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Articolo metodologico

Valutazione della Planar-Cell-polarità fenotipi in Ciliopathy mouse Mutant Coclea

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DOI:

10.3791/53559

21 febbraio 2016

In questo articolo

Sommario

Le ciglia primarie influenzano varie vie di segnalazione. La coclea dei mammiferi è ideale per esaminare la segnalazione della polarità cellulare planare (PCP). La disfunzione delle ciglia colpisce la crescita cocleare, il patterning cellulare e l'orientamento delle cellule ciliate, le letture della PCP. Il nostro obiettivo è analizzare la segnalazione della PCP nella coclea murina attraverso l'analisi fenotipica, l'immunoistochimica e la microscopia elettronica a scansione.

Abstract

Negli ultimi anni, le ciglia primarie sono emerse come regolatori chiave nello sviluppo e nella malattia, influenzando numerose vie di segnalazione. Una delle prime vie di segnalazione che si è dimostrata associata alla funzione ciliare è stata la via di segnalazione Wnt non canonica, nota anche come segnalazione della polarità cellulare planare (PCP). Uno dei luoghi migliori in cui studiare gli effetti della segnalazione della polarità cellulare planare (PCP) durante lo sviluppo dei vertebrati è la coclea dei mammiferi. L'interruzione della segnalazione PCP nella coclea di topo interrompe la crescita cocleare, il patterning cellulare e l'orientamento delle cellule ciliate, tutti fattori influenzati dalla disfunzione delle ciglia. L'obiettivo di questo protocollo è quello di descrivere l'analisi del segnale PCP nella coclea dei mammiferi in via di sviluppo attraverso l'analisi fenotipica, l'immunoistochimica e la microscopia elettronica a scansione. I difetti di convergenza ed estensione si manifestano come un accorciamento del dotto cocleare e/o cambiamenti nel pattern cellulare, che possono essere quantificati in seguito alla dissezione da mutanti di topo in via di sviluppo. I cambiamenti nell'orientamento del fascio stereociliare e nella lunghezza o nel posizionamento della kinocilia possono essere osservati e quantificati utilizzando l'immunofluorescenza o la microscopia elettronica a scansione (SEM). Una comprensione più approfondita del ruolo delle proteine ciliari nelle vie di segnalazione cellulare e in altri fenomeni biologici è fondamentale per la nostra comprensione della biologia cellulare e dello sviluppo, nonché per lo sviluppo di strategie di trattamento mirate.

Introduzione

cilia primarie sono lunghe appendici microtubuli-based che si estendono dalla superficie della maggior parte delle cellule di mammifero. cilia primaria sono spesso confusi con cilia motilità, di cui ci sono sempre di più per cella, e il cui scopo è quello di spostare il fluido attraverso le superfici della membrana. cilia primaria, in contrasto, adottare ruoli sensoriali e sono quindi anche denominato cilia come sensoriale. Una volta lungo dimenticato, questo organello stato recentemente 'riscoperto' a causa della sua associazione con una moltitudine di malattie genetiche umane 1. Idealmente posizionato come un organello segnalazione, il ciglio pri....

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Protocollo

Uso e l'eutanasia tutti gli animali in conformità con le linee guida e le normative istituzionali e governative, più comunemente tramite CO 2 inalazione e dislocazione cervicale.

1. Preparazione dei reagenti

NOTA: Prima di iniziare, preparare tutti i reagenti che utilizzano prodotti chimici puri per analisi. Fare soluzioni utilizzando grado molecolare distillata e acqua deionizzata, se non diversamente specificato.

  1. Tampone fosfato (PBS 1x): fare 1 L di PBS 1x sciogliendo 8g NaCl, 0,2 g KCl, 1.44g Na 2 HPO 4 e 0.24g KH 2 PO 4 in 1 L di H 2 O. Regolare il pH a 7,4 con HCl. ....

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Risultati

Coclea dissezione e Preparazione del tessuto

Dopo la rimozione del cervello, dopo mezzeria dissezione sagittale di una testa P0 mouse, labirinto osseo, visto da dietro, può essere visualizzato (Figura 1A, freccia bianca) e rimosso. Figura 1B mostra i labirinti ossee isolate con i capelli cocleare rivolto verso l'alto, ventrale, (a sinistra) e da dietro, dorsale (a destra)........

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Discussione

Quando si prepara il tessuto cocleare per l'analisi, ci sono alcuni punti chiave da tenere a mente. In primo luogo, le differenze di background genetico possono modificare il fenotipo cocleare, rendendo necessario analizzare e confrontare solo i controlli littermate. In secondo luogo, la rimozione completa della membrana tectorial è necessaria per ottenere le migliori immagini con immunoistochimica ed è essenziale per SEM. La membrana tectorial è una struttura opaca e può oscurare le cellule dell'epitelio sensor.......

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Dichiarazioni

L'autore dichiara di non avere interessi finanziari concorrenti.

Ringraziamenti

L'autore ringrazia Matthew Kelley, Tiziana Cogliati, Jessica Gumerson, Uwe Wolfrum, Rivka Levron, Viola Kretschmer e Zoe Mann e per la loro valutazione critica del manoscritto. Questo lavoro è stato finanziato dalla Sofja Kovalevskaya Award (Humbodlt Foundation) e l'Università Johannes Gutenberg-, Mainz, Germania.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Strumenti/Attrezzature
Elastomero siliconico - Sylgard 184Sigma-Aldrich761028-5EAVedi nota 2
Forbici da micro dissezione-lama drittaVarie
Pinze fini (n. 5 e 55) e pinze smussateVari
microscopi da dissezione.Vari
vetrini per microscopio in vetro non rivestitoVari
vetrini coprimicroscopio (22 mm & volte; 40 mm & volte; 0,15 mm)Varie
pipette di trasferimentoVari
perni per minuzie  Fine Science Tools26002-10
Supporto per campioni SEMtousimis8762
Perni per microscopia elettronica a scansioneTED PELLA16111
PELCO Schede: Adesivo al carbonioTED PELLA16084-3
Microscopio fluorescenteVari
Essiccatore per punti criticiVari
Microscopio elettronico a scansioneVari
vetrini per microscopio Vari
vetrini coprioggettiVari
tessuti KimwipeVari
reagenti
per pennelli
1&volte; Soluzione salina tamponata con fosfato (PBS)Gibco/Life Technologies10010023
Paraformaldeide  (PFA) (Grado EM richiesto per EM)VariPreparare una soluzione al 4% in 1& volte; PBS fatto fresco ogni volta. Grado EM richiesto per EM.
2,5% Glutaraldeide Grado1Sigma-AldrichG5882
Tris-HCl (pH 7,5)Vari
NaClVari
CaCl 2Vari
Triton X-100Vari
Siero di capra normaleVari
AffiniPure Fab Frammento d'asino Anti-Topo IgG (H + L)Jackson ImmunoResearch715-007-003
Fluoromount-G Mezzi di montaggioSouthernBiotech0100-01
10&volte; Hanks' Soluzione salina bilanciata (HBSS)Gibco/Life Technologies14065
HepesGibco/Life Technologies15630-080
Tetrossido di osmio (OsO4 )Sigma-Aldrich/Fluka Analytical75632
Acido tannicoSigma-Aldrich403040
Etanolo 200 proofVari
anticorpi
anti Arl13bProtein Tech17711-1-APConcentrazione consigliata 1:1.000
anti tubulina acetilata (611-B1)Sigma-AldrichT6793Concentrazione consigliata 1:800
anti gamma tubulina (GTU-88)Sigma-AldrichT6557Concentrazione consigliata 1:200
anti Zo_1 Invitrogen40-2300Concentrazione consigliata 1:500
Miosina VIProteus Biosciences25-6791Concentrazione consigliata 1:1000
Miosina VIIaProteus Biosciences25-6790Concentrazione consigliata 1:1.000
anti Vangl2Merk MilliporeABN373Concentrazione consigliata 1:250
anti G&alfa; i3Sigma-AldrichG4040Concentrazione consigliata 1:250
Alexa Fluor® 488 FalloidinaInvitrogen/Life TechnologiesA12379Concentrazione suggerita 1:300 - 1.000
Alexa Fluor® 568 FalloidinaInvitrogen/Life TechnologiesA12380Concentrazione suggerita 1:300 - 1.000
fini

Riferimenti

  1. Waters, A. M., Beales, P. L. Ciliopathies: an expanding disease spectrum. Pediatr Nephrol. 26, 1039-1056 (2011).
  2. May-Simera, H. L., Kelley, M. W. Cilia, Wnt signaling, and the cytoskeleton. Cilia. 1, 7(2012).
  3. Ross, A. J., et al.

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Ristampe e permessi

Tag

Dotto cocleareorientamento delle cellule ciliateimmunoistochimicamicroscopia elettronica a scansionemicroscopia confocaletubulina acetilatamiosina VIIAZO-1falloidina