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Live Imaging of Innate Immune and Preneoplastic Cell Interactions Using an Inducible Gal4/UAS Expression System in Larval Zebrafish Skin

Here we describe a method to conditionally induce epithelial cell transformation by the use of the 4-Hydroxytamoxifen (4-OHT) inducible KalTA4-ERT2/UAS ...

The University of Edinburgh

&#x9AA8;&#x5F62;&#x6001;&#x53D1;&#x751F;&#x86CB;&#x767D; &#xFF08;BMPs&#xFF09; &#x662F;&#x5173;&#x952E;&#x53C2;&#x4E0E;&#x8005;&#x53D1;&#x5C55;&#x548C;&#x75BE;&#x75C5;&#x3001; &#x8C03;&#x8282;&#x4EB2;&#x9635;&#x5217;&#x3001; &#x816D;&#x88C2;&#x5F62;&#x6210;&#x548C;&#x9AA8;&#x5316;&#x7B49;&#x591A;&#x6837;&#x5316;&#x8FDB;&#x7A0B;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x914D;&#x4F53;&#x7ECF;&#x5178;&#x88AB;&#x89C6;&#x4E3A;&#x901A;&#x8FC7;&#x9AA8;&#x5F62;&#x6001;&#x53D1;&#x751F;&#x86CB;&#x767D;&#x53D7;&#x4F53;&#x7279;&#x5F02;&#x6027; Smad &#x86CB;&#x767D; 1&#x3001; 5 &#x548C; 8 &#x7684;&#x4FE1;&#x53F7;&#x3002;&#x82E5;&#x8981;&#x786E;&#x5B9A; Smad1/5/8 &#x6D3B;&#x52A8;&#x548C;&#x56E0;&#x6B64;&#x89C4;&#x8303; BMP &#x4FE1;&#x53F7;&#x5728;&#x53D1;&#x5C55;&#x4E2D;&#x56FD;&#x5BB6;&#x7684;&#x6591;&#x9A6C;&#x9C7C;&#x80DA;&#x80CE;&#x4E2D;&#x7684;&#x65F6;&#x7A7A;&#x6A21;&#x5F0F;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x751F;&#x6210; BMP &#x54CD;&#x5E94;&#x5143;&#x7D20;&#x7684;&#x63A7;&#x5236;&#x4E0B;&#x8868;&#x8FBE;&#x7EFF;&#x8272;&#x8367;&#x5149;&#x86CB;&#x767D;&#x8F6C;&#x57FA;&#x56E0;&#x7EBF;&#x3002;&#x7EFF;&#x8272;&#x8367;&#x5149;&#x86CB;&#x767D;&#x8868;&#x793A;&#xFF0C;&#x8BB8;&#x591A;&#x65E2;&#x5B9A; BMP &#x4FE1;&#x53F7;&#x57DF;&#xFF0C;&#x5E76;&#x4E14;&#x662F;&#x987A;&#x5E94;&#x6539;&#x5EFA;&#x4E2D;&#x9AA8;&#x5F62;&#x6001;&#x53D1;&#x751F;&#x86CB;&#x767D;&#x548C; &#x2170; &#x578B;&#x53D7;&#x4F53;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684; smad1 &#x548C; smad5 &#x7684;&#x8868;&#x8FBE;&#x3002;&#x8F6C;&#x57FA;&#x56E0; Smad1/5/8 &#x8BB0;&#x8005;&#x6B64;&#x884C;&#x5C06;&#x6709;&#x52A9;&#x4E8E;&#x786E;&#x5B9A;&#x4E3A;&#x7279;&#x5B9A;&#x7684;&#x57DF;&#x7684; BMP &#x7684;&#x6D3B;&#x52A8;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x53CA;&#x4E3A;&#x65E8;&#x5728;&#x67E5;&#x660E;&#x4FC3;&#x8FDB;&#x5242;&#x6216;&#x89C4;&#x8303; BMP &#x4FE1;&#x53F7;&#x6291;&#x5236;&#x5668;&#x7684;&#x9057;&#x4F20;&#x548C;&#x836F;&#x7406;&#x5C4F;&#x5E55;&#x914D;&#x4F53;&#x548C;&#x53D7;&#x4F53;&#x7684;&#x8981;&#x6C42;&#x3002;

&#x6D3B;&#x7684;&#x6591;&#x9A6C;&#x9C7C;&#x80DA;&#x80CE;&#x4E2D;&#x7684; BMP &#x54CD;&#x5E94; smad &#x6D3B;&#x6027;&#x7684;&#x52A8;&#x6001;&#x5206;&#x6790;&#x3002;

Bone morphogenetic proteins (BMPs) are critical players in development and disease, regulating such diverse processes as dorsoventral patterning, palate formation, and ossification. These ligands are classically considered to signal via BMP receptor-specific Smad proteins 1, 5, and 8. To determine the spatiotemporal pattern of Smad1/5/8 activity and thus canonical BMP signaling in the developing zebrafish embryo, we generated a transgenic line expressing EGFP under the control of a BMP-responsive element. EGFP is expressed in many established BMP signaling domains and is responsive to alterations in BMP type I receptor activity and smad1 and smad5 expression. This transgenic Smad1/5/8 reporter line will be useful for determining ligand and receptor requirements for specific domains of BMP activity, as well as for genetic and pharmacological screens aimed at identifying enhancers or suppressors of canonical BMP signaling.

Dynamic analysis of BMP-responsive smad activity in live zebrafish embryos.

Prot&eacute;ines morphog&eacute;n&eacute;tiques osseuses (PGB) sont des joueurs critiques dans le d&eacute;veloppement et la maladie, r&eacute;gulation de divers processus comme patterning dorsoventral, formation de la bouche et l&#39;ossification. Ces ligands sont classiquement consid&eacute;r&eacute;s comme signal par l&#39;interm&eacute;diaire de prot&eacute;ines Smad BMP sp&eacute;cifiques aux r&eacute;cepteurs 1, 5 et 8. Pour d&eacute;terminer la configuration spatio-temporelle des activit&eacute; Smad1/5/8 et donc canonique BMP signaling in l&#39;embryon de poisson z&egrave;bre se d&eacute;veloppant, nous avons g&eacute;n&eacute;r&eacute; une lign&eacute;e transg&eacute;nique exprimant EGFP sous le contr&ocirc;le d&#39;un BMP-responsive element. EGFP est exprim&eacute;e dans les BMP &eacute;tablis plusieurs domaines de signalisation et est sensible aux alt&eacute;rations de BMP de type I des r&eacute;cepteurs et des expression smad1 et smad5. Cette lign&eacute;e transg&eacute;nique du journaliste Smad1/5/8 sera utile pour d&eacute;terminer les exigences de ligand et le r&eacute;cepteur &agrave; des domaines sp&eacute;cifiques d&#39;activit&eacute; BMP, ainsi que pour les &eacute;crans g&eacute;n&eacute;tiques et pharmacologiques visant &agrave; identifier des rehausseurs ou suppresseurs de signalisation canonique de BMP.

Analyse dynamique de BMP-r&eacute;active activit&eacute; smad dans des embryons de poisson-z&egrave;bre direct.

Bone morphogenetic Proteins (BMPs) sind kritische Spieler in Entwicklung und Krankheit, Regulierung der vielf&auml;ltigen Prozesse wie dorsoventral Musterung, Gaumen-Bildung und Ossifikation. Diese Liganden werden als klassisch &uuml;ber BMP Rezeptor-spezifische Smad-Proteine 1, 5 und 8 zu signalisieren. Um das raumzeitliche Muster von Smad1/5/8-Aktivit&auml;t und damit kanonischen BMP signalisieren in Entwicklungsl&auml;ndern Zebrafish Embryos zu bestimmen, haben wir eine transgene Linie EGFP unter der Kontrolle eines BMP-responsive Elements generiert. EGFP dr&uuml;ckt sich in vielen etablierten BMP Signalisierung Dom&auml;nen und reagiert auf Ver&auml;nderungen in BMP Typ I Rezeptor-Aktivit&auml;t und smad1 und smad5 Ausdruck. Diese transgenen Smad1/5/8-Reporter-Linie werden n&uuml;tzlich f&uuml;r die Bestimmung der Ligand und Rezeptor Anforderungen f&uuml;r bestimmte Dom&auml;nen BMP T&auml;tigkeit sowie genetische und pharmakologische-Bildschirme, die zur Identifizierung von Geschmacksverst&auml;rker oder Unterdr&uuml;cker kanonische BMP zu signalisieren.

Dynamische Analyse von BMP-responsive Smad-Aktivit&auml;t in den Leben Zebrafish Embryos.

Proteine morfogenetiche ossee (BMPs) sono giocatori critici nello sviluppo e malattia, che regolano tali processi diversi come dorsoventral patterning, formazione del palato e dell&#39;ossificazione. Questi ligandi sono classicamente considerati segnale tramite proteine di Smad specifiche del recettore BMP 1, 5 e 8. Per determinare il pattern di attivit&agrave; Smad1/5/8 e quindi canonico BMP segnalazione nell&#39;embrione dello zebrafish sviluppo spatiotemporal, abbiamo generato una linea transgenica che esprimono EGFP sotto il controllo di un elemento di BMP-sensibli a reagire. EGFP &egrave; espressa in BMP stabiliti molti domini di segnalazione ed &egrave; sensibile alle alterazioni in BMP di tipo I recettori attivit&agrave; ed espressione smad1 e smad5. Questa linea di reporter Smad1/5/8 transgenica sar&agrave; utile per la determinazione dei requisiti di ligando e recettore per specifici domini di attivit&agrave; BMP, cos&igrave; come per schermi genetici e farmacologici, volti ad identificare i rinforzatori o soppressori della segnalazione BMP canonica.

Analisi dinamica di BMP-reattiva smad attivit&agrave; negli embrioni di zebrafish dal vivo.

&#x9AA8;&#x5F62;&#x6210;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA; (Bmp) &#x306E;&#x958B;&#x767A;&#x3068;&#x75C5;&#x6C17;&#x3001;&#x898F;&#x5236;&#x3053;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x591A;&#x69D8;&#x306A;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x3001;&#x5375;&#x5272;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30CB;&#x30F3;&#x30B0;, &#x53E3;&#x84CB;&#x5F62;&#x6210;&#x3068;&#x9AA8;&#x5316;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x9078;&#x624B;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x914D;&#x4F4D;&#x5B50;&#x306F;&#x53E4;&#x5178;&#x7684;&#x306A; BMP &#x30EC;&#x30BB;&#x30D7;&#x30BF;&#x30FC;&#x7279;&#x7570; Smad &#x86CB;&#x767D;&#x8CEA;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066; 1&#x3001;5&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073; 8 &#x3092;&#x4FE1;&#x53F7;&#x3068;&#x898B;&#x306A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;Smad1/5/8 &#x6D3B;&#x52D5;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x3053;&#x3046;&#x3057;&#x3066;&#x6B63;&#x898F; BMP &#x30BC;&#x30D6;&#x30E9;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C3;&#x30B7;&#x30E5;&#x80DA;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x4FE1;&#x53F7;&#x306E;&#x6642;&#x7A7A;&#x9593;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30F3;&#x3092;&#x5224;&#x65AD;&#x3059;&#x308B;&#x306B;&#x306F;&#x3001;EGFP BMP &#x5FDC;&#x7B54;&#x8981;&#x7D20;&#x306E;&#x5236;&#x5FA1;&#x4E0B;&#x3067;&#x8868;&#x73FE;&#x3059;&#x308B;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B9;&#x30B8;&#x30A7;&#x30CB;&#x30C3;&#x30AF; &#x30E9;&#x30A4;&#x30F3;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;EGFP &#x30C9;&#x30E1;&#x30A4;&#x30F3; &#x30B7;&#x30B0;&#x30CA;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x591A;&#x304F;&#x306E;&#x78BA;&#x7ACB;&#x3055;&#x308C;&#x305F; BMP &#x3067;&#x8868;&#x73FE;&#x3057;&#x3066;&#x53CD;&#x5FDC;&#x3059;&#x308B; BMP &#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x306E;&#x30BF;&#x30A4;&#x30D7; I &#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x306E;&#x6D3B;&#x6027;&#x3068; smad1 &#x3068; smad5 &#x5F0F;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B9;&#x30B8;&#x30A7;&#x30CB;&#x30C3;&#x30AF; Smad1/5/8 &#x8A18;&#x8005;&#x30E9;&#x30A4;&#x30F3; &#x30A8;&#x30F3;&#x30CF;&#x30F3;&#x30B5;&#x30FC;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x6B63;&#x898F; BMP &#x30B7;&#x30B0;&#x30CA;&#x30EB;&#x4F1D;&#x9054;&#x306E;&#x6291;&#x5236;&#x306B;&#x5411;&#x3051;&#x305F;&#x907A;&#x4F1D;&#x7684;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x85AC;&#x7406;&#x5B66;&#x7684;&#x753B;&#x9762;&#x3060;&#x3051;&#x3067;&#x306A;&#x304F;&#x3001;BMP &#x306E;&#x6D3B;&#x52D5;&#x306E;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x30C9;&#x30E1;&#x30A4;&#x30F3;&#x306E;&#x30EA;&#x30AC;&#x30F3;&#x30C9;&#x3068;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x306E;&#x8981;&#x4EF6;&#x3092;&#x6C7A;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4FBF;&#x5229;&#x306B;&#x306A;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x751F;&#x304D;&#x305F;&#x30BC;&#x30D6;&#x30E9;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C3;&#x30B7;&#x30E5;&#x80DA;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B; BMP &#x5FDC;&#x7B54; smad &#x6D3B;&#x52D5;&#x306E;&#x52D5;&#x7684;&#x89E3;&#x6790;&#x3002;

&#xBF08; &#xC804;&#xCCB4;&#xC801; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; (BMPs) &#xADDC;&#xC81C; dorsoventral &#xD328;&#xD134;&#xD654; &#xAD6C;&#xAC1C; &#xD615;&#xC131;&#xACFC; &#xB098;&#xC624;&#xACE0; &#xAC19;&#xC740; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xBC0F; &#xC9C8;&#xBCD1;, &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC120;&#xC218;&#xB294;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; ligands BMP &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4; &#xAD00;&#xB828; Smad &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; 1, 5 &#xBC0F; 8&#xC744; &#xD1B5;&#xD574; &#xC2E0;&#xD638; &#xACE0;&#xC804;&#xC801;&#xC778; &#xC5EC;&#xACA8;&#xC9C4;&#xB2E4;. Smad1/5/8 &#xD65C;&#xB3D9; &#xBC0F; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; &#xC815;&#xC2DD; BMP &#xC2E0;&#xD638; &#xAC1C;&#xBC1C; zebrafish &#xD0DC;&#xC544;&#xC5D0;&#xC11C;&#xC758; spatiotemporal &#xD328;&#xD134;&#xC744; &#xD655;&#xC778; &#xD558;&#xB824;&#xBA74; BMP &#xBC18;&#xC751; &#xC694;&#xC18C; &#xC81C;&#xC5B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD45C;&#xD604; &#xD558;&#xB294; EGFP &#xC720;&#xC804;&#xC790; &#xBCC0;&#xD615; &#xB77C;&#xC778;&#xC744; &#xC0DD;&#xC131; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. EGFP &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778; &#xC2E0;&#xD638; &#xB9CE;&#xC740; &#xC124;&#xB9BD;&#xB41C; BMP &#xB2E8;&#xC704;&#xB85C; &#xD558; &#xACE0; &#xBC18;&#xC751; &#xD558;&#xB294; &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4; &#xD65C;&#xB3D9; &#xBC0F; smad1 &#xACE0; smad5 &#xC2DD; BMP &#xBCC0;&#xACBD; &#xC720;&#xD615; I. &#xC774; &#xC720;&#xC804;&#xC790; &#xBCC0;&#xD615; Smad1/5/8 &#xAE30;&#xC790; &#xB77C;&#xC778; &#xAC15;&#xD654; &#xB610;&#xB294; &#xC9C4;&#xC555; &#xC815;&#xC2DD; BMP &#xC2E0;&#xD638; &#xC2DD;&#xBCC4; &#xBAA9;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC720;&#xC804; &#xBC0F; &#xC57D;&#xB9AC; &#xD654;&#xBA74; &#xBFD0;&#xB9CC; &#xC544;&#xB2C8;&#xB77C; BMP &#xD65C;&#xB3D9;&#xC758; &#xD2B9;&#xC815; &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; ligand&#xC640; &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4; &#xC694;&#xAD6C; &#xC0AC;&#xD56D;&#xC744; &#xACB0;&#xC815; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xC720;&#xC6A9;&#xD560; &#xAC83; &#xC774;&#xB2E4;.

&#xB77C;&#xC774;&#xBE0C; zebrafish &#xD0DC;&#xC544;&#xC5D0; &#xC788;&#xB294; BMP &#xC751;&#xB2F5; smad &#xD65C;&#xB3D9;&#xC758; &#xB3D9;&#xC801; &#xBD84;&#xC11D;.

Prote&iacute;nas morfogen&eacute;ticas &oacute;seas (BMPs) son actores cr&iacute;ticos en el desarrollo y la enfermedad, regulan estos procesos diversos como patr&oacute;n dorsoventral, formaci&oacute;n de paladar y osificaci&oacute;n. Estos ligandos se consideran cl&aacute;sicamente se&ntilde;al mediante prote&iacute;nas de Smad BMP del receptor espec&iacute;fico 1, 5 y 8. Para determinar el patr&oacute;n espacio-temporal de la actividad de Smad1/5/8 y as&iacute; BMP se&ntilde;alizaci&oacute;n can&oacute;nica en el embri&oacute;n de pez cebra en desarrollo, hemos generado una l&iacute;nea transg&eacute;nica expresando EGFP bajo el control de un elemento sensible al BMP. EGFP se expresa en BMP establecido muchos dominios de se&ntilde;alizaci&oacute;n y es sensible a alteraciones en BMP tipo I smad1 y smad5 de la expresi&oacute;n y la actividad del receptor. Esta l&iacute;nea transg&eacute;nica de reportero Smad1/5/8 ser&aacute; &uacute;til para determinar los requisitos de ligando y receptor para dominios espec&iacute;ficos de actividad BMP, as&iacute; como para pantallas gen&eacute;ticas y farmacol&oacute;gicas destinadas a determinar potenciadores o supresores de se&ntilde;alizaci&oacute;n de BMP can&oacute;nica.

An&aacute;lisis din&aacute;mico de la actividad de smad BMP-responsivo en embriones de pez cebra vivo.

Blood flow plays crucial roles in vascular development, remodeling and homeostasis, but the molecular pathways required for transducing flow signals are not well understood. In zebrafish embryos, arterial expression of activin receptor-like kinase 1 (alk1), which encodes a TGFβ family type I receptor, is dependent on blood flow, and loss of alk1 mimics lack of blood flow in terms of dysregulation of a subset of flow-responsive arterial genes and increased arterial endothelial cell number. These data suggest that blood flow activates Alk1 signaling to promote a flow-responsive gene expression program that limits nascent arterial caliber. Here, we demonstrate that restoration of endothelial alk1 expression to flow-deprived arteries fails to rescue Alk1 activity or normalize arterial endothelial cell gene expression or number, implying that blood flow may play an additional role in Alk1 signaling independent of alk1 induction. To this end, we define cardiac-derived Bmp10 as the crucial ligand for endothelial Alk1 in embryonic vascular development, and provide evidence that circulating Bmp10 acts through endothelial Alk1 to limit endothelial cell number in and thereby stabilize the caliber of nascent arteries. Thus, blood flow promotes Alk1 activity by concomitantly inducing alk1 expression and distributing Bmp10, thereby reinforcing this signaling pathway, which functions to limit arterial caliber at the onset of flow. Because mutations in ALK1 cause arteriovenous malformations (AVMs), our findings suggest that an impaired flow response initiates AVM development.

Article	Year
Dynamic analysis of BMP-responsive smad activity in live zebrafish embryos. Developmental dynamics : an official publication of the American Association of Anatomists\| PubMed ID: 21337466	2011
Circulating Bmp10 acts through endothelial Alk1 to mediate flow-dependent arterial quiescence. Development (Cambridge, England)\| PubMed ID: 23863480	2013

Derek W. Laux

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