFP (Clontech, Heidelberg, Deutschland) inseriert. Hierdurch entsteht ein DNA-Kontrukt, welches die gezielte Expression der grünen fluoreszierenden Proteinvariante EGFP in all den Zellen erlaubt, in denen der GFAP-Promoter aktiv ist. Dieses sind Astrozyten im zentralen Nervensystem (ZNS) und nicht-myelinisierende Schwann-Zellen im peripheren Nervensystem (PNS). Transgene Mäuse wurden durch pronukleäre Mikroinjektion eines linearisierten DNA-Fragment aus dem GFAP-Promoter, der codierenden Sequenz des EGFPs und einer Polyadenylierungsstelle in befruchtete Oozyten von Mäusen des FVB/N- Stammes generiert. Die Genotypisierung der transgenen Tier erfolgte durch Polymerasekettenreaktion mit Oligonukleotid-Primern aus der EGFP-Sequenz.A 2.2 kB fragment of the human promoter of the GFAP gene (glial fibrillary acidic protein) (Brenner et al., 1994) was inserted into the multiple cloning site of the commercially available vector pEGFP (Clontech, Heidelberg, Germany) advertises. This creates a DNA construct, which the targeted expression of green fluorescent protein variant EGFP allowed in all the cells in which the GFAP promoter is active. These are astrocytes in the central nervous system (CNS) and non-myelinating Schwann cells in the peripheral nervous system (PNS). Transgenic mice were linearized by pronuclear microinjection DNA fragment from the GFAP promoter, the coding sequence of the EGFP and a polyadenylation site in fertilized oocytes from FVB / N- Tribe generated. The transgenic animal was genotyped by Polymerase chain reaction with oligonucleotide primers from the EGFP sequence.
Transgene Tiere der Maus-Linie 732 wurden detailliert in Bezug auf ihre Transgen- Expression charakterisiert. Hierzu wurden morphologische und immunhistochemische sowie elektrophysiologische Untersuchungen durchgeführt.Transgenic animals of mouse line 732 have been detailed in terms of their transgenic Expression characterized. For this purpose, morphological and immunohistochemical as well as electrophysiological examinations.
Astrozyten in allen Hirnregionen, einschließlich der Bergmann Gliazellen des Kleinhirns und der Müller-Zellen der Retina zeichneten sich durch eine hohe EGFP- Expression im Zytoplasma aus. Die EGFP-Expression konnte sowohl in einem konventionellen Fluoreszenzmikroskop bei allen Vergrößerungen als auch mit einem konfokalen Laserscanmikroskop beobachtet werden. Im PNS konnten nicht- myelinisierende Schwann-Zellen anhand ihrer EGFP-vermittelten Fluoreszenz und ihrer charakteristischen Morphologie erkannt werden. Eine immunhistochemische Analyse mit Antikörpern gerichtet gegen ein neuronales Protein (NeuN) und gegen Oligodendrozyten (Myelin-assioziiertes Glykoprotein) zeigten, daß die grün- fluoreszierenden Zellen keine Neurone oder Oligodendrozyten sind. Eine positive Immunfärbung bei Verwendung von Antikörpern gegen GFAP identifizierte die grün fluoreszierenden Zellen eindeutig als Astrozyten. Patch-clamp-Untersuchungen der grün fluoreszierenden Zellen in akuten Gewebeschnitten verschiedener Hirnregionen transgener Tiere zeigten eindeutiges Ionenkanalexpressionsmuster von Astrozyten, die ununterscheidbar von Wildtyp-Astrozyten waren. Unter Verwendung von Calcium-chelierenden Fluoreszenzfarbstoffen wie Calcium Orange ist es gelungen, transmitterinduzierte Änderungen der zytoplasmatischen Calciumkonzentration in EGFP-exprimierenden Astrozyten transgener Mäuse hervorzurufen und sichtbar zu machen. Die Grünfluoreszenz der Astrozyten konnte ausgenutzt werden, um in situ differenzierte Zellen per Fluoreszenz-aktivierter Zellsortierung (FACS) zu isolieren. Hierzu wurden Einzelzellsuspensionen aus mechanisch und enzymatisch zerkleinertem Gehirngewebe transgener Mäuse hergestellt und verwendet. Nach FACS-Isolation konnten RT-PCR-Analysen durchgeführt werden.Astrocytes in all brain regions, including Bergmann 's glial cells Cerebellum and the Müller cells of the retina were characterized by high EGFP Expression in the cytoplasm. EGFP expression was possible in both conventional fluorescence microscope at all magnifications as well as with a confocal laser scanning microscope can be observed. In the PNS, myelinating Schwann cells based on their EGFP-mediated fluorescence and their characteristic morphology can be recognized. An immunohistochemical Analysis with antibodies directed against a neuronal protein (NeuN) and against Oligodendrocytes (myelin-associated glycoprotein) showed that the green fluorescent cells are not neurons or oligodendrocytes. A positive one Immunostaining when using antibodies against GFAP identified the green fluorescent cells clearly as astrocytes. Patch clamp investigations of the green fluorescent cells in acute tissue sections of different brain regions transgenic animals showed clear ion channel expression patterns of astrocytes, which were indistinguishable from wild-type astrocytes. Under the use of Calcium chelating fluorescent dyes such as Calcium Orange have managed to transmitter induced changes in cytoplasmic calcium concentration in EGFP-expressing astrocytes of transgenic mice and visible to do. The green fluorescence of the astrocytes could be exploited to be in situ isolate differentiated cells using fluorescence-activated cell sorting (FACS). For this purpose, single cell suspensions from mechanical and enzymatic crushed brain tissue of transgenic mice. To FACS isolation, RT-PCR analyzes could be performed.
In transgenen Mäusen wurde eine erhöhte Expression des grünen fluoreszenten Proteins nach einer Stichverletzung in der Hirnrinde beobachtet. Dieses Experiment zeigt, daß die über die Fluoreszenzintensität beobachtbare und meßbare EGFP- Expression ein direkter Parameter der Zellaktivierung ist. In diesen transgenen Tieren wird es erstmals möglich über die Fluoreszenzintensität und ihre Änderung im gesamten Nervensystem, in einer ausgewählten Hirnregion oder auf der Ebene einzelner Zellen direkt Zellaktivierung in lebendem Gewebe ohne vorherige Färbetechniken allein durch die Beobachtung mit einem Fluoreszenzmikroskop bzw. anderen Fluoreszenzintensitäten messenden Geräten in Echtzeit zu beobachten und zu messen. Diese direkte Beobachtung auch an lebendem Gewebe erlaubt standardisiertes und schnelles Suchen und Erproben neuer Substanzen, die auf vielfältige Reaktionsmechanismen im Nervensystem Einfluß nehmen können. Als Meßparameter stehen die veränderte EGFP-Expression, Calciumkonzentrations- und Membranleitfähigheitsänderungen aber auch Genaktivitätsänderungen (RT-PCR) zur Verfügung. Als ideales Labortier sind für die Maus zahlreiche Schädigungsmodelle des Nervensystems beschrieben. Diese Tierexperimente können an den hier beschriebenen transgenen Tieren durchgeführt und analysiert werden. In zunehmenden Maße können Erberkrankungen und ihre Pathomechanismen untersucht werden. Durch Einkreuzen des Indikatorgens in Mausmodelle humaner Erberkrankungen kann die Beteiligung von Astrozyten über die oben beschriebene Expression eines fluoreszenten Proteins analysiert werden.In transgenic mice there was an increased expression of the green fluorescent Protein observed after a stab injury in the cortex. This experiment shows that the EGFP- observable and measurable via the fluorescence intensity Expression is a direct parameter of cell activation. In these transgenic animals it becomes possible for the first time via the fluorescence intensity and its change in entire nervous system, in a selected brain region or on the plane single cells directly activate cells in living tissue without prior Staining techniques solely by observation with a fluorescence microscope or other fluorescence intensity measuring devices in real time and to measure up. This direct observation also allows for living tissue standardized and quick search and testing of new substances that are based on diverse reaction mechanisms in the nervous system can influence. As Measurement parameters are the changed EGFP expression, calcium concentration and Changes in membrane conductivity but also changes in gene activity (RT-PCR) Available. Numerous models of damage are ideal for the mouse as an ideal laboratory animal of the nervous system. These animal experiments can be found here described transgenic animals are carried out and analyzed. In Hereditary diseases and their pathomechanisms can be examined to an increasing extent become. By crossing the indicator gene in mouse models more human Hereditary diseases can involve astrocytes beyond the ones described above Expression of a fluorescent protein can be analyzed.
Brenner, M., Kisseberth, W. C., Su, Y., Besnard, F., and Messing, A. (1994). GFAP
promoter directs astrocyte-specific expression in transgenic mice. J. Neurosci. 14,
103-1037,
Galou, M., Pournin, S., Ensergueix, D., Ridet, J. L., Tchelingerian, J., Lossouarn, L.,
Privat, A., Babinet, C., and Dupouey, P. (1994). Normal and pathological expression of
GFAP promoter elements in transgenic mice. Glia 12, 281-293.
Hogan, B., Beddington, R., Costantini, F. and Lacy, E. (1994). Manipulating the Mouse
Embryo: A Laboratory Manual. Spring Harbor Laboratory; ISBN: 0879693843.
Kettenmann, H. and Ransom, B. R. (1995). Neuroglia., H. Kettenmann and
B. R. Ransom, eds. (New York: Oxford University Press).
Matz, M. V., Fradkov, A. F., Labas, Y. A., Avitsky, A. P., Zaraisky, A. G., Markelov, M. L.
and Lukyanov, S. A. (1999). Fluorescent proteins from nonbioluminescent Anthozoa
spezies. Nat. Biotechnol. 17, 969-73.
Tsien, R. Y. (1998). The green fluorescent protein. Annu. Rev. Biochem. 67, 509-44. Brenner, M., Kisseberth, WC, Su, Y., Besnard, F., and Messing, A. (1994). GFAP promoter directs astrocyte-specific expression in transgenic mice. J. Neurosci. 14, 103-1037,
Galou, M., Pournin, S., Ensergueix, D., Ridet, JL, Tchelingerian, J., Lossouarn, L., Privat, A., Babinet, C., and Dupouey, P. (1994). Normal and pathological expression of GFAP promoter elements in transgenic mice. Glia 12, 281-293.
Hogan, B., Beddington, R., Costantini, F. and Lacy, E. (1994). Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual. Spring Harbor Laboratory; ISBN: 0879693843.
Kettenmann, H. and Ransom, BR (1995). Neuroglia., H. Kettenmann and BR Ransom, eds. (New York: Oxford University Press).
Matz, MV, Fradkov, AF, Labas, YA, Avitsky, AP, Zaraisky, AG, Markelov, ML and Lukyanov, SA (1999). Fluorescent proteins from nonbioluminescent Anthozoa species. Nat. Biotechnol. 17, 969-73.
Tsien, RY (1998). The green fluorescent protein. Annu. Rev. Biochem. 67, 509-44.
Abb. 1: Plasmidkarte des zur Herstellung des transgenen Tieres verwendeten DNA-Vektors. Fig. 1: Plasmid map of the DNA vector used to produce the transgenic animal.
Abb. 2: Nukleinsäuresequenz des für die Mikroinjektion verwendeten linearisierten DNA-Fragmentes. Die Promoter-Region ist grau unterlegt, das EGFP-Gen umrahmt. Fig. 2: Nucleic acid sequence of the linearized DNA fragment used for the microinjection. The promoter region is highlighted in gray, the EGFP gene is framed.
Abb. 3: Wildtyp-GFAP und GFAP-Promoter-gesteuerte EGFP-Expression sind in astroglialen Zellen verschiedener Hirnregionen kolokalisiert. Hirnschnitte vom Cerebellum (A, B) und Cortex (C, D). In A und C ist die grüne Fluoreszenz des EGFP in den Zellen gezeigt, in B und D eine immunhistochemische Färbung gegen GFAP. Fig. 3: Wild-type GFAP and GFAP-promoter-controlled EGFP expression are colocalized in astroglial cells from different brain regions. Brain sections from the cerebellum (A, B) and cortex (C, D). In A and C the green fluorescence of the EGFP is shown in the cells, in B and D an immunohistochemical staining against GFAP.
Abb. 4: EGFP-exprimierende Astrozyten können leicht in akut-isolierten lebenden Hirnschnitten erkannt und elektrophysiologisch charakterisiert werden. In A wurde eine astrogliale Zelle ausgewählt und per Patch-clamp-Analyse charakterisiert (Inset in B). Während der elektrophysiologischen Messung wurde diese Zelle mit dem rot fluoreszierenden Farbstoff Texas Red über die Patch-Pipette gefüllt. So kann direkt gezeigt werden, welche Zelle aus A untersucht wurde. C, D und E zeigen zwei weitere Beispielzellen. Das Stromprofil in D ist charakteristisch für eine reife Gliazelle, das in E für eine junge. Fig. 4: EGFP-expressing astrocytes can be easily recognized in acute isolated living brain sections and characterized electrophysiologically. An astroglial cell was selected in A and characterized by patch clamp analysis (inset in B). During the electrophysiological measurement, this cell was filled with the red fluorescent dye Texas Red via the patch pipette. It can be shown directly which cell from A was examined. C, D and E show two more sample cells. The current profile in D is characteristic for a mature glial cell, that in E for a young one.
Abb. 5: Hirnschnitte mit grün fluoreszierenden Astrozyten (A) können mit dem Calcium-chelierenden Fluoreszenzfarbstoff Calcium Orange- Acetoxymethylester beladen werden (B). Anschließend können Transmitter-induzierte Calciumkonzentrationsänderungen (C und D) gemessen werden. In diesem Beispiel wurde Noradrenalin verwendet. Fig. 5: Brain sections with green fluorescent astrocytes (A) can be loaded with the calcium-chelating fluorescent dye Calcium Orange-Acetoxymethylester (B). Then transmitter-induced changes in calcium concentration (C and D) can be measured. In this example, norepinephrine was used.
Abb. 6: In GFAP/EGFP transgenen Mäusen wird EGFP auch in nicht- myelinisierenden Schwann Zellen exprimiert. Kryoschnitte eines Ischias-Nervs A und B im Längsschnitt, C und D im Querschnitt. In A und C sind die grün fluoreszierenden nicht-myelinisierenden Schwann zellen gezeigt. In B und D Phasenkontratsaufnahmen der Gewebeschnitte. Fig. 6: In GFAP / EGFP transgenic mice, EGFP is also expressed in non-myelinating Schwann cells. Cryosections of a sciatic nerve A and B in longitudinal section, C and D in cross section. The green fluorescent non-myelinating Schwann cells are shown in A and C. In B and D phase contrast images of the tissue sections.
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