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Methodenartikel

Verwendung

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DOI:

10.3791/53262

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21. Oktober 2015

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die ex vivo aufrechte Tröpfchenkultur ist eine Alternative zu den derzeitigen in vitro und in vivo experimentellen Techniken. Dieses Protokoll ist einfach durchzuführen und erfordert kleinere Mengen an Reagenzien, ermöglicht aber die Manipulation und Untersuchung der fetalen Vaskularisation, Morphogenese und Organogenese.

Zusammenfassung

Untersuchung der Organogenese in utero ist eine technisch anspruchsvolle Prozess in Plazentatiere aufgrund der Unzugänglichkeit der Reagenzien an Embryonen, die in der Gebärmutter entwickeln. Ein neu entwickeltes ex vivo aufrecht Tröpfchenkulturverfahren bietet eine attraktive Alternative zum Studium in utero durchgeführt. Die ex vivo Tröpfchen Kultur bietet die Möglichkeit, zu prüfen, und zelluläre Wechselwirkungen und diverse Signalwege durch Verwendung verschiedener Blockierungs- und aktivierende Verbindungen zu manipulieren; Zusätzlich können die Wirkungen der verschiedenen pharmakologischen Reagenzien auf die Entwicklung von spezifischen Organen ohne unerwünschte Nebenwirkungen der systemischen Arzneimittelabgabe in utero sucht werden. Im Vergleich zu anderen in vitro-Systemen, die Tropfenkultur ermöglicht nicht nur die Fähigkeit, dreidimensionale Morphogenese und Zell-Zell-Interaktionen zu studieren, die in Säugerzelllinien wiedergegeben werden kann, sondern auch deutlich weniger reagents als andere ex vivo und in vitro-Protokolle. Dieses Papier zeigt richtige Maus fetalen Organ Dissektion und aufrecht Tröpfchenkultur-Techniken, gefolgt von ganzen Organs Immunfluoreszenz, um die Wirksamkeit des Verfahrens zu demonstrieren. Die ex vivo Tröpfchenkulturverfahren ermöglicht die Bildung von Organarchitektur vergleichbar zu dem, was in vivo beobachtet und kann genutzt werden, um auf andere Weise schwierig zu Studienprozesse durch embryonale Letalität in vivo-Modellen untersucht werden. Als Modell-Anwendungssystem wird ein niedermolekularer Inhibitor verwendet werden, um die Rolle der Vaskularisation in testikulären Morphogenese sondieren. Diese ex vivo Tröpfchenkulturverfahren ist erweiterbar auf andere fetale Organsystemen wie Lungen und möglicherweise andere, obwohl jedes Organ müssen ausgiebig untersucht werden, um alle organspezifische Modifikationen des Protokolls zu bestimmen. Diese Organkultursystem bietet Flexibilität bei Experimenten mit fetalen Organen und führt obtained mit dieser Technik hilft Forschern Einblicke in die fetale Entwicklung.

Einleitung

Organregeneration in vivo beim Menschen ist sehr begrenzt; daher, Tissue Engineering, die Entwicklung von Geweben und Organen aus einzelnen Zellen durch eine Vielzahl gespendet, wird immer eine attraktive potenzielle Therapie für Organersatz. Doch für diese therapeutische Strategie, um erfolgreich zu sein, Faktoren und zellulären Interaktionen in Morphogenese der Orgel beteiligt sind, müssen gründlich untersucht werden, und gut verstanden. Aufgrund der Unfähigkeit zur Entwicklung spezifischer Organe mit herkömmlichen Ansätzen zu untersuchen, haben die Forscher alternative gesamten Embryo oder ganze Organkulturen gedreht. Kalaskar et al. 1....

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Protokoll

Alle Mäuse, die in diesen Studien verwendet wurden, waren CD-1-Mäuse von Charles River Laboratories erhalten. Vorherige Kulturexperimenten auch andere Stämme, wie C57BL / 6J (Daten nicht gezeigt) durchgeführt, jedoch jeder Stamm verwendet werden. Pregnant erwachsenen Frauen waren etwa 2-3 Monate alt und wurden durch CO 2 Inhalation durch Genickbruch folgte und bilaterale Thorakotomie vor Embryoentnahme euthanasiert. Die Mäuse wurden in Übereinstimmung mit NIH-Richtlinien untergebracht und experimentelle Protokolle wurden von der Institutional Animal Care und Verwenden Ausschuss der Cincinnati Kinder-Hospital Medical Center bestätigt.

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Ergebnisse

Die ex vivo Tropfenkultur ermöglicht eine ganze Organe, wie zB die Gonaden zu manipulieren, um zelluläre Wechselwirkungen und Dynamik zu studieren. 1 zeigt, in einer schrittweisen Art und Weise, wie man eine E11.5 gonadalen Tropfenkultur herzustellen. Die ersten Schritte in dem Kulturprotokoll umfassen die anfängliche Entfernung des Embryos enthaltenden Uterus der Mutter Maus (1A und 1B). Nach Entfernung der Gebärmutter der Mutter wird die Gebärmutterwand geschnitten und die Em.......

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Diskussion

Diese Studie zeigt eine ex vivo ganze Organ Tröpfchenmethode, die viele mögliche Anwendungen für die Untersuchung der fetalen Entwicklung hat. Diese Technik kann für mehrere Organe der Forscher verwendet werden und erlaubt es, biologischer Fragestellungen, die schwierig zu prüfen unter Verwendung von in vivo-Vorgehensweisen, werden wegen Unzugänglichkeit von Embryonen und Potential embryonaler Letalität adressieren. Diese Kultur-Methode hat zusätzliche Vorteile gegenüber anderen In-vitro-A.......

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Offenlegungen

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.

Danksagungen

Die Autoren wurden unterstützt von: einem CancerFree KIDS Research Grant, einem March of Dimes Basil O'Connor Starter Scholar Award (#5-FY14-32), einem Cincinnati Children's Hospital Medical Center (CCHMC) Trustee Grant Award, einem CCHMC Research Innovation and Pilot Funding Award; und CCHMC Entwicklungsfonds. Die Autoren danken auch dem Capel-Labor für die anfängliche Optimierung dieser Technik.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Superfrost Plus ObjektträgerFisherbrand12-550-15
Deckgläser: Quadrate (22 mm x 22 mm, Nr. 1,5)Fisherbrand12-541B
Sally Hansen Xtreme Wear Nagellack, unsichtbarSally Hansen
8-Streifen 0,2 ml PCR Röhrchen & Abnehmbare SchieberkappenGeneMateT3218-1
Pipetman L P1.000L, P200L, P20L, P10L, P2LGilsonFA10006M, FA10005M, FA10003M, FA10002M, FA10001M
Dumont #5 PinzetteFST91150-20
FeinschereFST91460-11
Posi-Click 1,7 ml MikrozentrifugenröhrchenDenvilleC2170
Posi-Click 0,6 ml MikrozentrifugenröhrchenDenvilleC2176
10 μ l SHARP Präzisions-BarrierespitzenDenvilleP1096FR
20 μ l SHARP Präzisions-BarrierespitzenDenvilleP1121
200 μ l SHARP Präzisions-BarrierespitzenDenvilleP1122
1.000 μ l SHARP Precision Barrier TipsDenvilleP1126
1 ml Spritze mit 27 Gauge NadelnBD PrecisionGlide309623
10 ml SpritzeBD305559
0,2 μ M PES SpritzenvorsatzfilterVWR28145-501
Grade 3 Qualitatives Filterpapier Standard Grade, kreisförmig, 185 mmWhatman1003-185
Primaria 35 mm Easy Grip Style ZellkulturschaleFalcon/Corning353801
Petrischale, steril (100 mm x 15 mm)VWR25384-088
New Brunswick Galaxy 14 S CO2 InkubatorEppendorfCO14S-120-0000
BiosicherheitswerkbankNuareNU-425-400
Mini-Zentrifuge Fisher Scientific05-090-100
BioExpress GyroMixer Variable XLGeneMateR-3200-1XL
Mastercycler Pro Thermal Cycler mit BedienfeldEppendorf950040015
SMZ445 StereomikroskopNikonSMZ445
MultiImage Light Cabinet mit AlphaEase SoftwareAlpha Innotech CorporationEingestellt
Absolute 200 Proof EthanolFisherBP2818-500
Triton X-100FisherBP151-100
Natriumphosphat (dibasisch MW 142) Na2HPO4FisherS374-1
Kaliumphosphat (monobasisch MW 136) KH2PO4Sigma-AldrichP5379-1KG
Natriumchlorid (NaCl)FisherS671-3
Kaliumchlorid (KCl)Sigma-AldrichP3911-1KG
Magnesiumchlorid (MgCl2)SigmaM2393-100g
Calciumchlorid (CaCl2)SigmaC5670-100g
Nukleasefreies WasserLife TechnologiesAM9938 
XY PCR Primer IDTN/A
EisessigFisherA38-500
Ethylendiamin Tetraessigsäure (EDTA)FisherBP2482-1
1% EthidiumbromidlösungFisherBP1302-10Toxische
AgaroseGeneMateE-3120-500
Natriumhydroxid (NaOH)Sigma-Aldrich367176-2.5KG
Trizma BaseSigmaT1503-1KG
dNTP Set, 100 mM LösungenThermo ScientificR0182
DNA Choice Taq-Polymerase mit 10x PufferDenvilleCB-4050-3
ParaformaldehydFisherO4042-500Toxic
FluorMount-GSouthern Biotech0100-01
Chlorwasserstoff ( HCl)FisherA144212
Rinderserumalbumin (BSA), Pulver, Fraktion V, HitzeschockisolierungBioexpress0332-100g
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) Life Technologies11965-092
Fötales Rinderserum (FBS), dreifach 100 nm gefiltertFisher03-600-511Vor der Anwendung hitzeinaktiviert
Penicillin-Streptomycin (10.000 U/ml)Life Technologies15140-122Verwendung bei 1:100
Dimethylsulfoxid (DMSO), Hybri-max, sterilfiltriertSigmaD2650
VEGFR Tyrosinkinase-Inhibitor II - CAS 269390-69-4 - CalbiochemEMD Millipore676481
Kaninchen Anti-Sox9 AntikörperMilliporeAB5535Verwendung bei Verdünnung: 1:4.000
Ratte Anti-Maus PECAM1 (CD31) AntikörperBD Pharmingen553370Verwendung bei Verdünnung: 1:250
Kaninchen gespaltene Caspase-3 (Asp175) AntikörperZellsignalisierung9661SVerwendung bei Verdünnung: 1:250
Ratte E-Cadherin / CDH1 Antikörper (ECCD-2)Life Technologies13-1900Verwendung bei Verdünnung: 1:500
Hoechst 3342, Trihydrochlorid, TrihydratInvitrogen (Molekulare Sonden)H1399Verwendung bei 2 μg/ml
Cy3 AffiniPure Donkey Anti-Rat IgG (H+L)Jackson Immunoresearch712-165-153Verwendung bei Verdünnung: 1:500
Alexa Fluor 647 AffiniPure Donkey Anti-Rat IgG (H+L)Jackson Immunoresearch712-605-153Verwendung bei Verdünnung: 1:500
Esel Anti-Kaninchen IgG (H+L) Sekundärantikörper, Alexa Fluor 555 KonjugatLife TechnologiesA31572Verwendung bei Verdünnung: 1:500
Esel Anti-Kaninchen IgG (H+L) Sekundärantikörper, Alexa Fluor 488 KonjugatLife TechnologiesA21206Verwendung bei Verdünnung: 1:500
Esel Anti-Ratte IgG (H+L) Sekundärantikörper, Alexa Fluor 488 KonjugatLife TechnologiesA21208Verwendung bei Verdünnung: 1:500
Esel Anti-Kaninchen IgG (H+L) Sekundärantikörper, Alexa Fluor 647 KonjugatLife TechnologiesA31573Verwendung bei Verdünnung: 1:500

Referenzen

  1. Kalaskar, V. K., Lauderdale, J. D. Mouse embryonic development in a serum-free whole embryo culture system. J. Vis. Exp. (85), e50803(2014).
  2. Maatouk, D. M., et al. Stabilization of beta-catenin in XY gonads causes male-to-female sex-reversal. Hum. Mol. Genet. <....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Ex-vivo-TropfenkulturSektion fetaler Organeaufrechte TropfenmethodeImmunfluoreszenzmikroskopieniedermolekularer Inhibitorvaskuläres RemodelingTestis-MorphogeneseGonaden-Sphs-KomplexGewebekulturbrücke