البلاناريا mediterranea شميدتيا نموذج ممتاز لدراسة الخلايا الجذعية وتجديد الأنسجة. ويصف هذا المنشور أسلوب لإزالة جهاز واحد، البلعوم، بشكل انتقائي بتعريض الحيوانات لأزيد الصوديوم الكيميائية. ويوجز هذا البروتوكول أيضا أساليب لرصد التجديد البلعوم.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
البلاناريا mediterranea شميدتيا نموذج ممتاز لدراسة الخلايا الجذعية وتجديد الأنسجة. ويصف هذا المنشور أسلوب لإزالة جهاز واحد، البلعوم، بشكل انتقائي بتعريض الحيوانات لأزيد الصوديوم الكيميائية. ويوجز هذا البروتوكول أيضا أساليب لرصد التجديد البلعوم.
بلاناريانس هي فلاتورمس التي فعالة للغاية في التجديد. أنهم مدينون بهذه القدرة على عدد كبير من الخلايا الجذعية التي يمكن الاستجابة بسرعة لأي نوع من الضرر. نماذج الإصابات الشائعة في هذه الحيوانات إزالة كميات كبيرة من الأنسجة، مما يضر بأجهزة متعددة. للتغلب على هذه الأضرار الأنسجة واسعة، يصف لنا هنا طريقة لإزالة جهاز واحد، البلعوم، بشكل انتقائي في البلاناريا mediterranea شميدتيا. نحقق ذلك بالحيوانات مغطس بمحلول يحتوي على أزيد الصوديوم مثبطات السيتوكروم أوكسيديز. تعرض موجزاً لأزيد الصوديوم يسبب بثق البلعوم من الحيوان، والتي نسميها "الكيميائية البتر." بتر الكيميائية يزيل البلعوم كامل، ويولد جرحا صغيراً حيث تولي البلعوم للامعاء. وبعد الشطف واسعة النطاق، تجديد جميع الحيوانات المبتورة البلعوم تعمل بكامل طاقتها في أسبوع واحد تقريبا. الخلايا الجذعية في بقية أنحاء الجسم محرك التجديد البلعوم الجديدة. هنا، نحن نقدم مفصل البروتوكول لبتر الكيميائية، ووصف طرق غذائها والسلوكية على السواء لتقييم نجاح البتر والتجديد.
التجديد هو ظاهرة تحدث في جميع أنحاء المملكة الحيوانية، مع قدرات التجدد بدءاً من تجديد كامل الجسم في بعض اللافقاريات إلى قدرات أكثر تقييداً في الفقاريات1. استبدال أنسجة وظيفية عملية معقدة، وكثيراً ما يستتبع إعادة متزامنة بأنواع متعددة من الخلايا. على سبيل المثال، تجديد أطرافهم [سلمندر]، خلايا الاوستيوبلاستس، chondrocytes، والخلايا العصبية، والعضلات، والخلايا الظهارية في حاجة إلى أن يكون محل2. هذه أنواع الخلايا التي تم إنشاؤها حديثا تحتاج أيضا إلى أن تنظم بشكل صحيح لتيسير وظيفة جديدة من أطرافهم. فهم هذه العمليات المعقدة تتطلب التقنيات التي تركز على التجديد لأنواع محددة من الخلايا واندماجها في الأجهزة.
واحدة من الاستراتيجيات المستخدمة لتبسيط دراسة استجابات التجدد هو الاجتثاث المستهدفة أما بعض أنواع الخلايا أو مجموعات أكبر من الأنسجة. على سبيل المثال، في الزرد، التعبير عن نيتروريدوكتاسي في أنواع محددة من الخلايا يؤدي إلى تدميرها بعد تطبيق ميترونيدازول3،4. في اليرقات المورفولوجية ، يمكن التعبير عن الجينات برو-أبوبتوتيك تحت المروجين الأنسجة على حدة بشكل انتقائي يجتذ مناطق محددة من5،إيماجينال القرص6. كل من هذه الاستراتيجيات تسبب التلف السريع الخاضعة للرقابة، وقد استخدمت لتشريح الآليات الجزيئية والخلوية المسؤولة عن التجدد.
في هذه المخطوطة، يمكننا وصف أسلوب انتقائي يجتذ جهازا أسرة تسمى البلعوم في البلاناريا mediterranea شميدتيا. بلاناريانس نموذج كلاسيكية للتجدد، معروفة بقدرتها التجدد غزير، حيث يمكن أن تنمو شظايا دقيقة حتى الحيوانات كله 7،8. لديهم عدد سكانها كبيرة وغير متجانسة من الخلايا الجذعية تتكون من خلايا pluripotent وفروعه المقيدة بالنسب9،،من1011. تتكاثر هذه الخلايا والتفريق ليحل محل جميع الأنسجة المفقودين، بما في ذلك البلعوم ونظم الجهاز العصبي والجهاز الهضمي والإخراج، والعضلات والخلايا الظهارية9،،من1012. وفي حين أننا نعرف أن هذه الخلايا الجذعية الشروع في التجديد، نحن لا يفهم تماما الآليات الجزيئية التي تدفع بهم استبدال كل هذه الأنواع المختلفة من الخلية. يمكن أن تساعد الأساليب مما أسفر عن إصابة محددة بأن الحصول على ردود محددة من الخلايا الجذعية تحدد هذه العملية المعقدة.
البلعوم عبارة عن أنبوب أسطواني كبير، واللازمة لتغذية، ويحتوي على الخلايا العصبية، والعضلية، والخلايا الظهارية والافرازيه13،29. عادة مخبأة في حقيبة على الجانب البطني للحيوان، فهي تمتد من خلال جسم الحيوان واحد فتح عند استشعار وجود الغذاء. إلى بتر البلعوم بشكل انتقائي، ونحن نقع بلاناريانس في أزيد صوديوم تسمى كيميائية، مخدر استخداماً في C. ايليجانس14،،من1516. استخدامها في بلاناريانس وأبلغت أولاً أدلر et al.، في عام 201412. في غضون دقائق تعرض لأزيد الصوديوم، بلاناريانس قذف بهم فارينجيس، ويفصل البلعوم مع الانفعالات لطيف، من الحيوان. نشير إلى هذه الخسارة كاملة وانتقائية البلعوم ك "بتر الكيميائية". أسبوع واحد بعد بتر الأطراف، البلعوم تعمل بكامل طاقتها هو استعادة12. لأن البلعوم مطلوب للتغذية، يمكن قياس التجدد الوظيفية برصد سلوك التغذية. أدناه، ونحن تصف البروتوكول لبتر الكيميائية، وتقييم تجديد البلعوم وإعادة تغذية السلوك.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1-إعداد
2-البلعوم البتر
3-تقييم لإزالة البلعوم بعد بتر
4-تقييم التجدد البلعوم بقياس تغذية السلوك
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
التعرض لأزيد الصوديوم يعطل حركية طبيعية من بلاناريانس، مما تسبب في الحيوانات على امتداد وتلوي. قوة هذه الحركات البلعوم الخروج من الجانب البطني للحيوان، وبعد حوالي 6 دقائق في محلول أزيد الصوديوم، يمكن رؤية تلميح أبيض البلعوم (الشكل 1B-اللوحة اليسرى). بضع دقائق في وقت لاحق، الحيوانات بنشاط العقود وتمديد البلعوم تماما بقوة دفعها خارج الجسم. (الشكل 1B-الفريق الأوسط). حوالي الساعة 11 دقيقة بعد التعرض ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويصف هذا البروتوكول طريقة التذرية انتقائية البلعوم باستخدام أزيد الصوديوم. استخدمت دراسات أخرى الاجتثاث المستهدفة في بلاناريانس تعديل عملية جراحية لإزالة photoreceptors21 أو العلاج الدوائي ليجتذ تتميز الخلايا العصبية22. واحد ميزة هامة من بتر الكيميائية عبر الطرق الحالية أنها لا تتطلب جراحة. يسهل بنية جامدة البلعوم مقارنة ببقية الجسم البلاناريا إزالة كاملة من الحيوان، الذي أكثر ليونة جسديا. كما يفصل البلعوم من الحيوان في مفرق صغيرة (المريء)30 الانضمام...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
ونود أن نشكر أليخاندرو سانشيز ألفارادو، الذين أيدوا في التحسين الأولية وتطوير هذه التقنية. العمل في مختبر كارولين أدلر معتمد من قبل جامعة كورنيل أموال بدء التشغيل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| هيدرات كلوريد الكالسيوم (CaCl 2< / sub>) فيشر | كيماويكال | C79-3 | Montju & iuml ؛ ج محلول الملح |
| كبريتات المغنيسيوم اللامائية (MgSO4< / sub>) فيشر | الكيميائية | M65-3 | Montju & iuml; ج محلول الملح |
| سداسي هيدرات كلوريد المغنيسيوم (MgCl2< / sub>) Acros | / VWR | 41341-5000 | Montju ï ج محلول الملح |
| كلوريد البوتاسيوم (KCl) Acros | Organics / VWR | 196770010 | Montju ï ج محلول الملح |
| كلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم) أكروس | العضوية / VWR | 207790050 | مونتجو & يومل. ج محلول ملح |
| بيكربونات الصوديوم (NaHCO3) Acros | Organics / VWR | 123360010 | Montju & iuml. ج محلول الملح |
| Nalgene البولي بروبيلين كوبوليمر قابل للتعقيم lowboy مع حنفية | ThermoFisher Scientific / VWR | 2324-0015 | تخزين مياه بلاناريا |
| الفورية المحيط | طيف الطيف العلامات التجارية أمازون | بلاناريا المياه | |
| جنتاميسين كبريتات | الجوزاء المنتجات الحيوية | 400-100P | شفرات الحلاقة المياه بلاناريا |
| علوم المجهر الإلكتروني | 71970 | فرم الكبد | |
| أكياس المعجنات التي تستخدم لمرة واحدة - 16 بوصة ، 12 عبوة | من Wilton | Amazon | Liver aliquots |
| 5 مل محاقن | BD / VWR | 309647 | الكبد Aliquots |
| أطباق بتري - 35 مم / 60 مم | Greiner Bio-One / VWR | 82050-536 / 82050-544 | |
| حاويات بلاستيكية (أحجام مختلفة) | Ziploc | Amazon | Housing planarians في الثقافة الساكنة |
| الصوديوم أزيد | سيجما | S2002 | |
| نقل ماصة | الكرة الأرضية العلمية | 138030 | |
| ملقط - Dumont Tweezer ، Style 5 | Electron Microscopy Sciences ؛ | 72700-D (0203-5-PO) | |
| Triton X-100 | Sigma | T8787 | |
| DAPI | ThermoFisher | 62247 | |
| Streptavidin ، Alexa Fluor 488 | ThermoFisher | S11223 | |
| Glycerol | Fisher الكواشف الحيوية | BP229-1 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.