Hochauflösende Zelltransplantation in embryonalen und larvalen Zebrafischen

Lindsey S. Qian; Rabab Ibrahim; Adam  J. Isabella

doi:10.3791/67218

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Methodenartikel

Hochauflösende Zelltransplantation in embryonalen und larvalen Zebrafischen

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DOI:

10.3791/67218

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5. Juli 2024

Lindsey S. Qian¹ , Rabab Ibrahim¹^,² , Adam J. Isabella¹^,²

¹Department of Genetics, Cell Biology, and Development, University of Minnesota, ²Graduate Program in Molecular, Cellular, Developmental Biology and Genetics, University of Minnesota

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier stellen wir ein Protokoll zur Transplantation von Zellen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung in Zebrafischembryonen und -larven in jedem Stadium zwischen mindestens 1 und 7 Tagen nach der Befruchtung vor.

Zusammenfassung

Entwicklung und Regeneration erfolgen durch einen Prozess genetisch kodierter raumzeitlich dynamischer zellulärer Interaktionen. Der Einsatz von Zelltransplantationen zwischen Tieren, um das Zellschicksal zu verfolgen und Diskrepanzen in den genetischen, räumlichen oder zeitlichen Eigenschaften von Spender- und Wirtszellen zu induzieren, ist ein wirksames Mittel, um die Art dieser Wechselwirkungen zu untersuchen. Organismen wie Küken und Amphibien haben entscheidende Beiträge zu unserem Verständnis von Entwicklung bzw. Regeneration geleistet, vor allem aufgrund ihrer Eignung für Transplantationen. Die Leistungsfähigkeit dieser Modelle wurde jedoch durch die geringe genetische Rückverfolgbarkeit begrenzt. Ebenso sind die wichtigsten genetischen Modellorganismen weniger anfällig für Transplantationen.

Der Zebrafisch ist ein wichtiges genetisches Modell für Entwicklung und Regeneration, und während Zelltransplantationen bei Zebrafischen üblich sind, beschränken sie sich im Allgemeinen auf den Transfer undifferenzierter Zellen in den frühen Entwicklungsstadien der Blastula und Gastrula. In diesem Artikel stellen wir eine einfache und robuste Methode vor, die das Zeitfenster für eine Zebrafischtransplantation auf jedes Embryonal- oder Larvenstadium zwischen mindestens 1 und 7 Tagen nach der Befruchtung erweitert. Die Präzision dieses Ansatzes ermöglicht die Transplantation von nur einer Zelle mit nahezu perfekter räumlicher und zeitlicher Auflösung sowohl bei Spender- als auch bei Wirtstieren. Während wir hier die Transplantation von embryonalen und larvalen Neuronen zur Untersuchung der Nervenentwicklung bzw. -regeneration hervorheben, ist dieser Ansatz auf ein breites Spektrum von Vorläufer- und differenzierten Zelltypen und Forschungsfragen anwendbar.

Einleitung

Die Zelltransplantation hat eine lange und geschichtsträchtige Geschichte als grundlegende Technik in der Entwicklungsbiologie. Um die Wende zum 20^{. Jahrhundert verwandelten} Ansätze, die physikalische Manipulationen zur Störung des Entwicklungsprozesses, einschließlich der Transplantation, nutzten, um die Embryologie von einer beobachtenden Wissenschaft in eine experimentelle Wissenschaft ^1,2. In einem bahnbrechenden Experiment transplantierten Hans Spemann und Hilde Mangold ektopisch die dorsale blastopore Lippe eines Salamanderembryos auf die gegenüberliegende Sei....