
Figura 2: Confronto morfologica tra embrioni in Culture CE 1 e sommersi carta da filtro Cultura Sandwich. frame time-lapse selezionati mostrano gli embrioni a intervalli di 3 ore. Le pagine sono ridimensionate per dare una visione d'insieme completa della morfologia degli embrioni. Gli embrioni sono stati pari età alla fase 7-somite (HH9) 15. 0 hr indica l'inizio di ogni esperimento. Anteriore è sempre a sinistra. Le immagini sono state acquisite con illuminazione campo scuro. (A) degli embrioni nella cultura CE 1, colta lato ventrale su un agar-albumina inferiori a 1,33. Immagini di alta qualità possono essere acquisiti, come l'embrione è confinata nella direzione z. (B e C) Due embrioni coltivati nel panino carta da filtro sommerso: (B) lato ventrale e (C) dorsale verso l'alto.Embrioni in sandwich carta da filtro sviluppano senza differenze qualitative per almeno 27 ore. Essi sviluppano la circolazione del sangue e funzionale flessione cranico e cervicale e girano con successo. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
acquisizione time-lapse dipende dal sistema del microscopio a disposizione. In questo studio, la distanza di lavoro, è stato utilizzato in posizione verticale microscopio zoom. Il fattore di zoom è stato fissato a 5 volte. In combinazione con l'ingrandimento 16X dell'oculare, ciò ha comportato 80X ingrandimento totale, con una risoluzione teorica di 1,3 micron / pixel (come indicato nel software del microscopio) 30. Per aumentare il campo di vista, gli embrioni sono stati ripresi come panorami orizzontali di cinque sotto-immagini (piastrelle). Pertanto, una regione tegola, costituito da cinque piastrelle sovrapposte, è stato definito 29. Questa regione piastrelleè stato posizionato in modo da coprire completamente l'apertura ellittica del vettore carta filtro nella sua estensione orizzontale (Figura 2B - 0 hr). Ogni piastrella aveva una dimensione di 2.048 x 2.048 pixel, che coprono un campo di vista-di circa 2,7 mm e piastrelle sono state acquisite con una sovrapposizione del 10%, con conseguente totale campo di vista di circa 12 mm x 2.7 mm il panorama. Il motorizzata xy stadi spostato rispetto all'obiettivo con una velocità di circa 1,75 mm / sec tra acquisizione delle piastrelle separati 29. L'immagine dal vivo è stata incentrata sulla mesoderma presomitic anteriore e le somiti più recente formazione (il centro di ricerca del nostro gruppo). Per compensare l'ispessimento e curling degli embrioni nella direzione z, piccolo Z-stack (da cinque a sette piani diversi, con una distanza di 30 micron) sono stati acquisiti in ogni punto di tempo di 30. Questi sono stati scelti intorno al piano focale della punta anteriore del mesoderma presomitic. La durata del ACQ time-lapseuisition è stato fissato a 50 ore, e gli intervalli di imaging di 3, 4, o 10 minuti sono stati scelti 31. La qualità della acquisizione time-lapse potrebbe essere migliorato rifocalizzazione ogni 5 - 10 ore e ridefinendo lo z-stack intorno al nuovo piano focale ottimale. Alla fine dell'esperimento, per tutto il tempo della serie è stato modificato manualmente, e sottoinsiemi di immagini contenenti il piano z con la migliore messa a fuoco sono stati creati e salvati in una cartella separata 32. Questi sottoinsiemi di immagini erano tempo-cucito per creare un time-serie completa di immagini con messa a fuoco ottimale. Le piastrelle di ogni immagine di questo completo serie temporali sono stati cuciti e fusi insieme senza correzione ombreggiatura 30, e le cornici time-lapse sono stati esportati in formato JPEG-immagini di 100% le dimensioni e il 95% di compressione 32. I telai time-lapse sono stati importati come una sequenza di immagini in software di video-editing professionale. Le dettagliate 100% zoom sono stati stabilizzati, e il contrasto complessivo è stato adeguato al nostro gradimento. I termini decade finali sono stati codificared con il codec H.264 ed esportati in formato MPEG-4 contenitori. I filmati vengono visualizzati in un frame rate di 15 fotogrammi / sec (fps) e una risoluzione di 1.920 x 1.080 pixel.
La figura 2 mostra un confronto tra un embrione in EC cultura 1 (Figura 2A) e due embrioni nel filtro coltura panino carta sommersa, uno in coltura lato ventrale (Figura 2B) e l'altro lato uno dorsale (Figura 2C). Tutti gli embrioni sono stati pari età di sette fase somite (HH9) 15 e ripreso con una risoluzione temporale di 4 min (Figura 2A e B) o 10 minuti (Figura 2C). fotogrammi selezionati su intervalli di 3 ore sono raffigurati. La cultura CE (Figura 2A) ha permesso di imaging molto stabile dovuto all'embrione che poggia su una stalla agar-albumina inferiori a 1,33. L'intero embrione rimasto in un piano focale tutta tha tutto il time-lapse. Questo potrebbe essere utile per esperimenti brevi (alcune ore) e molto embrioni precoci, ma si tratta di un forte confinamento dell'embrione nella direzione z, possibilmente ostacolando suo successo sviluppo tridimensionale a lungo termine. In principio, il confinamento unico risultato un leggero appiattimento laterale della testa dell'embrione rispetto ad un embrione coltivate in sandwich di carta da filtro sommerso con il lato ventrale (confronta Figura 2A e 2B a 0 ore). Più tardi, la rotazione della testa è stata compromessa (Figura 2A - 21 ore) e il battito cardiaco rallentato. La circolazione del sangue quasi fermato. Vedere supplementare Film 1 per il completo time-lapse dell'embrione nella cultura CE. Il pannello superiore in questo film mostra una panoramica completa di un embrione, mentre il pannello in basso a sinistra visualizza lo sviluppo cuore in piena risoluzione. La segmentazione del mesoderma presomitic in somiti può essere seit in dettaglio in basso a destra.
Embrioni in sandwich carta filtro sommerso, d'altro canto, sono stati limitati nella loro espansione tridimensionale solo dalla tensione naturale delle membrane che li circondano. Potrebbero essere coltivato sia con loro ventrale (Figura 2B) o lato dorsale (Figura 2C). In entrambi i casi, gli embrioni hanno mostrato somitogenesis continuo, e le loro teste si voltò. Hanno sviluppato flessione del cranio e del collo dell'utero e la circolazione sanguigna funzionale. Entrambi gli embrioni nel panino carta da filtro sono stati ripresi con l'attenzione per il mesoderma segmentazione, in modo che le parti della testa gradualmente spostato fuori fuoco, come gli embrioni sono cresciuti, ispessite, e ha iniziato a girare, mentre la parte segmentazione del mesoderma è rimasto a fuoco (confrontare Figura 2B e 2C a 21 ore a 27 ore). Supplemental Movie 2 mostra la completa filmato time-lapse dell'embrione raffiguratoin Figura 2B. L'intervallo di imaging è stato di 4 min. Il pannello superiore di questo film mostra una panoramica completa di un embrione. Lo sviluppo dell'embrione è stato ripreso consecutivamente oltre 46 ore, ma dopo circa 30 ore, l'attenzione per il mesoderma segmentazione si è perso a causa l'ispessimento generale e tornitura del tessuto embrionale. Il pannello in basso a sinistra mostra lo sviluppo precoce del cuore in piena risoluzione dai telai time-lapse acquisite. Attraverso fusione del primordia cardiaca accoppiato su entrambi i lati della linea mediana, una struttura tubolare quasi retta è formata, che poi inizia a battere e piegando verso destra. Il pannello in basso a destra mostra il maggior numero di somiti di recente formazione e la punta anteriore del mesoderma presomitic in piena risoluzione e tiene traccia la formazione di nuovi somiti nel corso del tempo. Film supplementare 3 mostra un altro embrione colto e ripreso lato ventrale in panino carta da filtro sommerso. L'intervallo di imaging è stato di 4 min. Il film copre °e sviluppo dell'embrione dal palco HH5-6 a circa scena HH14 15, su circa 27 ore di tempo della cultura. La testa piega forme e progredisce posteriormente. Le forme di cuore dalla sua primordi bilaterale, inizia a battere, e si piega a destra. I primi tre o quattro somiti formano contemporaneamente. somiti Ulteriori germogliano fuori in sequenza dalla punta anteriore del mesoderma presomitic. Il pannello inferiore mostra la regione della testa di un embrione a piena risoluzione, permettendo l'osservazione della piega la testa e la formazione cardiaca precoce in alto dettaglio. Grazie alla trasparenza dell'embrione, la chiusura del tubo neurale può essere osservato nella regione della testa futuro. Supplemental Movie 4 display formazione somite nello stesso embrione in piena risoluzione nel tempo pieno di imaging nel pannello inferiore. Supplemental Movie 5 mostra la completa time-lapse dell'embrione colta dorsale verso l'alto (Figura 2C). L'intervallo di imaging era di 10 min. Mentre la UPPer pannello mostra lo sviluppo dell'embrione dai sette fase somite (HH9) a circa fase HH16-17, il pannello inferiore è ritagliata per visualizzare i cambiamenti morfologici nei primi anni del cervello, in quella fase in piena risoluzione. Il gonfiore locale del tubo neurale può essere osservato, che porta alla regionalizzazione del prosencefalo, mesencefalo e rombencefalo, che si dividono in cinque sub-regioni del cervello embrionale in fasi successive 13. Inoltre, la crescita delle vescicole ottiche può essere visto chiaramente. Dopo circa 30 ore di cultura, l'embrione sta morendo.
Per mostrare la compatibilità del sandwich carta filtro sommerso con manipolazioni microchirurgia, diverse microsfere di polistirene (~ 40 micron in diametro) sono stati impiantati nel o in prossimità del mesoderma presomitic di un embrione di pollo nel filtro sommerso coltura panino carta. Le microsfere sono state lavate in PBS per rimuovere tampone di conservazione e implanted prima copertura del terreno di coltura con lo strato di olio minerale leggero (confronta al punto 2.18 della sezione protocollo). Un bicchiere pipetta Pasteur è stato usato per trasferire le perline alla superficie dell'embrione, sotto osservazione attraverso gli oculari del microscopio. Cinque fori sono stati creati nel endoderma raschiando delicatamente con un ago di agopuntura. Uno strumento a forma di J su misura, creato da stretching e piegando un bicchiere pipetta Pasteur in una fiamma, è stato utilizzato per manipolare le perline e spingere con attenzione nei fori fino a diventare immobile. Tre fori sono stati riempiti con una perla ciascuno (Figura 3A - 0 hr e 3B *) e due fori con due perle di ciascuno (Figura 3a - 0 ore). Figura 3A mostra, in frame time-lapse selezionati, lo sviluppo dell'embrione pulcino dopo l'impianto microchirurgica delle perline. Tre perle sono stati inseriti con successo nel tessuto nella posizione desiderata, e il loro movimento è stato ripreso ilcorso dell'esperimento in dettaglio alto (Figura 3B). Lo sviluppo dell'embrione non sembrava essere compromessa dalla manipolazione o la presenza delle perline. Vedere supplementare film 6 per l'intero filmato time-lapse. L'intervallo di imaging è stato di 4 min.

Figura 3: Time-lapse imaging dopo microperla impianto. La prova di principio esperimento mostra la compatibilità del sandwich carta filtro sommerso con microsfere impianto. La testa dell'embrione è a sinistra, ma non è stato ripreso in questo esperimento. Le immagini sono state acquisite con illuminazione campo scuro. (A) selezionato temporizzata fotogrammi che mostra l'embrione manipolato ad intervalli di 3 ore dopo l'impianto di sette microsfere (~ 40 micron in diametro). L'embrione allungata e continuamente formata ulteriore somites. Tre perle sembrano essere stati correttamente collegato e spostato medialmente con il flusso dei tessuti oltre 18 ore di cultura. Gli altri quattro perle spuntato fuori dalle loro tane tra 6 e 9 ore di cultura e alla deriva posteriormente. (B) Vista dettagliata delle tre singole perle (da B1 a B3) impiantato nel mesoderma presomitic all'inizio dell'esperimento (0 HR, B *) e dopo 12 ore di incubazione (B **). Il numero dei somiti appena formatura viene indicata (S9 in B * e S18 in B **). Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Supplementare Film 1: EC-cultura Ventrale Side Up. Embryo nella cultura CE 1, colta lato ventrale, dalla fase di sette somite (HH9) 15 in poi su un Botto agar-albumem 1,33. L'intervallo di imaging è stato di 4 min. Il tempo relativo viene visualizzato nell'angolo in alto a sinistra. Immagini di alta qualità possono essere acquisiti, come l'embrione era confinato nella direzione z. Dopo 21 ore, il battito cardiaco e il flusso di sangue sono stati quasi arrestati e l'embrione avevano cominciato a disintegrarsi. Il pannello superiore mostra una panoramica ridimensionata dell'embrione, mentre i pannelli inferiori visualizzare sviluppo del cuore (pannello di sinistra) e la segmentazione del mesoderma presomitic (pannello di destra) a piena risoluzione (100% di zoom). (Tasto destro del mouse per scaricare).

Film supplementare 2: filtro sommerso Sandwich carta Ventrale Side Up. Embrione coltivate nel panino carta sommerso dalla fase sette somite (HH9) 15 in poi, sid ventralee rivolto verso l'alto. L'intervallo di imaging è stato di 4 min. Il tempo relativo viene visualizzato nell'angolo in alto a sinistra in ore e minuti, il riavvio dopo 24 ore. Il pannello superiore mostra una panoramica ridimensionata dello sviluppo dell'embrione oltre 46 ore, consecutivamente. Il pannello in basso a sinistra visualizza sviluppo cardiaca precoce durante la prima 10 ore di acquisizione di immagini a piena risoluzione (100% di zoom). Il pannello in basso a destra raffigura la segmentazione mesoderma in circa 30 ore di sviluppo a piena risoluzione (100% di zoom) fino a quando messa a fuoco è perso a causa di un ispessimento generale e tornitura del tessuto embrionale. (Tasto destro del mouse per scaricare).

Film supplementare 3: capo Fold Formazione. Embrione colta lato ventrale in panino carta da filtro sommerso dal luiad-processo / stage testa volte (HH5-6) 15 a circa lo stadio 22-somite (HH14) 15 su circa 27 ore di tempo della cultura. L'intervallo di imaging è stato di 4 min. Il tempo relativo viene visualizzato nell'angolo in alto a sinistra in ore e minuti, il riavvio dopo 24 ore. Il pannello superiore mostra una panoramica ridimensionata dello sviluppo dell'embrione. Il pannello inferiore raffigura la regione della testa di un embrione a piena risoluzione (100% di zoom). La formazione della piega la testa e il cuore precoce e la chiusura del tubo neurale può essere osservato. (Tasto destro del mouse per scaricare).

Film supplementare 4: Somitogenesis. Embrione colta lato ventrale in panino carta da filtro sommerso dal / testa-fold fase head-processo (HH5-6) 15a circa lo stadio 22-somite (HH14) 15 su circa 27 ore di tempo della cultura. L'intervallo di imaging è stato di 4 min. Il tempo relativo viene visualizzato nell'angolo in alto a sinistra in ore e minuti, il riavvio dopo 24 ore. Il pannello superiore mostra una panoramica ridimensionata dello sviluppo dell'embrione. Il pannello inferiore raffigura la segmentazione mesoderma parassiale a piena risoluzione (100% di zoom). (Tasto destro del mouse per scaricare).

Film supplementare 5: filtro sommerso Sandwich carta dorsale Side Up. Embrione lato colta dorsale fino nel panino carta da filtro sommerso dai sette fase somite (HH9) 15 a circa il palcoscenico HH16-17 15. L'intervallo di imaging era di 10 min. Viene visualizzato il tempo relativonell'angolo in alto a sinistra in ore e minuti, il riavvio dopo 24 ore. Il pannello superiore mostra una panoramica ridimensionata dello sviluppo dell'embrione. Il pannello inferiore raffigura cambiamenti morfologici nel cervello presto piena risoluzione (100% di zoom). L'embrione è morto dopo circa 30 ore di cultura. (Tasto destro del mouse per scaricare).

Film supplementare 6: microperle impiantato. Embryo colta lato ventrale in panino carta filtro sommerso per circa 19 ore, a partire dalla fase somite nove (HH9-10) 15. L'intervallo di imaging è stato di 4 min. Il tempo relativo viene visualizzato nell'angolo in alto a sinistra in ore e minuti. Il pannello superiore mostra una panoramica ridimensionata della regione coda con sette microsfere impiantate nel prmesoderma esomitic. Il pannello inferiore mostra la regione con microsfere impiantati a piena risoluzione (100% di zoom). (Tasto destro del mouse per scaricare).