إنشاء كيميرا الدماغ الأمامي للطيور لتقييم نمو الوجه
فبراير 18, 2021
توضح هذه المقالة تقنية زرع الأنسجة التي تم تصميمها لاختبار خصائص الإشارات والأنماط للدماغ الأمامي القاعدي أثناء النمو القحفي الوجهي.
تسمح هذه الطريقة للباحثين بتقييم تفاعلات الأنسجة بين الدماغ الأمامي القاعدي والوجه. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها تعزل الدماغ الأمامي القاعدي للتقييم وتمنع التلوث بخلايا القمة العصبية ، مما قد يربك التحليل. الجزء الصعب من هذه التقنية هو إزالة الدماغ الأمامي من المضيف واستبداله بأنسجة المتبرع.
وستقوم ديان هو، عالمة أبحاث من مختبر الدكتور رالف ماركوسيو، بإثبات هذا الإجراء. للبدء ، قم بإعداد وسائط DMEM باللون الأحمر المحايد ، وماصة نقل الزجاج ، والتنغستن الحاد. باستخدام حقنة 10 ملليلتر وإبرة قياس 18 ، قم بإزالة 0.5 ملليلتر من الألبومين من الطرف المدبب لقشر البيض.
اصنع ثقبا صغيرا فوق القشرة باستخدام نقطة المقص. ثم ضع قطعة من الشريط فوق الفتحة واقطع فتحة دائرية لفضح الجنين. وصمة عار الجنين باللون الأحمر المحايد.
حصاد ترقيع الأنسجة من الجانب الأيسر من الدماغ الأمامي القاعدي للمرحلة السابعة أو الثامنة من الأجنة. استخدم إبر التنغستن الحادة المنحنية لشق قطعة من الدماغ الأمامي برفق. من أجل عدم تضمين الأديم الباطن الأساسي ، حرك الإبرة أسفل الدماغ الأمامي وبالتوازي مع محور الأنبوب العصبي.
التقط الطعم من الجنين المتبرع باستخدام ماصة نقل الزجاج ، وانقله إلى DMEM الذي يحتوي على أحمر محايد لمدة دقيقتين لتلطيخه. ثم ضع الكسب غير المشروع الملون في DMEM الذي لا يحتوي على أحمر محايد حتى يصبح جاهزا للنقش. احتضان البيض المخصب من دجاج ليغورن الأبيض عند 37 درجة مئوية في غرفة مرطبة حتى مرحلة هامبرغر هاميلتون من السابعة إلى الثامنة.
كشف الأجنة كما هو موضح سابقا. باستخدام إبر التنغستن الحادة ، قم بإعداد موقع الكسب غير المشروع عن طريق قطع ثم إزالة قطعة 0.3 × 0.2 ملم من الدماغ الأمامي القاعدي لاستيعاب الكسب غير المشروع. تجنب الاضطراب المفرط للأديم الباطن الأساسي ، والذي سيكون واضحا حيث ستبدأ حبيبات صفار البيض في التسرب من خلال أي تمزق يتم إجراؤه.
بعد نقل الكسب غير المشروع إلى المضيف ، ضع الكسب غير المشروع ليحل محل الدماغ الأمامي القاعدي المستأصل للمضيف. ضع الشريط بإحكام فوق الفتحة ، وأعد الأجنة إلى حاضنة 37 درجة مئوية حتى تصبح جاهزة للتحليل. في البداية ، تم إنشاء الوهم عن طريق زرع أنسجة السمان في أجنة الفرخ.
باستخدام الجسم المضاد QCPN ، تم تصور خلايا السمان وتمييزها عن الأنسجة المضيفة. أكد نظام كتكوت السمان أن كل الكسب غير المشروع كان يتألف فقط من الأنسجة العصبية ولم يكن ملوثا بأنواع الخلايا الأخرى. أدى زرع أنسجة السمان في أجنة البط إلى تشويه شديد الوهم بسبب نمو دماغ السمان بشكل أسرع.
لذلك ، تم إجراء زرع أنسجة البط في أجنة الدجاج. تشير الوهم الناتجة عن كتكوت البط إلى أن الدماغ يشارك في تنظيم التشكل. تم استخدام تهجين C2 الجبلي الكامل لتقييم تعبير القنفذ الصوتي في الوهم.
على غرار التشكل ، بدا تعبير القنفذ الصوتي على جانب البطة من الوهم أكثر شبها بالبط. إعداد الموقع المضيف يأخذ الممارسة. لا ينجو عدد كبير من الأجنة ، لذا فإن إنشاء عدد كبير من الوهم يمكن أن يساعد في ضمان عينات مناسبة للتحليل.
جعلت هذه الطريقة من الممكن تقييم كيفية تشكيل الإشارات من الدماغ لمجال تعبير القنفذ الصوتي في منطقة الأديم الظاهر الجبهي الأنفي.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تصف هذه المقالة تقنية لنقل الأنسجة تسمح للباحثين بتقييم التفاعلات النسيجية بين الدماغ الأمامي القاعدي والوجه أثناء التطور القحفي الوجهي. تعزل هذه الطريقة الدماغ الأمامي القاعدي لتقييمه، مما يمنع التلوث بخلايا العرف العصبي.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- تطور القحف الوجهي
- تقنيات زراعة الأنسجة
خلفية علمية
- يلعب الدماغ الأمامي القاعدي دوراً حاسماً في التطور القحفي الوجهي.
- يعد فهم التفاعلات النسيجية أمراً أساسياً في علم الأحياء النمائي.
- يمكن أن يؤدي التلوث بالخلايا العرفية العصبية إلى إرباك التحليل.
- يتيح عزل الدماغ الأمامي القاعدي تقييماً أكثر وضوحاً لخصائص الإشارات الخاصة به.
الغرض من الدراسة
- لاختبار خصائص التأشير والنمطية في الدماغ الأمامي القاعدي.
- لتطوير طريقة موثوقة لنقل الأنسجة.
- لتعزيز فهم آليات التطور القحفي الوجهي.
الطرق المستخدمة
- تحضير وسط DMEM مع الأحمر المتعادل.
- استخدام ماصة نقل زجاجية وتنجستن مسنن.
- إزالة الألبومين من الطرف المدبب لقشرة البيضة باستخدام حقنة.
- استبدال الدماغ الأمامي للمضيف بأنسجة مانحة.
النتائج الرئيسية
- تعمل هذه التقنية على عزل الدماغ الأمامي القاعدي بفعالية من أجل التحليل.
- عرض توضيحي للإجراء من قبل باحث علمي.
- تقييم ناجح للتفاعلات النسيجية دون حدوث تلوث.
- رؤى حول دور الدماغ الأمامي القاعدي في التطور القحفي الوجهي.
الاستنتاجات
- تعد تقنية الزرع أداة قيمة لدراسة التطور القحفي الوجهي.
- يعزز عزل الدماغ الأمامي القاعدي من دقة تقييمات النمو.
- يمكن تطبيق هذه الطريقة في المزيد من الأبحاث في مجال علوم الأعصاب التطورية.
الأسئلة الشائعة
الأهمية التنفيذية في القطاع الصناعي
تتيح هذه الطريقة تقييماً دقيقاً لإشارات الأنسجة في التطور القحفي الوجهي من خلال عزل الدماغ الأمامي القاعدي عن مساهمات العرف العصبي المربكة. وهي تدعم الحد من المخاطر الميكانيكية في التحقق من الأهداف من خلال توضيح كيفية تنظيم الإشارات المشتقة من الدماغ للمسارات المورفوجينية مثل Sonic hedgehog في المنطقة ectodermal frontonasal. يوفر هذا النهج نظاماً ذا صلة بالأمراض لتقييم المسارات التنموية بثقة تنبؤية في مراحل الاكتشاف المبكرة.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من صحة الهدف
- القيمة العلمية: يستقصي الفرضيات العلاجية حول التفاعلات بين أنسجة الدماغ والوجه في نمو الفقاريات.
- القيمة التشغيلية: يتيح التحقق من صحة الأهداف الوظيفية من خلال عزل خصائص إشارات الدماغ الأمامي القاعدي.
- القيمة التنبؤية: يدعم الثقة التنبؤية من خلال ربط التلاعب بالدماغ الأمامي القاعدي بالتغيرات في نطاق تعبير SHH.
الفحص وتطوير المقايسة
- القيمة العلمية: إعداد أنظمة كيميرية مُصادق عليها للتقييم الكمي للتعبير عن المورفوغينات.
- القيمة التشغيلية: توحيد عملية زراعة الأنسجة لضمان الحصول على قراءات تحليلية قابلة للتكرار عبر الظروف التجريبية المختلفة.
- القابلية للتوسع: تسهيل إنتاج كيميرات متعددة للتغلب على معدلات البقاء المنخفضة وضمان القوة التحليلية.
الأبحاث الترجمية وما قبل السريرية
- الاستمرارية الانتقالية: يربط بين الرؤى الميكانيكية في مرحلة الاكتشاف والنماذج قبل السريرية لتشكيل القحف والوجه.
- الحد من المخاطر الميكانيكية: يوضح المنظمات العلوية لـ SHH، وهو مسار رئيسي في نمذجة الاضطرابات الخلقية.
- نظام ذو صلة بالمرض: يستخدم الكيميرات الطيورية لدراسة آليات تطور الوجه المحفوظة في الفقاريات.
تكامل مسار العمل والتدفق الإجرائي
تتناسب هذه الطريقة مع سير عمل الاكتشاف المبكر، حيث تساهم فحوصات التفاعل النسيجي في تعزيز الثقة في الهدف قبل البدء في جهود تحديد المركبات الرائدة.
- بيولوجيا الاكتشاف: يدعم اختبار الفرضيات المتعلقة بمراكز الإشارات في التخلق الشكلي للقحف والوجه.
- جاهزية المقايسة: يعمل على توليد أنظمة بيولوجية معيارية لتحليل التعبير الكمي لـ SHH.
- التحليلات: يتيح إجراء التهجين الموضعي في العينة الكاملة لقياس التغيرات في التعبير الجيني المكاني كقراءة أساسية.
- الأبحاث الانتقالية: يوفر استمرارية ميكانيكية من عملية تطعيم الأنسجة العصبية إلى نتائج النمط الظاهري للوجه.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: يؤسس لمنصة قابلة لإعادة الاستخدام لتقييم المساهمات النوعية للأنسجة في المسارات التنموية.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: يقلل من الغموض الميكانيكي من خلال عزل إشارات الدماغ الأمامي القاعدي في تطور الوجه.
- القيمة التشغيلية: يضمن إمكانية تكرار النتائج من خلال تقنيات تطعيم وإعداد المضيف الموحدة.
- القيمة الاستراتيجية: يحسن قرارات المتابعة أو التوقف من خلال توضيح المنظمات العلوية للمسارات القابلة للاستهداف الدوائي مثل SHH.
- التأثير على المحفظة: يتيح تحديد أولويات الأهداف وفقاً للمخاطر المعدلة بناءً على بيانات تفاعل الأنسجة المعتمدة.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في التعامل الجراحي المجهري مع الأنسجة ومعالجة الأجنة الطيورية.
- يعتمد على أدوات متخصصة تشمل إبر تنجستن مسنونة وماصات نقل زجاجية.
- يستلزم بروتوكولات معيارية للتحضين وتحديد المراحل العمرية لأجنة المضيف والمانح.
- يتضمن تحسين تجهيز موقع الطعم لمنع تسرب المح، وضمان حيوية المضيف.
- يتقيد بانخفاض معدلات بقاء الأجنة، مما يتطلب أعداداً كبيرة من العينات لضمان دقة التحليل.
