Name: Quantifizierung der Orofacial Phänotypen in Xenopus (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-11-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 26 s
Description: Lernen Sie die Quantifizierung orofazialer Phänotypen bei Xenopus laevis Embryonen durch geometrische Morphometrie. Diese Methode ermöglicht präzise Analysen von Größe und Form für Entwicklungsbiologie.

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Start-up-Gelder an A. Dickinson von VCU unterstützt diese Arbeit. Die Autoren möchten sich Dan Nacu für sein künstlerisches Talent bei der Erstellung der schematischen Darstellung zu bestätigen.

<ol><li>Mossey, P. A., Little, J., Munger, R. G., Dixon, M. J., Shaw, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cleft+lip+and+palate%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Cleft lip and palate.</a> Lancet. 374, 1773-1785 (2009).</li>
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<li>Dickinson, A. J., Sive, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+the+primary+mouth+in+Xenopus+laevis%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Development of the primary mouth in Xenopus laevis.</a> Dev Biol. 295, 700-713 (2006).</li>
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<li>Schuff, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FoxN3+is+required+for+craniofacial+and+eye+development+of+Xenopus+laevis%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Dyn%22%5BJournal%5D)">FoxN3 is required for craniofacial and eye development of Xenopus laevis.</a> Dev Dyn. 236, 226-239 (2007).</li>
<li>Slater, B. J., Liu, K. J., Kwan, M. D., Quarto, N., Longaker, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cranial+osteogenesis+and+suture+morphology+in+Xenopus+laevis%3A+a+unique+model+system+for+studying+craniofacial+development%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Cranial osteogenesis and suture morphology in Xenopus laevis: a unique model system for studying craniofacial development.</a> PLoS One. 4, (2009).</li>
<li>Vandenberg, L. N., Adams, D. S., Levin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normalized+shape+and+location+of+perturbed+craniofacial+structures+in+the+Xenopus+tadpole+reveal+an+innate+ability+to+achieve+correct+morphology%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Dyn%22%5BJournal%5D)">Normalized shape and location of perturbed craniofacial structures in the Xenopus tadpole reveal an innate ability to achieve correct morphology.</a> Dev Dyn. 241, 863-878 (2012).</li>
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<li>Scheuer, H. A., Holtje, W. J., Hasund, A., Pfeifer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prognosis+of+facial+growth+in+patients+with+unilateral+complete+clefts+of+the+lip%2C+alveolus+and+palate%5BTitle%5D)+AND+%22J+Craniomaxillofac+Surg%22%5BJournal%5D)">Prognosis of facial growth in patients with unilateral complete clefts of the lip, alveolus and palate.</a> J Craniomaxillofac Surg. 29, 198-204 (2001).</li>
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<li>Farkas, L. G., Katic, M. J., Forrest, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+anatomy+of+the+face+in+Down%27s+syndrome%3A+age-related+changes+of+anthropometric+proportion+indices+in+the+craniofacial+regions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Craniofac+Surg%22%5BJournal%5D)">Surface anatomy of the face in Down's syndrome: age-related changes of anthropometric proportion indices in the craniofacial regions.</a> J Craniofac Surg. 13, 368-374 (2002).</li>
<li>Cooper, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bentho-pelagic+divergence+of+cichlid+feeding+architecture+was+prodigious+and+consistent+during+multiple+adaptive+radiations+within+African+rift-lakes%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Bentho-pelagic divergence of cichlid feeding architecture was prodigious and consistent during multiple adaptive radiations within African rift-lakes.</a> PLoS One. 5, (2010).</li>
<li>Klingenberg, C. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prenatal+alcohol+exposure+alters+the+patterns+of+facial+asymmetry%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">Prenatal alcohol exposure alters the patterns of facial asymmetry.</a> Alcohol. 44, 649-657 (2010).</li>
<li>Zhao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolated+cleft+palate+in+mice+with+a+targeted+mutation+of+the+LIM+homeobox+gene+lhx8%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Isolated cleft palate in mice with a targeted mutation of the LIM homeobox gene lhx8.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 96, 15002-15006 (1999).</li>
<li>Allam, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+spectrum+of+median+craniofacial+dysplasia%5BTitle%5D)+AND+%22Plast+Reconstr+Surg%22%5BJournal%5D)">The spectrum of median craniofacial dysplasia.</a> Plast Reconstr Surg. , 812-821 (2011).</li>
<li>Sive, H. L., Grainger, R., Harlard, R. Early development of Xenopus laevis: a laboratory manual. , Cold Spring Harbor Laboratory Press. (2000).</li>
<li>Cross, M. K., Powers, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Obtaining+eggs+from+Xenopus+laevis+females%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Obtaining eggs from Xenopus laevis females.</a> J Vis Exp. , (2008).</li>
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</ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Xenopus laevis hat sich zu einem nützlichen Werkzeug für Sezieren der Entwicklungsmechanismen zugrunde liegenden orofazialen Entwicklung; Allerdings gibt es noch keine Protokolle Größe und Form Veränderungen dieser Region bei Fröschen beschreibt. Die hier beschriebene Methode wird erheblich auf das Gebiet der orofazialen Entwicklung, indem sie für eine strengere Quantifizierung der orofazialen Phänotypen in Xenopus und anderen Wirbeltieren beitragen. Die erste, kritischer A...

Unter den am weitesten verbreiteten und auch schwerwiegendsten Form der menschlichen Geburtsfehler sind diejenigen den Mund und Gesicht, zu beeinflussen, wie Gesichtsspalten ein. Kinder mit missgebildeten orofazialen Strukturen durchlaufen mehrere Operationen über deren gesamte Lebensdauer und Kampf mit Gesichtsanomalien, Sprache, Gehör und Essstörungen. Deshalb werden neue Forschung in cranio und orofazialen Entwicklung erleichtert ist ausschlaggebend für die Vorbeugung und Behandlung dieser Art von Geburtsschäden beim Menschen. Xenopus laevis wurde als neues Werkzeug zum Präparieren der Mechanismen, die kraniofazialen Entwicklung entstanden (einige Beispiele sind 2,3,4 -11). Daher könnte eine quantitative Methode, um Größe und Form Veränderungen während der Entwicklung des Kopfes und Gesicht dieser Art zu analysieren sehr leistungsfähige 3 sein. Hier stellen wir ein solches Verfahren; Kombination von traditionellen Größenmessungen mit geometrischen Morphometrie von einer Xenopus-Studie 12 angepasst </sup&gt; und eine Fülle von Studien zur Analyse menschlichen Gesichtsform 13-15. Das Ziel dieses Protokolls ist es, den Forschern ermöglichen, Gesichts Größen und Formen zu quantifizieren, um zwischen verschiedenen orofazialen Phänotypen während der normalen und abnormalen Entwicklung unterscheiden. Diese Analyse wird zur besseren Unterscheidung zwischen subtilen kraniofazialen Defekten wie solche aus synergistische Wirkung von Genen und / oder Umweltfaktoren. Darüber hinaus könnte diese Quantifizierungsmethode auch zeigen sogar leichte Verbesserung oder Rettung eines orofazialen Defekt. Dies macht es zu einem nützlichen Leitfaden bei der Analyse potenzielle Therapeutika daher. Die Kombination aus Gesichts Messungen und geometrische Morphometrie, die wir hier präsentieren, ermöglicht eine umfassende statistische Analyse der Größe und Form des orofazialen Region als aktuellen Protokolle, die weitgehend nutzen nur eine oder die andere von 15 bis 18. Weiterhin stellen wir eine einfache Möglichkeit, sowohl den medialen und lateralen Ebenen beurteilendas Gesicht ohne aufwändige dreidimensionale bildgebende Geräte in aktuellen Studien 13,19 verwendet erfordern. Wir zeigen, dass dieses Protokoll über Xenopus laevis Embryonen mit einer Retinsäure-Rezeptor-Inhibitor, abnormen orofazialen Entwicklung und eine mediane Gaumenspalte 2,3 induziert behandelt. Quantifizierung der Abmessungen und der Form des orofacial Region in diesen Embryonen wurde Veränderungen im Mittelgesicht, die analog zu den Menschen mit ähnlichen Gaumenspalten und Mausmodellen 20,21 ist offenbart. Jedoch kann dieses Protokoll verwendet werden, um die Wirkungen von anderen Verbindungen auf orofacial Entwicklung, wie natürliche Stoffe, Herbizide, oder Proteinen, wie Wachstumsfaktoren zu beurteilen. Ferner orofazialen Größe und Form Veränderungen aus Störung der Genexpression über Verlust oder Gewinn von Funktionsversuchen (mit Antisense-Morpholinos oder Crispers / Talens) kann auch mit diesem Protokoll quantifiziert werden. Schließlich diese Methode specifica entwickelten wirlly zu Xenopus Morphologie zu bewerten; es ist jedoch einfach für die Analyse von jedem Wirbeltier modifiziert. Andere Anwendungen könnten auch unter Verwendung dieses Protokolls für den Vergleich nahe verwandter Arten für evolutionäre oder ökologische Studien. Während das Beispiel stellen wir hier nutzt dieses Protokoll, um Analyse der orofazialen Region zu beschreiben, könnte es leicht für die Analyse von anderen Regionen, Organe oder Strukturen verändert werden. Diese orofazialen Quantifizierung Protokoll wird eine wertvolle Ressource für die Forschungsgemeinschaft sowie ein ausgezeichnetes Lehrmittel für Studenten als Video-Demonstration geworden.

<table><tbody><tr><td>Präpariermikroskop</td><td>Zeiss</td><td></td><td>mit AxioCamICC1 Kamera</td></tr><tr><td>Dumont #5 Inox-Pinzette</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-10</td><td></td></tr><tr><td>Steriles Einweg-Skalpell</td><td>Sklar</td><td>06-2015</td><td></td></tr><tr><td>24-Well-Platte</td><td>Fisher Scientific</td><td>087721</td><td></td></tr><tr><td>Standard Einweg-Transferpipetten</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-711-7M</td><td></td></tr><tr><td>150 mm x 15 mm Petrischalen</td><td>Falcon</td><td>351058</td><td></td></tr><tr><td>Inkubatoren</td><td>Ectotherm</td><td></td><td>Set auf 15 > C oder 20 &Grad; C</td></tr><tr><td>Modelliermasse</td><td>Premo oder eine andere ungiftige Modelliermasse</td><td></td><td>in schwarz oder weiß</td></tr><tr><td>Gerade Nadel</td><td>Thermo Scientific</td><td>19010</td><td></td></tr><tr><td>Kapillarschlauch (für Nadeln)</td><td>FHC</td><td>30-30-1</td><td>Borosil 1,0 mm AD x 0,5 mm ID/Faser, je 100 mm</td></tr><tr><td>Nadelabzieher, Modell P-97</td><td>Sutter Instrument Co.</td><td>Nadelabzieher: P-97 Flaming/ Bown Mikropipettenabzieher Filament: FB300B</td><td>Verwenden Sie für Filamente Sutter 3,00 mm quadratische Box-Filamente, 3,0 mm breit.</td></tr><tr><td>Pipettierer</td><td>Gilson</td><td>F144802, F123600, F123602</td><td></td></tr><tr><td>BMS-453</td><td>Tocris</td><td>3409</td><td></td></tr><tr><td>DMSO</td><td>American Bioanalytical</td><td>AB00435-01000</td><td></td></tr><tr><td>Cystein</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>52-90-4</td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehyd Pulver</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>158127</td><td></td></tr><tr><td>Petrischalen</td><td>Falcom</td><td>353003, 351058</td><td>100 mm Durchmesser und 150 mm Durchmesser</td></tr><tr><td>100% Ethanol</td><td>VWR</td><td>89125-170</td><td></td></tr></tbody></table>

quantifizierung der orofacial phänotypen in xenopus

Quantification of Orofacial Phenotypes in Xenopus

Xenopus ist zu einem wichtigen Werkzeug für sezieren die Mechanismen für kraniofaziale Entwicklung und Defekten. Ein Verfahren zur orofazialen Entwicklung quantifizieren für strengere Analyse der orofazialen Phänotypen auf Aufhebung mit Substanzen, die die Genexpression oder Proteinfunktion genetisch oder molekular manipulieren lassen. Mit zweidimensionalen Bilder der embryonalen Köpfe werden traditionelle Größendimensionen-wie orofazialen Breite, Höhe und Raum- gemessen. Zusätzlich ist ein Maß für die Rundheit embryonalen Mundöffnung verwendet, um die Form des Mundes zu beschreiben. Geometrische Morphometrie dieser zweidimensionalen Bildern wird auch durchgeführt, um eine anspruchsvollere Ansicht von Änderungen in der Form des orofacial Region. Wahrzeichen sind an bestimmten Stellen im orofazialen Region zugeordnet und Koordinaten erstellt. Eine Hauptkomponentenanalyse wird verwendet, um Wahrzeichen Koordinaten Hauptkomponenten, die dann zu unterscheiden, die Behandlung zu verringernGruppen. Diese Ergebnisse werden als Streudiagramm, in dem Personen mit ähnlichen orofazialen Formen zusammenballen angezeigt. Es ist auch nützlich, eine Diskriminanzanalyse, die die Positionen der Landmarken zwischen zwei Behandlungsgruppen statistisch verglichen zuführen. Diese Analyse basiert auf einer Transformationsnetz, wo Änderungen in Markierungsposition werden als Vektoren betrachtet angezeigt. Ein Raster ist auf dieser Vektoren, so dass ein Verziehen Muster angezeigt, um zu zeigen, wo signifikante Landmarkenpositionen geändert haben überlagert. Formänderungen in der Diskriminanzanalyse auf einem statistischen Maß basiert, und kann daher von einem p-Wert berechnet werden. Diese Analyse ist einfach und zugänglich, nur ein Stereoskop und Freeware-Software erfordern, und somit ein wertvoller Forschung und Lehre Ressource sein.

Hier wird eine quantitative Analyse der orofacial Größe und Form wurde gezeigt, Embryonen mit einem Retinsäure-Rezeptor-Inhibitor (RAR-Inhibitor) zu unbehandelten Kontrollen behandelt vergleichen. Embryonen wurden mit einer 1 &amp; mgr; M Konzentration dieser chemischen Inhibitor von Stufe 24 bis 30 (26-35 HPF) behandelt, ausgewaschen und in Stufe 42 (82 hpf) befestigt ist. Sie wurden dann verarbeitet und analysiert, wie in dem Protokoll beschrieben. Ergebnisse sind Originaldaten, aber im Einklang mit Beobachtungen in f...

Ein Verfahren, um die orofacial Größe und Form des Xenopus laevis Embryonen Quantifizierung entwickelt worden. In diesem Protokoll werden traditionelle Größenmessungen mit geometrischen Morphometrie kombiniert, um für komplexere Analysen der orofazialen Entwicklung und Mängel zu ermöglichen.

Quantifizierung der Orofacial Phänotypen in Xenopus

Xenopus has become an important tool for dissecting the mechanisms governing craniofacial development and defects. A method to quantify orofacial ...

Das übergeordnete Ziel des folgenden Verfahrens ist es, die oralen Gesichtsphänotypen von xap Levis-Embryonen quantitativ statistisch zu beschreiben. Dies wird erreicht, indem zunächst abgelöste xip-Embryoköpfe in eine Tonform montiert werden, um die Bilder zu fotografieren. Die Gesichtsmaße werden gemessen, um Aufschluss über die Größe der oralen Gesichtsregion zu geben.Die nächsten Orientierungspunkte werden mittels geometrischer Morphometrie angewendet, um die Form der oralen Gesichtsregion zu beurteilen. Die Ergebnisse zeigen signifikante Größen- und Formveränderungen in der oralen Gesichtsregion des Opus, basierend auf statistischen Analysen der Gesichtsabmessungen und der relativen Orientierungsposition. Obwohl diese Methode Einblicke in die Entwicklung des Opus oder des Gesichts geben kann, kann sie auch auf andere morphologische Studien von Wirbeltieren angewendet werden, z. B. auf Vergleiche eng verwandter Arten zu evolutionären oder ökologischen Zwecken.In diesem Abschnitt wird beschrieben, wie man Tonschalen herstellt, um Embryonenköpfe für ihre Fotodokumentation zu halten. Zuerst etwas Modelliermasse zu einer Schüssel in beliebiger Größe flach drücken und glatt streiche

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Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Xenopus embryonalen Epithelien sind ein ideales Modellsystem, um die Zelle Verhaltensweisen wie Polarität Entwicklung und Formänderung beim epithelialen Morphogenese zu studieren. Traditionelle Histologie des festen Proben wird zunehmend durch Live-Cell-konfokale Bildgebung ergänzt. Hier zeigen wir Methoden, um Frosch Gewebe zu isolieren und zu visualisieren leben Epithelzellen und deren Zytoskelett mit Live-cell konfokalen Mikroskopie.

Live-Cell-Imaging und Quantitative Analyse der embryonalen Epithelzellen in Xenopus laevis</em

Craniofacial Knorpel entwickeln in engem Kontakt mit anderen Geweben und sind schwer zu lebenden Tieren zu manipulieren. Wir sind mit Elektroporation, um molekulare Werkzeuge während des Wachstums des kraniofazialen Skeletts liefern unter Umgehung der frühen Embryonalentwicklung Effekte. Dieser Ansatz erlaubt es uns, effizient Testkandidat...

Elektroporation von Craniofacial Mesenchym

Eine Technik zum Trans "Extreme Anterior Domain" Gesichtsgewebe zwischen Xenopus laevis-Embryonen entwickelt. Tissue kann von einem Gen-Expression Hintergrund in eine andere verschoben werden, so dass die Untersuchung der lokalen Anforderungen für kraniofaziale Entwicklung und zur Signalisierung von Wechselwirkungen zwischen Gesichtsregionen.

Gesichtstransplantation in<em&gt; Xenopus laevis</em&gt; Embryonen

In Xenopus-Embryonen sind Zellen aus dem Dach des Blastocoels pluripotent und können so programmiert werden, dass sie verschiedene Gewebe erzeugen. Hier beschreiben wir Protokolle zur Verwendung von amphibischen Blastocoel-Dachexplantaten als Assay-System, um in vivo und in vitro wichtige Merkmale der frühen neuronalen Entwicklung zu untersuchen.

Stammzell-ähnlichen<em&gt; Xenopus</em&gt; Embryonale Explantate bis Früh Neurale Entwicklungs- Eigenschaften Studieren<em&gt; In-vitro-</em&gt; Und<em&gt; In-vivo-</em

Dieses Protokoll zeigt eine fluoreszenzbasierte Methode zur Visualisierung der Vaskulatur und zur Quantifizierung ihrer Komplexität in Xenopus tropicalis . Blutgefäße können nach der Injektion eines fluoreszierenden Farbstoffs in das schlagende Herz eines Embryos nach genetischen und / oder pharmakologischen Manipulationen abgebildet werden, um die kardiovaskuläre Entwicklung in vivo zu untersuchen.

Visualisierung und quantitative Analyse der embryonalen Angiogenese in<em&gt; Xenopus tropicalis</em

Xenopus Kaulquappen bieten eine einzigartige Plattform, um die Funktion des Nervensystems in vivo zu untersuchen. Wir beschreiben Methoden zur Bewertung der Verarbeitung der Geruchsinformation im Wohnzimmer Xenopus Larven unter Normalbedingungen Aufzucht oder nach Verletzungen.

Funktionsauswertung olfaktorische Wege im Leben Xenopus Kaulquappen

Dieses Protokoll soll zeigen, wie man ein DNA/DOTAP-Gemisch in Augenknospen von eintägigen Xenopus laevis Embryonen mikroinjiziert und wie man einzelne grüne fluoreszierende Proteine (GFP) abbilden und rekonstruieren kann, die optische axonale Lauben in tektalen Midhirnen von intakte, lebende Xenopus Kaulquappen.

Mikroinjektion von DNA in Augenknospen in Xenopus laevis Embryonen und Bildgebung von GFP Expressing Optic Axonal Arbors in Intact, Living Xenopus Tadpoles

Regulatoren der Melanozytenfunktionen bestimmen sichtbare Unterschiede im Pigmentierungsergebnis. Die Entschlüsselung der molekularen Funktion des Kandidaten-Pigmentierungsgens stellt eine Herausforderung dar. Hier demonstrieren wir die Verwendung eines Zebrafisch-Modellsystems, um Kandidaten zu identifizieren und sie in Regulatoren des Melaningehalts und der Melanozytenzahl zu klassifizieren.

Umgekehrter genetischer Ansatz zur Identifizierung von Regulatoren der Pigmentierung anhand von Zebrafischen

Das Drosophila-Augensystem ist ein nützliches Werkzeug für die Untersuchung verschiedener biologischer Prozesse, insbesondere bei neurodegenerativen Erkrankungen des Menschen. Die manuelle Quantifizierung von Phänotypen des rauen Auges kann jedoch verzerrt und unzuverlässig sein. Hier beschreiben wir eine Methode, mit der Ilastik und Flynotyper verwendet werden, um den Augenphänotyp unvoreingenommen zu quantifizieren.

Quantifizierung von Drosophila melanogaster Augenphänotypen: Ein computergestützter Ansatz zur Integration von Ilastik und Flynotyper

Hier stellen wir einen schnellen, kostengünstigen Workflow für die hochauflösende Bildgebung von erwachsenen Drosophila-Augen vor, um Musterbildung und Wachstumsdefekte zu quantifizieren. Wir beschreiben unser Protokoll für die Probenvorbereitung durch Punktmontage, hochauflösende Bildaufnahme und Bildanalyse.

Ein schneller, einfacher Workflow zur Quantifizierung externer adulter Drosophila-Strukturen

Diese Arbeit beschreibt ein Protokoll zur Quantifizierung der Kraniofacialform von Knorpelform mithilfe freier Software (tpsDigs2, MorphoJ und PAST), um Veränderungen der Gesichtsstruktur bei Zebrafischlarven zu messen.

Morphometrische Formanalysen: Die Analyse-Software-Werkzeugkaste zur Quantifizierung kraniofacialer Form bei Zebrafischen

Lernen Sie die Quantifizierung orofazialer Phänotypen bei Xenopus laevis Embryonen durch geometrische Morphometrie. Diese Methode ermöglicht präzise Analysen von Größe und Form für Entwicklungsbiologie.

Quantifizierung der Orofacial Phänotypen in Xenopus

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