Name: Manipolazione delle forze meccaniche nel cuore del pesce zebra in via di sviluppo utilizzando perle magnetiche (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-01-03T14:40:00.000+00:00
Duration: 4 min 13 s
Description: Scopri come manipolare le forze meccaniche nel cuore in via di sviluppo di Danio rerio utilizzando perle magnetiche e tecniche di imaging avanzate. Questo metodo permette di studiare l'influenza degli stimoli meccanici sulla biologia cardiaca.

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<meta charset="utf8"></head><body>Studio di meccanotrasduzione in vivo utilizzando biglie magnetiche nel cuore del pesce zebra

<ol><li>Streisinger, G., Walker, C., Dower, N., Knauber, D., Singer, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+clones+of+homozygous+diploid+zebra+fish+%28Brachydanio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Production of clones of homozygous diploid zebra fish (Brachydanio rerio).</a> Nature. 291 (5813), 293-296 (1981).</li>
<li>Tu, S., Chi, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+models+in+cardiac+development+and+congenital+heart+birth+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Differentiation%22%5BJournal%5D)">Zebrafish models in cardiac development and congenital heart birth defects.</a> Differentiation. 84 (1), 4-16 (2012).</li>
<li>Stainier, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+genetics+and+vertebrate+heart+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Genet%22%5BJournal%5D)">Zebrafish genetics and vertebrate heart formation.</a> Nat Rev Genet. 2 (1), 39-48 (2001).</li>
<li>Brown, D. R., Samsa, L. A., Qian, L., Liu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+the+study+of+heart+development+and+disease+using+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Dev+Dis%22%5BJournal%5D)">Advances in the study of heart development and disease using zebrafish.</a> J Cardiovasc Dev Dis. 3 (2), 13(2016).</li>
<li>Hoo, J. Y., Kumari, Y., Shaikh, M. F., Hue, S. M., Goh, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish%3A+A+versatile+animal+model+for+fertility+research%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Res+Int%22%5BJournal%5D)">Zebrafish: A versatile animal model for fertility research.</a> Biomed Res Int. 2016 (2016), 9732780(2016).</li>
<li>Bakkers, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+as+a+model+to+study+cardiac+development+and+human+cardiac+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">Zebrafish as a model to study cardiac development and human cardiac disease.</a> Cardiovasc Res. 91 (2), 279-288 (2011).</li>
<li>Briggs, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+zebrafish%3A+a+new+model+organism+for+integrative+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Regul+Integr+Comp+Physiol%22%5BJournal%5D)">The zebrafish: a new model organism for integrative physiology.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 282 (1), R3-R9 (2002).</li>
<li>Veldman, M. B., Lin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+as+a+developmental+model+organism+for+pediatric+research%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Res%22%5BJournal%5D)">Zebrafish as a developmental model organism for pediatric research.</a> Pediatr Res. 64 (5), 470-476 (2008).</li>
<li>Duchemin, A. L., Vignes, H., Vermot, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanically+activated+piezo+channels+modulate+outflow+tract+valve+development+through+the+Yap1+and+Klf2-Notch+signaling+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Mechanically activated piezo channels modulate outflow tract valve development through the Yap1 and Klf2-Notch signaling axis.</a> Elife. 8, e44706(2019).</li>
<li>Vignes, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+mechanical+forces+drive+endocardial+cell+volume+decrease+during+zebrafish+cardiac+valve+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Cell%22%5BJournal%5D)">Extracellular mechanical forces drive endocardial cell volume decrease during zebrafish cardiac valve morphogenesis.</a> Dev Cell. 57 (5), 598-609.e595 (2022).</li>
<li>Steed, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((klf2a+couples+mechanotransduction+and+zebrafish+valve+morphogenesis+through+fibronectin+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">klf2a couples mechanotransduction and zebrafish valve morphogenesis through fibronectin synthesis.</a> Nat Commun. 7, 11646(2016).</li>
<li>Chow, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+forces+regulate+zebrafish+heart+valve+delamination+by+modulating+Nfat+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Cardiac forces regulate zebrafish heart valve delamination by modulating Nfat signaling.</a> PLoS Biol. 20 (1), e3001505(2022).</li>
<li>Fukui, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioelectric+signaling+and+the+control+of+cardiac+cell+identity+in+response+to+mechanical+forces%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Bioelectric signaling and the control of cardiac cell identity in response to mechanical forces.</a> Science. 374 (6565), 351-354 (2021).</li>
<li>Vignes, H., Vagena-Pantoula, C., Vermot, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+control+of+tissue+shape%3A+Cell-extrinsic+and+-intrinsic+mechanisms+join+forces+to+regulate+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Cell+Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Mechanical control of tissue shape: Cell-extrinsic and -intrinsic mechanisms join forces to regulate morphogenesis.</a> Semin Cell Dev Biol. 130, 45-55 (2022).</li>
<li>Juan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+pkd+and+piezo+gene+family+members+are+required+for+atrioventricular+valve+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Multiple pkd and piezo gene family members are required for atrioventricular valve formation.</a> Nat Commun. 14 (1), 214(2023).</li>
<li>Juan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+cardiac+contractions+using+Cre-lox+and+degron+strategies+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Control of cardiac contractions using Cre-lox and degron strategies in zebrafish.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 121 (3), e2309842121(2024).</li>
<li>Duchemin, A. L., Vignes, H., Vermot, J., Chow, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanotransduction+in+cardiovascular+morphogenesis+and+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Genet+Dev%22%5BJournal%5D)">Mechanotransduction in cardiovascular morphogenesis and tissue engineering.</a> Curr Opin Genet Dev. 57, 106-116 (2019).</li>
<li>Kalogirou, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracardiac+flow+dynamics+regulate+atrioventricular+valve+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">Intracardiac flow dynamics regulate atrioventricular valve morphogenesis.</a> Cardiovasc Res. 104 (1), 49-60 (2014).</li>
<li>da Silva, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((egr3+is+a+mechanosensitive+transcription+factor+gene+required+for+cardiac+valve+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Adv%22%5BJournal%5D)">egr3 is a mechanosensitive transcription factor gene required for cardiac valve morphogenesis.</a> Sci Adv. 10 (20), eadl0633(2024).</li>
<li>Bartman, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+myocardial+function+affects+endocardial+cushion+development+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Early myocardial function affects endocardial cushion development in zebrafish.</a> PLoS Biol. 2 (5), E129(2004).</li>
<li>Steed, E., Boselli, F., Vermot, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamics+driven+cardiac+valve+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">Hemodynamics driven cardiac valve morphogenesis.</a> Biochim Biophys Acta. 1863 (7 Pt B), 1760-1766 (2016).</li>
<li>Vermot, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversing+blood+flows+act+through+klf2a+to+ensure+normal+valvulogenesis+in+the+developing+heart%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Reversing blood flows act through klf2a to ensure normal valvulogenesis in the developing heart.</a> PLoS Biol. 7 (11), e1000246(2009).</li>
<li>Bäck, M., Gasser, T. C., Michel, J. B., Caligiuri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+factors+in+the+biology+of+aortic+wall+and+aortic+valve+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">Biomechanical factors in the biology of aortic wall and aortic valve diseases.</a> Cardiovasc Res. 99 (2), 232-241 (2013).</li>
<li>Hahn, C., Schwartz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanotransduction+in+vascular+physiology+and+atherogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Mechanotransduction in vascular physiology and atherogenesis.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 10 (1), 53-62 (2009).</li>
<li>Boselli, F., Steed, E., Freund, J. B., Vermot, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropic+shear+stress+patterns+predict+the+orientation+of+convergent+tissue+movements+in+the+embryonic+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Anisotropic shear stress patterns predict the orientation of convergent tissue movements in the embryonic heart.</a> Development. 144 (23), 4322-4327 (2017).</li>
<li>Hove, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracardiac+fluid+forces+are+an+essential+epigenetic+factor+for+embryonic+cardiogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Intracardiac fluid forces are an essential epigenetic factor for embryonic cardiogenesis.</a> Nature. 421 (6919), 172-177 (2003).</li>
<li>JoVE Science Education database. Biology II: Mouse, zebrafish, and chick. Zebrafish breeding and embryo handling. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22JoVE%22">JoVE</a>. , (2023).</li>
<li>Arrenberg, A. B., Stainier, D. Y., Baier, H., Huisken, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetic+control+of+cardiac+function%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Optogenetic control of cardiac function.</a> Science. 330 (6006), 971-974 (2010).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Materiali</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Attrezzatura essenziale per l'allevamento, l'allevamento e la raccolta</td><td></td><td></td><td></td>di embrioni di zebrafish</tr><tr><td>Piatto con fondo in vetro (35 mm x 15&nbsp; mm)</td><td>VWR International</td><td>734-2905</td><td></td></tr><tr><td>Blocco termico</td><td>Eppendorf</td><td>EP5382000031</td><td>Eppendorf ThermoMixer C</td></tr><tr><td>Pinze per gioiellieri</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F6521-1EA</td><td>Dumont No. 5, L 4 1/4 in., Provette per</td></tr><tr><td>microcentrifuga in lega inox 2 mL</td><td>Eppendorf</td><td>30120094</td><td></td></tr><tr><td>Pasteur pipetta</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Piastra</td><td></td> <td>di Petri</td><td></td></tr><tr><td>Stereomicroscopio</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><forte>Reagenti</forte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4 mg/mL soluzione madre</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>di tricaina Terreno di Danieau (soluzione madre 60x)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PureCube Glutatione MagBeads</td><td>Cube Biotech</td><td>32201</td><td></td></tr><tr><td>PTU (1-fenil-2-tiourea)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P7629</td><td></td></tr><tr><td>UltraPure agarosio a basso punto di fusione</td><td>Invitrogen</td><td>16520-050</td><td></td></tr><tr><td>Danieau's medium (60x soluzione madre)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>34,8 g NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014</td><td></td></tr><tr><td>1,6 g KCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9541</td><td></td></tr><tr><td>5,8 g CaCl2&middot; 2H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C3306</td><td></td></tr><tr><td>9,78 g MgCl2&middot; 6H2O&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>442611-M</td><td></td></tr><tr><td>Sciogliere gli ingredienti in H2O fino a un volume finale di 2 L. Regolare il pH a 7,2 utilizzando NaOH, quindi sterilizzare in autoclave.</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><forte>4 mg/mL di tricaina soluzione madre</forte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>400 mg di tricaina in polvere (sale di etile 3-amminobenzoato metanosolfonato)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A5040</td><td></td></tr><tr><td>97,9 mL di H2O</td><td></td><td></td><td></td>a doppia distillazione</tr><tr><td>2,1 mL 1 M Tris (pH 9)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Regolare il pH a 7, quindi aliquotare e conservare a -20 °C. </td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

manipolazione delle forze meccaniche nel cuore del pesce zebra in via di sviluppo utilizzando perle magnetiche

Manipulating Mechanical Forces in the Developing Zebrafish Heart Using Magnetic Beads

Esempi di innesto di perline di successo sono mostrati nella Figura 3, nel Video 3 e nel Video 4. La perlina magnetica è stata posizionata correttamente all'interno dell'atrio del cuore del pesce zebra, consentendo un flusso sanguigno senza ostacoli e nessuna emorragia osservata. Inoltre, le pareti cardiache hanno mantenuto la loro integrità strutturale senza collassare (Figura 3 e Video 3). Dopo 24 ore, l'embri...

Manipolazione delle forze meccaniche nel cuore del pesce zebra in via di sviluppo utilizzando perle magnetiche

Mechanical forces continuously provide feedback to heart valve morphogenetic programs. In zebrafish, cardiac valve development relies on heart contraction ...

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Developmental Biology

Biologia dello sviluppo

Un chiaro, metodo standardizzato per la dissezione e l'isolamento del cuore zebrafish a più stadi di sviluppo sono descritti. Tecniche di annotazione e la quantificazione vengono anche discussi.

Dissezione di cuore in larvale, Zebrafish giovanile e degli adulti, Danio rerio</em

Questo video descrive una tecnica per isolare il cuore da un pesce zebra in più fasi di sviluppo per studiare lo sviluppo cardiaco, la maturazione e l'invecchiamento.

Dissezione cardiaca: un metodo per osservare lo sviluppo cardiaco del pesce zebra

Per analizzare i profili di espressione genica cardiaco durante lo sviluppo del cuore zebrafish, RNA totale deve essere estratto dai cuori isolati. Qui, vi presentiamo un protocollo per la raccolta funzionali / cuori che battono per una rapida dissezione manuale da embrioni di zebrafish per ottenere mRNA specifici cardiaco.

Su larga scala Zebrafish embrionali Cuore dissezione per l&#39;analisi trascrizionale

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Microperla impianto nel zebrafish

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Seguendo i movimenti del tessuto Endocardial tramite cella fotoconversione nell'embrione di pesce zebra

Qui, presentiamo un protocollo per visualizzare lo sviluppo di cuori in zebrafish in 4 dimensioni (4D). Imaging 4D, tramite microscopia di fluorescenza di luce-foglio (LSFM), prende 3-dimensionale (3D) immagini nel corso del tempo, di ricostruire i cuori in via di sviluppo. Indichiamo qualitativamente e quantitativamente che lo shear stress attiva endocardial tacca di segnalazione durante lo sviluppo di camera, che promuove trabeculation cardiaco.

Microscopia di fluorescenza di luce-foglio di catturare immagini 4-dimensionale degli effetti di modulazione dello sforzo di taglio sul cuore Zebrafish in via di sviluppo

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L'analisi dello spostamento della deformazione meccanica miocardiale (DIAMOND) rivela l'eterogeneità segmentale della funzione cardiaca nel pesce zebra embrionale

Descriviamo strumenti ottimizzati per studiare il cuore di zebrafish in vivo con microscopia a fluorescenza a foglio leggero. In particolare, suggeriamo linee transgeniche cardiache luminose e presentiamo nuove delicate tecniche di incorporamento e immobilizzazione che evitano difetti dello sviluppo e cardiaci. Viene inoltre fornita una possibile pipeline di acquisizione e analisi dei dati adattata all'imaging cardiaco.

Microscopia light sheet di dinamiche cardiache veloci in embrioni zebrafish

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