
Figure 2: Comparaison entre Morphologique Embryons CE Culture 1 et Submergé papier filtre Sandwich Culture. cadres time-lapse sélectionnés montrent les embryons à des intervalles de 3 h. Les cadres sont redimensionnées pour donner une vue d'ensemble complète la morphologie de l'embryon. Les embryons ont été appariés selon l' âge à l'étape 7-somite (HH9) 15. 0 h indique le début de chaque expérience. Antérieur est toujours à gauche. Les images ont été acquises à l'aide d'éclairage à fond noir. (A) Embryon dans la culture CE 1, face ventrale cultivée sur un agar-albumen bas 1,33. Des images de haute qualité peuvent être acquises, que l'embryon est confiné dans la direction z. (B et C) Deux embryons cultivés dans le sandwich de papier filtre immergé: (B) côté ventral et (C) dorsale vers le haut.Embryons dans le sandwich de papier filtre développent sans différences qualitatives pendant au moins 27 h. Ils développent la circulation sanguine fonctionnelle et à la flexion crânienne et cervicale et tournent avec succès. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
acquisition time-lapse dépend du système de microscope disponibles. Dans cette étude, une longue distance de travail, verticale zoom microscope a été utilisé. Le facteur de zoom a été fixé à 5X. En combinaison avec le grossissement de 16X de l'oculaire, ce qui a entraîné 80X grossissement total, avec une résolution théorique de 1,3 um / pixel (comme indiqué dans le logiciel de microscope) 30. Pour augmenter le champ de vision, les embryons ont été imagées comme panoramas horizontaux de cinq sous-images (tuiles). Par conséquent, une région de mosaïque, composée de cinq tuiles se chevauchent, a été défini 29. Cette région de tuilesa été placée de manière à recouvrir complètement l'ouverture elliptique du papier filtre support dans son extension horizontale (Figure 2B - 0 h). Chaque tuile a une taille de 2048 x 2048 pixels, couvrant un champ de vision-d'environ 2,7 mm, et les tuiles ont été acquises avec un recouvrement de 10%, résultant en champ total de vision d'environ 12 mm x 2,7 mm pour le panorama. Le xy-platine motorisée déplacé par rapport à l'objectif avec une vitesse d'environ 1,75 mm / sec entre l' acquisition des carreaux séparés 29. L'image en direct a été porté sur le mésoderme présomitique antérieur et les somites les plus récemment formées (la mise au point de recherche de notre groupe). Pour compenser l'épaississement et le curling des embryons dans la direction z, z petits-piles (cinq à sept des avions différents avec une distance de 30 um) ont été acquises à chaque point 30 de temps. Ceux-ci ont été sélectionnés dans le plan focal de l'extrémité antérieure du mésoderme présomitique. La durée de l'acq time-lapseuisition a été fixée à 50 heures, et les intervalles de formation d'image de 3, 4, ou 10 min 31 ont été choisis. La qualité de l'acquisition time-lapse pourrait être améliorée en recentrant tous les 5-10 h et la redéfinition de la z-stack autour du nouveau plan focal optimal. A la fin de l'expérience, tout le temps de la série a été modifié manuellement, et des sous - ensembles d'images contenant le z-plan avec la meilleure mise au point ont été créé et enregistré dans un dossier séparé 32. Ces sous-ensembles d'images ont le temps cousu pour créer une série chronologique complète des images avec mise au point optimale. Les tuiles de chaque image de ce temps-série complète ont été cousues et fusionnées ensemble sans correction d'ombrage 30 et cadres time-lapse ont été exportées au format JPEG-images de taille 100% et 95% de compression 32. Les cadres time-lapse ont été importées comme une séquence d'images dans un logiciel professionnel de montage vidéo. Les détails 100% zooms ont été stabilisés, et le contraste global a été ajusté à notre goût. Les délais écarts finaux étaient encoded avec le codec H.264 et exportés en MPEG-4 conteneurs. Les films sont affichés à un taux de 15 images / sec (fps) et une résolution de 1.920 x 1.080 pixels cadre.
La figure 2 montre une comparaison entre un embryon in CE culture 1 (figure 2A) et deux embryons dans le papier filtre en sandwich culture submergée, l' un étant côté culture ventrale (figure 2B) et l'autre côté d' une dorsale vers le haut (figure 2C). Tous les embryons ont été appariés selon l' âge au stade de somite sept (HH9) 15 et imagées avec une résolution temporelle de 4 minutes (figure 2A et B) ou 10 minutes (figure 2C). cadres sélectionnés de 3 intervalles de h sont représentés. La culture CE (figure 2A) a permis d' imagerie très stable en raison de l'embryon reposant sur une écurie d' agar-albumen bas 1,33. L'embryon entier est resté dans un plan focal à travers til tout le temps-lapse. Cela pourrait être bénéfique pour des expériences plus courtes (plusieurs heures) et embryons très précoces, mais il est livré avec un fort confinement de l'embryon dans la direction z, peut entraver son développement en trois dimensions de succès à long terme. Au début, le confinement n'a abouti qu'à un léger aplatissement latéral de la tête de l'embryon par rapport à un embryon en culture en immersion sandwich papier filtre avec sa face ventrale (comparer Figure 2A et 2B à 0 h). Plus tard, la rotation de la tête a été altérée (Figure 2A - 21 h) et le rythme cardiaque ralenti. La circulation sanguine presque arrêté. Voir supplémentaire Film 1 pour le time-lapse complète de l'embryon dans la culture CE. Le panneau supérieur dans ce film montre un aperçu complet de l'embryon, tandis que le panneau en bas à gauche permet de visualiser le développement du cœur en pleine résolution. La segmentation du mésoderme présomitique en somites peut être soien en détail sur la partie inférieure droite.
Embryons dans le sandwich papier-filtre immergé, d'autre part, ont été limités dans leur extension en trois dimensions que par la tension naturelle des membranes qui les entourent. Ils pourraient être cultivées soit avec leur ventrale (figure 2B) ou du côté dorsal vers le haut (figure 2C). De toute façon, les embryons ont montré somitogenèse continu, et leurs têtes se tournèrent. Ils ont développé une flexion crânienne et cervicale et fonctionnelle circulation sanguine. Les deux embryons dans le sandwich de papier filtre ont été imagées avec l'accent mis sur le mésoderme de segmentation, de sorte que les parties de la tête déplacé progressivement hors du foyer que les embryons ont augmenté, épaissies, et a commencé à tourner, tandis que la partie segmentant du mésoderme est restée au foyer (comparer la figure 2B et 2C à 21 h à 27 h). Film supplémentaire 2 montre le film time-lapse complète de l'embryon représentéla figure 2B. L'intervalle de formation d'image est de 4 min. Le panneau supérieur de ce film montre un aperçu complet de l'embryon. Le développement de l'embryon a été imagée consécutivement plus de 46 heures, mais au bout d'environ 30 heures, l'accent mis sur le mésoderme de segmentation a été perdu en raison de l'épaississement général et tournant du tissu embryonnaire. Le panneau inférieur gauche montre le développement précoce du cœur en pleine résolution des images time-lapse acquises. Par fusion du primordiums cardiaque couplé sur les deux côtés de la ligne médiane, une structure tubulaire est formée à peu près rectiligne, qui commence plus tard battant et le pliage vers la droite. Le panneau en bas à droite montre le plus somites récemment formées et la pointe antérieure du mésoderme présomitique en pleine résolution et le suivi de la formation de nouveaux somites au fil du temps. Film supplémentaire 3 montre un autre embryon cultivé et imagée face ventrale dans le sandwich de papier filtrant immergé. L'intervalle de formation d'image est de 4 min. Le film couvre thle développement de e de l'embryon du stade HH5-6 à environ stade HH14 15, sur environ 27 heures de temps de culture. La tête plier les formes et progresse en arrière. Les formes de coeur de sa primordia bilatérale, commence à battre, et se penche vers la droite. Les trois à quatre premiers somites forment simultanément. somites supplémentaires bourgeonner séquentiellement à partir de l'extrémité antérieure du mésoderme présomitique. Le panneau inférieur montre la région de la tête de l'embryon en pleine résolution, permettant l'observation du pli de la tête et de la formation cardiaque précoce dans le détail élevé. Grâce à la transparence de l'embryon, la fermeture du tube neural peut être observé dans la future région de la tête. Film supplémentaire 4 affiche la formation de somites dans le même embryon en pleine résolution sur l'imagerie en temps plein dans le panneau inférieur. Film supplémentaire 5 montre le time-lapse complète de l'embryon dorsale de culture vers le haut (figure 2C). L'intervalle de formation d'image est de 10 min. Alors que le upper panneau montre le développement de l'embryon des sept étapes somites (HH9) à environ stade HH16-17, le panneau inférieur est recadrée pour afficher les changements morphologiques au début du cerveau à ce stade en pleine résolution. Le gonflement local du tube neural peut être observée, conduisant à la régionalisation du prosencéphale, mésencéphale et rhombencéphale, qui divisera dans les cinq sous - régions du cerveau embryonnaire à des stades ultérieurs 13. En outre, la croissance des vésicules optiques peut être vu clairement. Après environ 30 heures dans la culture, l'embryon est en train de mourir.
Pour montrer la compatibilité du filtre immergé papier sandwich avec des manipulations de microchirurgie, plusieurs microbilles en polystyrène (~ 40 um de diamètre) ont été implantés dans ou à proximité du mésoderme présomitique d'un embryon de poulet dans le filtre immergé papier sandwich à la culture. Les microbilles ont été lavées dans du PBS pour éliminer le tampon de stockage et IMPLANted avant de recouvrir le milieu de culture avec la couche d'huile minérale légère (comparer à l'étape 2.18 de la section de protocole). Une pipette Pasteur en verre a été utilisé pour transférer les billes à la surface de l'embryon, sous observation à travers les oculaires du microscope. Cinq trous ont été créés dans l'endoderme en grattant doucement avec une aiguille d'acupuncture. Un outil en forme de J sur mesure, créé par étirement et pliage d'une pipette Pasteur en verre dans une flamme, a été utilisé pour manipuler les perles et les pousser avec précaution dans les trous jusqu'à ce qu'ils deviennent immobiles. Trois trous ont été remplis avec un bourrelet chaque (figure 3A - 0 h et 3B *) et deux trous avec deux perles chacun (Figure 3A - 0 h). La figure 3A montre, dans une sélection de cadres time-lapse, le développement de l'embryon de poulet après l'implantation microchirurgicale des perles. Trois perles ont été incorporées avec succès dans le tissu à l'endroit désiré, et leur mouvement a été imagés au cours de lacours de l'expérience dans le détail élevé (figure 3B). Le développement de l'embryon ne semble pas être affectée par la manipulation ou à la présence des billes. Voir supplémentaire Film 6 pour le film complet time-lapse. L'intervalle de formation d'image est de 4 min.

Figure 3: Time-lapse Imaging après Microbead Implantation. Preuve de principe expérience montrant la compatibilité du filtre immergé papier sandwich avec microbille implantation. La tête de l'embryon se trouve à gauche, mais il n'a pas été reproduite au cours de cette expérience. Les images ont été acquises à l'aide d'éclairage à fond noir. (A) Sélectionné time-lapse cadres montrant l'embryon manipulé à intervalles de 3 h après l'implantation de sept microbilles (~ 40 m de diamètre). L'embryon allongé et formé en continu somit supplémentairees. Trois perles semblent avoir été correctement fixé et déplacé médialement avec le flux de tissu de plus de 18 h de culture. Les quatre autres perles sauté hors de leurs trous entre 6 et 9 h de la culture et a dérivé en arrière. (B) Vue détaillée des trois perles simples (B1 à B3) implantée dans le mésoderme présomitique au début de l'expérience (0 h, B *) et après 12 heures d'incubation (B **). Le nombre des somites juste formant est indiquée (S9 en B * et S18 en B **). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Supplemental Film 1: EC-culture ventral Side Up. Embryon dans la culture CE 1, face ventrale cultivée jusqu'à, à partir de la septième étape de somites (HH9) 15 partir sur un botto agar-albumenm 1,33. L'intervalle de formation d'image est de 4 min. Le temps relatif est affiché dans le coin supérieur gauche. Des images de haute qualité peuvent être acquises, comme l'embryon a été confiné dans la direction z. Après 21 h, le rythme cardiaque et la circulation sanguine ont été presque arrêtés et l'embryon avaient commencé à se désintégrer. Le panneau supérieur montre une vue d'ensemble redimensionnée de l'embryon, tandis que les panneaux inférieurs de visualiser le développement du cœur (panneau de gauche) et la segmentation du mésoderme présomitique (panneau de droite) en pleine résolution (zoom 100%). (Clic pour télécharger).

Film supplémentaire 2: Filtre Submergé Sandwich papier face ventrale. Embryo cultivé dans le sandwich de papier immergé de la septième étape de somites (HH9) 15 partir, sid ventralee vers le haut. L'intervalle de formation d'image est de 4 min. Le temps relatif est affiché dans le coin supérieur gauche h et min, redémarrer après 24 h. Le panneau supérieur montre une vue d'ensemble redimensionnée du développement de l'embryon plus de 46 heures, consécutivement. Le panneau inférieur gauche permet de visualiser le développement cardiaque précoce pendant les 10 premières heures d'acquisition d'image en résolution maximale (100% zoom). Le panneau en bas à droite dépeint segmentant mésoderme sur environ 30 h de développement en pleine résolution (zoom 100%) jusqu'à ce que l'accent est perdu en raison de l'épaississement global et tournage du tissu embryonnaire. (Clic pour télécharger).

Film supplémentaire 3: Head Fold Formation. Embryon cultivé face ventrale immergée dans le sandwich papier-filtre à partir de la luiad-process / stade tête double (HH5-6) 15 approximativement au stade 22 somites (HH14) 15 sur environ 27 heures de temps de culture. L'intervalle de formation d'image est de 4 min. Le temps relatif est affiché dans le coin supérieur gauche h et min, redémarrer après 24 h. Le panneau supérieur montre une vue d'ensemble redimensionnée du développement de l'embryon. Le panneau inférieur représente la région de la tête de l'embryon en résolution maximale (100% zoom). La formation du pli de la tête et le cœur au début et à la fermeture du tube neural peut être observée. (Clic pour télécharger).

Film supplémentaire 4: somitogenèse. Embryon de culture face ventrale dans le submergée sandwich papier filtre du / stade de la tête double tête-process (HH5-6) 15à peu près au stade 22 somites (HH14) 15 sur environ 27 heures de temps de culture. L'intervalle de formation d'image est de 4 min. Le temps relatif est affiché dans le coin supérieur gauche h et min, redémarrer après 24 h. Le panneau supérieur montre une vue d'ensemble redimensionnée du développement de l'embryon. Le panneau inférieur représente le mésoderme paraxial segmentant en résolution maximale (100% zoom). (Clic pour télécharger).

Film supplémentaire 5: Filtre Submergé Sandwich papier Side Dorsale Up. Embryon face dorsale de culture submergée dans le sandwich papier-filtre à partir de la phase sept somites (HH9) 15 à environ 15 HH16-17 l'étape. L'intervalle de formation d'image est de 10 min. Le temps relatif est affichédans le coin supérieur gauche dans h et min, redémarrer après 24 h. Le panneau supérieur montre une vue d'ensemble redimensionnée du développement de l'embryon. Le panneau inférieur représente des changements morphologiques dans le cerveau au début de la pleine résolution (zoom 100%). L'embryon est mort après environ 30 heures dans la culture. (Clic pour télécharger).

Film supplémentaire 6: microbilles Implantés. Embryon de culture face ventrale dans le submergée sandwich papier filtre pendant environ 19 heures, à partir du stade somite neuf (HH9-10) 15. L'intervalle de formation d'image est de 4 min. Le temps relatif est affiché dans le coin supérieur gauche dans h et min. Le panneau supérieur montre une vue d'ensemble redimensionnée de la région de queue avec sept microbilles implantées dans le prmésoderme esomitic. Le panneau inférieur montre la région avec des microbilles implantées en pleine résolution (zoom 100%). (Clic pour télécharger).