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Article de méthode

Utilisation de l’imagerie en direct ex vivo pour étudier les divisions et les mouvements cellulaires au cours du renouvellement dentaire de la souris

2.4K vues

DOI :

10.3791/66020

27 octobre 2023

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

L’imagerie en direct ex vivo est une technique puissante pour étudier les processus dynamiques des mouvements et des interactions cellulaires dans les tissus vivants. Nous présentons ici un protocole qui met en œuvre la microscopie à deux photons pour suivre en direct les cellules épithéliales dentaires dans des incisives de souris adultes entières en culture.

Résumé

L’incisive de souris, qui ne cesse de croître, est en train de devenir un système modèle très facile à traiter pour étudier la régulation des cellules souches épithéliales et mésenchymateuses adultes et la régénération des dents. Ces populations progénitrices se divisent, se déplacent et se différencient activement pour maintenir l’homéostasie tissulaire et régénérer les cellules perdues de manière réactive. Cependant, les analyses traditionnelles utilisant des coupes de tissus fixes n’ont pas pu capturer les processus dynamiques des mouvements et des interactions cellulaires, ce qui limite notre capacité à étudier leurs régulations. Cet article décrit un protocole permettant de maintenir des incisives de souris entières dans un système de culture d’explants et de suivre en direct des cellules épithéliales dentaires à l’aide de la microscopie timelapse multiphotonique. Cette technique s’ajoute à notre boîte à outils existante pour la recherche dentaire et permet aux chercheurs d’acquérir des informations spatio-temporelles sur les comportements et les organisations cellulaires dans un tissu vivant. Nous prévoyons que cette méthodologie aidera les chercheurs à explorer davantage les mécanismes qui contrôlent les processus cellulaires dynamiques qui se déroulent à la fois pendant le renouvellement et la régénération dentaires.

Introduction

Au cours des deux dernières décennies, l’incisive de souris s’est imposée comme une plate-forme inestimable pour étudier les principes de la régulation des cellules souches adultes et de la régénération des dents 1,2. L’incisive de la souris grandit continuellement et se renouvelle tout au long de la vie de l’animal. Pour ce faire, il maintient à la fois les cellules souches épithéliales et mésenchymateuses, qui peuvent s’auto-renouveler et se différencier en différents types de cellules de la dent 1,2. Alors que les cellules souches épithéliales denta....

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Protocole

Toutes les souris ont été maintenues dans des animaleries exemptes d’agents pathogènes à l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA) ou à l’Université hébraïque de Jérusalem (HUJI). Toutes les expériences impliquant des souris ont été réalisées conformément aux règlements et aux protocoles approuvés par le Comité institutionnel de protection et d’utilisation des animaux (IACUC) (ARC-2019-013 ; UCLA) ou (MD-23-17184-3 ; HUJI). Un déroulement général des étapes expérimentales est illustré à la figure 2A. Voir le tableau des matériaux pour plus de détails sur tous les instruments, réactifs et matériaux utilisés dans ce p....

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Résultats

La région apicale de l’incisive de la souris adulte est enfermée dans la mandibule (Figure 1) et, par conséquent, n’est pas directement accessible pour visualiser et suivre en direct les cellules progénitrices résidant dans la région de croissance. Par conséquent, nous avons développé une méthode pour extraire l’incisive entière de l’os de la mâchoire et la maintenir dans un système de culture d’explants pour la microscopie timelapse à deux photons (Figure 2). N.......

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Discussion

L’imagerie des tissus vivants est une technique importante qui nous permet d’étudier les processus dynamiques et les comportements des cellules lorsqu’elles sont maintenues dans leur environnement de niche41. Idéalement, l’imagerie en direct est réalisée in vivo avec une haute résolution spatio-temporelle. Cependant, l’imagerie in vivo des organes de mammifères peut être difficile en raison de l’inaccessibilité des tissus, de l’opacité optique et de la difficulté à immobiliser l’.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.

Remerciements

Nous remercions le laboratoire de microscopie/spectroscopie optique avancée de l’UCLA et le centre d’excellence Leica Microsystems du California NanoSystems Institute (RRID :SCR_022789) pour avoir fourni la microscopie à deux photons. AS a été soutenu par l’ISF 604-21 de la Fondation israélienne pour la science. JH a reçu le soutien de R03DE030205 et R01DE030471 du NIH/NIDCR. AS et JH ont également bénéficié d’une subvention 2021007 de la Fondation scientifique binationale États-Unis-Israël (BSF).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Plaque de culture tissulaire à fond plat 24 puitsOlympus plastics25-107
25x HC IRAPO motCORR objectif de trempage à l’eauLeica11507704
Acide ascorbique (vitamine C)Acros Organics352685000
D-(+)-Glucose bioxtra  ;Système Sigma AldrichG7528
Delta T  ;Bioptechs0420-4Avec contrôle de la température, boîtes de culture et configuration de perfusion
Microscope de dissection - LEICA S9ELeicaLED300 SLI
DMEM/F12Thermo Scientific11039047Milieu basal sans rouge phénol
Lame chirurgicale Feather (#15)Feather72044-15
Pince fineF.S.T11252-23
Glutamax  ;Thermo Scientific35050-061Substitut de glutamine
Leica SP8-DIVE équipé d’un objectif de trempage à l’eau 25X HC IRAPO motCORR.Leican/a
agarose à bas point de fusionNuSieve50080
acides aminés non essentiels (100x)Thermo Scientific11140-050
pénicilline&ndash ; streptomycineThermo Scientific1514012210 000 U/mL  ;
Boîte de PétriGen Clone32-107G90 mm  ;
Sérum de ratValley BiomedicalAS3061SCTraité pour l’imagerie en direct
Lame de rasoir #9VWR55411-050
Manche de scalpelF.S.T10003-12
CiseauxF.S.T37133
Pince denteléeF.S.T11000-13
ciseaux à ressortF.S.T91500-09

Références

  1. Yu, T., Volponi, A. A., Babb, R., An, Z., Sharpe, P. T. Stem cells in tooth development, growth, repair, and regeneration. Current Topics in Developmental Biology. 115, 187-212 (2015).
  2. Jing, J., et al. Ro....

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