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Kardiale Entwicklungsforschung hat enorm aus dem Aufkommen der Keimbahn transgenen Modellsysteme profitiert hätten viele der genregulatorischer Netzwerke dieser Muster andere Zelle Linien und Funktionsbereiche im Herzen ausgewiesen. Allerdings kann erkennen wie diese Gen-Netzwerken interagieren und auf microenvironmental Bedingungen reagieren, einschließlich parakrine/Juxtacrine Signale und biophysikalischen Eingänge (dehnen, Dehnung, hämodynamische Flow), schwierig sein. Als solches ist es nicht immer leicht zu bestimmen, ob ein zellulärer Phänotyp als direkte Folge von einer genetischen Störung oder als sekundäre Folge einer Anpassung an Veränderungen der kardialen Biomechanik oder höherer Ordnung Gewebe Zusammensetzung1,2 entsteht .
Pfropfen Experimente, die klassisch zu Adresse Konzepte der Schicksal-Spezifikation verwendet wurden, wäre Engagement, Induktion und Kompetenz3,4, einen idealen Ansatz, einige der Herausforderungen zu umgehen definieren Zelle autonomen gegenüber Umwelteinflüssen im Herzen. Leider erschweren Herz Kontraktionen Standardansätze Pfropfen. Schnelle Bewegung des Gewebes verhindert oft transplantierten Zellen von der Einhaltung der Herzen und großen Gewebe sticht (normalerweise für die Pfropfung erforderlich) führen häufig zu Herzinsuffizienz und embryonale Tödlichkeit5,6,7. Daher haben wir eine Druck-basierte, Mikroinjektion System für Präzision zellulären Implantation in die entwickelnden Küken Herz, umgehen die technischen Hürden der Gewebe Pfropfen beschriebenen8,9. Mit dieser Technik können einzelne oder kleine Gruppen von Herzzellen von einem Spender Embryo isoliert mikroinjiziert werden in verschiedenen Regionen ein Host embryonale Herz, wodurch die Notwendigkeit für umfangreiche Host Vorbereitung und die großen Gewebe Beleidigungen, die entstehen, mit Standard-Pfropfen-Techniken. Die Mikroinjektion Nadeln verwendet für diese Implantation Studien haben einen Außendurchmesser von ~ 30−40 µm, was bedeutet, dass die Nadel direkt in das Zielgewebe platziert werden kann (z.B. dringen die embryonale myokardiale Wand) und Zellen mit fokal lieferbar minimaler Beschädigung des umgebenden Gewebes. Das Protokoll kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Isotopen, heterotopisch, Isochore und Heterochronic Manipulationen, bietet einen schnelle, flexiblen und kostengünstige Ansatz zur klassischen experimentellen embryologische Paradigmen in den Entwicklungsländern direkt untersuchen durchführen vier-Kammer-Herz.
Im unten beschriebenen Protokoll, beschriften wir Spender Zellen mit einer Zelle permeationsfähigen Leuchtstofffärbung, die für den Erfolg einer Mikroinjektion Experiment ermöglicht in Echtzeit überwacht werden und die Lage des eingepflanzt Zellen ohne die Notwendigkeit für irgendwelche dokumentiert werden zusätzliche Färbung. Allerdings ist darauf hinzuweisen, dass dieser Ansatz am besten geeignet für kurzfristige Experimente (ca. 48 h) ist, wie der Fluoreszenzfarbstoff durch Zellteilung verloren gehen kann. Alternative Ansätze können für längere Laufzeit Experimente verwendet werden.
Während wir diese Technik im Rahmen der kardialen Entwicklung präsentiert, haben wir es mit großem Erfolg zur Implantation Zellexperimente Mesoderm, Kopf, Gliedmaßen und Somiten eingesetzt. Als solche der Grundansatz beschrieben ist sehr gefügig und kann in einer Vielzahl von Organsystemen verwendet werden.