تقييم خصائص اشارة من الظهارة الأدمة خلال التنمية الجمجمة
March 24th, 2011
توضح هذه المقالة تقنية زرع الانسجة التي تم تصميمها لاختبار الإشارات وخصائص الزخرفة من الأديم الظاهر سطح الرأس أثناء تطوير القحفي.
الهدف العام من هذا الإجراء هو إنشاء أجنة خيميرية عن طريق زرع الأديم الظاهر من الأجنة المانحة إلى الفك العلوي النامي لأجنة الكتاكيت. يتم تحقيق ذلك عن طريق إزالة الجلد المتبرع أولا للزراعة. ثم يتم إعداد الموقع المضيف للنقش.
الخطوة الأخيرة من الإجراء هي وضع الأنسجة المانحة على الموقع المضيف وتثبيت الكسب غير المشروع في موضعه. في النهاية ، يمكن الحصول على نتائج تظهر النقش الحصري للأديم الظاهر المتبرع ، ومن خلال التحليل الجزيئي والمورفولوجي ، يمكن تحديد وظيفة الجلد المتبرع recod. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في علم الأحياء التنموي ، مثل تحديد دور الأنسجة المختلفة أثناء التشكل.
سيوضح الإجراء الدكتور ديان ، وهو باحث أول في مختبرنا. قبل البدء في هذا الإجراء ، قم بإعداد الوسائط وتأكد من إمكانية الوصول إلى جميع الحلول المطلوبة وفي درجة الحرارة الصحيحة. ثم أثناء ارتداء حماية كافية للعين ، اسحب الأنابيب الشعرية الدقيقة إلى نقطة دقيقة فوق لهب الكحول.
لجعل المسامير الزجاجية شحذ إبر التنغستن عن طريق تثبيتها في لهب شعلة البروبان. ابدأ باستخراج الجنين المتبرع من القشرة عن طريق وضع قطعة من الشريط اللاصق على نهاية البويضة. ثم استخدم القشرة نقطة إبرة التشريح لإنشاء ثقب صغير في وسط الشريط.
أدخل حقنة سعة 10 مليلتر وإبرة تحت الجلد عيار 18 في الحفرة ، وقم بإزالة مليلتر واحد من الألبومين من البيضة. ثم باستخدام إبرة تشريح ، قم بعمل ثقب صغير في الجزء العلوي من القشرة. ضع قطعة ثانية من الشريط لتغطية هذه الفتحة.
قطع فتحة دائرية في البيضة باستخدام زوجين من الملقط. أمسك الجنين وضعه في طبق من PBS المثلج لغسله. بعد إزالة رأس الجنين ، ضعه في طبق زراعة الأنسجة يحتوي على درجة حرارة الغرفة ، DMEM خال من المصل.
ضع الطبق تحت مجهر التشريح مع إمساك الرأس بالملقط. استخدم مقص زنبركي لتشريح الفك العلوي والخلف من بقية الرأس. ثم باستخدام حامل شفرة بشفرة حلاقة حادة ، قم بقص عملية الأنف الأمامية من الفك العلوي.
استخدم ماصة لنقل عملية الأنف الأمامي إلى طبق بتري بحجم 30 ملم يحتوي على كمية كافية من الأقمار في PBS واحتضانها على الجليد لمدة 20 دقيقة. بعد انقضاء وقت الحضانة ، قم بشفط محلول ديسبا دون إزعاج الأنسجة. ثم قم بتغطية الأنسجة بالكامل باستخدام DMEM الذي يحتوي على 1٪ BSA.
لوقف الهضم ، انقل الأنسجة إلى طبق ثقافة جديد. ثم العمل تحت مجهر تشريح. امسك الأنسجة بإبرة التنغستن غير الحادة باستخدام إبرة التنغستن الحادة.
افصل الأديم الظاهر عن طريق تقشيره بعيدا عن الأنسجة الأخرى. بمجرد التحضير ، قم بتخزين أنسجة الكسب غير المشروع في DMEM مع BSA على الجليد حتى يصبح المضيف جاهزا للزراعة. باستخدام الطريقة الموضحة سابقا ، قم بإنشاء نافذة في بيضة الدجاج.
ضع البويضة التي تحتوي على الجنين تحت مجهر التشريح باستخدام زوجين من الملقط. أمسك غشاء IGN والسلى وقم بتمزيق برفق لإحداث ثقب وفضح الجنين المضيف. قم بتدوير الرأس عن طريق وضع زوج من الملقط على العين اليمنى والضغط مع تثبيت الرأس.
استخدم ألسنة وإبرة لإزالة الجلد المضيف لاستيعاب الكسب غير المشروع. أضف ميكرولترين من اللون الأحمر المحايد إلى طبق بتري الذي يحتوي على الطعوم المحضرة. استخدم ماصة زجاجية لنقل الكسب غير المشروع إلى المضيف.
ضع الكسب غير المشروع في موضعه ليحل محل الأديم الظاهر الذي تمت إزالته. أدخل دبوسا زجاجيا في كل ركن من أركان الأنسجة المطعمة لتثبيت الكسب غير المشروع في مكانه بعد النقش. أغلق النافذة بإحكام بشريط لاصق.
أعد الجنين إلى الحاضنة حتى المرحلة المطلوبة من التطور للتحليل ، تظهر هذه الصورة نسيجا من كتكوت السمان URA الملطخ بجسم مضاد محدد للسمان مضاد ل Q-C-P-N-A. يقع النسيج المطعمة بين السهمين. لا يوجد دليل على تلطيخ QCPN في الأنسجة اللطيفة من مرآة رنين كتكوت الفأر تظهر هنا مرة أخرى ، يقع النسيج المطعمة بين السهمين في C اثنين من التهجين مع الموافقة المحددة على العلامة B اثنين من التسلسل المتكرر.
في النسخ المتطابق ، تكشف الجينات الأولى أن التعبير عن العلامة B two يقتصر على بعض النقاط التي تشتمل على الكسب غير المشروع الموضح هنا كصورة لمرآة رنين كتكوت السمان التي تم تلطيخها ثلاثي الألوان ثلاثية الألوان تجعل الكولاجين والعظام زرقاء اللون. يظهر ازدواجية الهيكل العظمي للفك العلوي كما هو موضح بالسهم. تظهر هذه الصورة مرآة رنين كتكوت الفأر ملطخة بالألوان ثلاثية الألوان مرة أخرى.
يظهر ازدواجية الهيكل العظمي للفك العلوي. تظهر هذه الصورة مشعة في C اثنين من التهجين من BMP العادي سبعة تعبير في ميكي جنين كتكوت طويف موضح هنا هو نسيج من مرآة رنين كتكوت الفأر. يمكن ملاحظة أن تعبير BMP السابع يتم إحداثه في الميكانيكي المجاور للكسب غير المشروع كما هو موضح في السهم.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية التلاعب بأجنة الكتاكيت لتقييم الآليات التي تنظم تطور العملية الأمامية والأنفية.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
نظرة عامة
تصف هذه المقالة تقنية زراعة الأنسجة التي تهدف إلى إنشاء أجنة خيمريّة لدراسة خصائص الإشارة والنمطية للطبقة الخارجية الرأسية السطحية خلال تطور الوجه والجمجم.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأحياء التنموي
- تطور الوجه والجمجم
- هندسة الأنسجة
الخلفية
- تركز الدراسة على دور الطبقة الخارجية في تطور الوجه والجمجم.
- فهم تفاعلات الأنسجة أمر بالغ الأهمية لعلم الأحياء التنموي.
- توفر الأجنة الخيمرية رؤى حول وظيفة الأنسجة وتطورها.
- يمكن أن تساعد هذه التقنية في تحديد مساهمات الأنسجة المختلفة أثناء التطور.
هدف الدراسة
- لاختبار خصائص الإشارة للطبقة الخارجية الرأسية السطحية.
- لتحليل تأثيرات نمطية الطبقة الخارجية خلال تطور الوجه والجمجم.
- لاستكشاف دور الطبقة الخارجية المانحة في تطور أنسجة المستضيف.
الطرق المستخدمة
- زرع الطبقة الخارجية من الأجنة المانحة إلى أجنة الدجاج.
- إعداد موقع المستضيف للزرع.
- وضع وتثبيت الأنسجة المانحة على موقع المستضيف.
- تحليل جزيئي ومورفولوجي للأنسجة المزروعة.
النتائج الرئيسية
- تمت ملاحظة زرع ناجح للطبقة الخارجية المانحة.
- كشف التحليل الجزيئي عن الدور الوظيفي للطبقة الخارجية المانحة.
- تسهم النتائج في فهم تفاعلات الأنسجة خلال التطور.
- توفر النتائج رؤى حول آليات تطور الوجه والجمجم.
الاستنتاجات
- تعتبر تقنية الزرع فعالة لدراسة وظيفة الطبقة الخارجية.
- تعزز النتائج معرفة عمليات تطور الوجه والجمجم.
- يمكن تطبيق هذه الطريقة لدراسة أسئلة أخرى في علم الأحياء التنموي.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
This method enables mechanistic interrogation of tissue signaling in craniofacial morphogenesis, supporting target validation in developmental pathways. By establishing chimeric models, researchers can assess ectoderm-derived signaling properties relevant to congenital disorder mechanisms. The approach provides a disease-relevant system for de-risking hypotheses about epithelial-mesenchymal interactions in early development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Tests signaling properties of donor ectoderm to clarify molecular mechanisms in facial development.
- Operational Value: Uses nucleolar or repetitive element markers to distinguish host and donor tissues for unambiguous lineage tracing.
- Scientific Value: Enables functional assessment of ectoderm from mutant embryos to link genotype to phenotypic patterning outcomes.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream molecular and morphological analysis of signaling induction.
- Operational Value: Standardizes graft placement and affixation to ensure reproducible engraftment across experimental conditions.
- Scientific Value: Supports quantitative readouts such as BMP7 expression in adjacent mesenchyme to measure pathway activation.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Establishes disease-relevant system using mouse ectoderm to model human craniofacial mutant phenotypes.
- Operational Value: Enables continuity from discovery through preclinical validation by testing tissue interactions in a vertebrate embryo model.
- Scientific Value: Supports mechanistic de-risking by isolating ectoderm function in patterning upper jaw skeleton duplication.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within early discovery workflows where tissue transplantation assays clarify signaling hierarchies before target prioritization in craniofacial pathways.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of ectoderm signaling in frontonasal process development through chimeric embryo generation.
- Screening: Describes assay readiness via standardized host site preparation and graft positioning for consistent molecular readouts.
- Analytics: Highlights molecular analysis (e.g., in situ hybridization, immunostaining) and morphological scoring (e.g., trichrome staining) to evaluate signaling outcomes.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by enabling testing of mutant mouse ectoderm in chick hosts to model human developmental variants.
- Enterprise Reuse: frames the chimera platform as a reusable capability for testing multiple donor tissues or genetic variants across studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through direct assessment of ectoderm-induced signaling in host tissues.
- Operational Value: Standardization and reproducibility via defined transplantation steps and tissue-specific markers for donor-host discrimination.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions by reducing mechanistic ambiguity in epithelial-mesenchymal signaling pathways.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization of targets based on validated ectoderm signaling in craniofacial morphogenesis models.
Implementation Considerations
- Required expertise in embryonic dissection, tissue handling, and chimeric embryo culture.
- Instrumentation needs include dissecting microscope, microcapillary tools, and tissue culture setup for embryo manipulation.
- Cross-team standardization requires consistent host staging, graft viability assessment, and molecular analysis protocols.
- Adaptation considerations across model systems involve optimizing digestion times and culture media for different donor species (quail, mouse).
- Practical limitations include graft viability windows and host embryo survival rates post-transplantation, as noted in procedural timing constraints.
