Name: 初期ニワトリ胚形態形成における物理的な力の役割を探る (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 33 s
Description: 学ぶ初期ニワトリ胚の脳形成における機械力の役割。ex-ovo実験と物理モデリングを用いて、形態形成の力学を組織・個体レベルで解析する手法です。発生生物学と生物力学の研究に有用です。

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Z.C. は、ダートマス スタートアップ資金とブランコ ヴァイスシュヴァルツ-社会科学フェローシップ、ETH チューリッヒによって管理されてからのサポートを認めています。著者は、本ラリー A. テーバー、Benjamen A. Filas、Qiaohang 郭と役に立つ議論のため Yunfei 市として匿名の校閲者のコメントをありがとうございます。この資料は、国立科学財団大学院研究奨学金助成号下に支えられて仕事に基づいていますDGE-1313911。意見、所見、結論または本資料に示した推奨事項著者 (s) のものし、国立科学財団の見解を必ずしも反映されません。

1. 培養媒体の作製
<ol><li>4.5 G/L グルコース、炭酸水素ナトリウム、L-グルタミンと文化メディアの拠点として 0.5 L ボトル ダルベッコ変更されたワシの媒体 (DMEM) を使用します。</li>
	<li>滅菌の層流フードの DMEM の 0.5 L に抗生物質の 10 mL を追加します。</li>
	<li>滅菌ピペットを使用して、滅菌 50 mL の円錐管に DMEM 抗生物質溶液 50 mL を転送します。</li>
	<li>ニワトリ血清の 50 mL を無菌フード 0.5 L ボトルに残り DMEM 抗生物質ソリューションに追加します。</li>
	<li>最終的な解決 (と呼ばれる来世にひよこ文化メディア [CCM]) 50 mL コニカル チューブ因数-20 ° C で保存します。</li>
</ol>2. 卵孵化
<ol><li>繊細な使用を受精特定病原体フリーの白色レグホンの鶏の卵をきれいにする 70% エタノール ワイプします。ホルダーに縦方向に卵を配置します。</li>
	<li>37.5 ° C の目標温度を設定して 48-55% の湿度を維持する卵のインキュベーターを入れます。湿度は、インキュベーターに水の適切な量を追加することによって制御されます。</li>
	<li>HH11 月 13 日、約 40-44 時間卵を孵化させなさい。</li>
	<li>卵は 70% エタノールを噴霧・洗浄の前に約 15-30 分の室温で冷却させてください。</li>
</ol>3. ガラス管を引く
<ol><li>マイクロ ピペットの引き手の外側直径 1.0 mm と 0.5 mm の内径 10 cm 長いガラス毛細管をマウントします。</li>
	<li>熱を設定、それぞれ 750、400、パラメーターを引き出します。細い針にキャピラリー チューブを引っ張ってプル ボタンを押します。</li>
</ol>4. フィルター ペーパー キャリア方式
<ol><li>ろ紙から直径約 3 cm の円をカットします。</li>
	<li>矩形をカット約 1 cm 2 cm 穴パンチャーを使用して円から。または鋭いコーナーなど任意の突出を削除することを確認します。</li>
</ol>5. 胚の収穫と調製
<ol><li>底から卵を割る、離れてシェルを軽く引いて、慎重に内容を 150 mm × 15 mm のペトリ皿に入金します。胎児側を確保するために、卵をおいてそれらを割れしながら培養彼ら同じ向きです。</li>
	<li>使い捨てのパスツール ピペットを使用して薄いアルブミンを削除します。</li>
	<li>鈍終了した鉗子を使用して卵黄から厚いアルブミンを区切ります。鈍終了した鉗子で卵黄の上部を軽く削って厚いアルブミンが削除されていることを確認します。</li>
	<li>細い鉗子を使用して、センター、胚、胎児の長軸とリングの長軸に一致する上フィルター ペーパー リングを配置します。</li>
	<li>ハサミでフィルター ペーパー リングを取り巻く卵黄をカットします。</li>
	<li>卵黄がカットされた最初サイトに向かって斜め方向にリングと、卵黄の胚を引き出します。</li>
	<li>室温 1 リン酸緩衝生理食塩水 (PBS) x の 2 つの連続 100 mm 料理で胚をすすいでください。</li>
	<li>最初の 35 mm のシャーレに濾紙リングを配置します。配置胚の背側をフィルター紙の上にすでに 35 mm シャーレ。</li>
	<li>ステンレス製リング フィルター ペーパー サンドイッチの上に配置します。胎児を害することのないことを確認します。</li>
	<li>各ペトリ皿に事前に準備された CCM の 3 mL を追加します。</li>
	<li>胚と離れての VM を剥離、(右脳) 上前方の端から始まって、(図 1 a) 脊索に進むの上部に軽く引っ張られた細針をスキミングしてそれぞれの胚の VM を削除します。</li>
	<li>(湿度を維持) を水に飽和繊細なタスク ワイプが並んでいた 1 つの 150 の mm の皿に 8 の 35 mm のペトリ皿を配置します。</li>
	<li>密閉式のビニール袋に 150 mm のペトリ皿の場所は、95% O2と 5% CO2から成る混合ガス袋を記入してください。</li>
	<li>袋を密封し、37.5 ° C の定温器。</li>
	<li>HH15-HH16 (図 1 b) まで追加 27 h の胚を孵化させなさい。</li>
</ol>6. 表面張力を誘発します。
<ol><li>インキュベーターから胚を削除し、それらのイメージを光コヒーレンス断層法 (OCT) システムを使用します。神経管 (NT) (図 2) のねじりの角度を決定する使用 10 月。</li>
	<li>光学顕微鏡に胚を転送し、倍率 10 倍で可視化します。200 1 マイクロリットル ピペットを使用して、増分ペトリ皿からメディアの 0.2 mL を削除します。</li>
	<li>メディア エアインタ フェースの胚に及ぼす影響を観察する間隔ごとに明視野画像を取る。</li>
	<li>胚の間で表面張力を誘発するねじり (図 1) までは、メディアを削除します。</li>
	<li>OCT システムをもう一度使用して胚を制御する比較のための最終的なねじり角度を確立する胚をイメージします。 注: 明視野画像は解剖顕微鏡による買収されました。接続されている顕微鏡を用いた光波コヒーレンス断層撮影システムは、生きている胚の断面画像のスタックを取得する使用されました。画像が 3 × 10 mm × 3 mm3スキャン ドメインで取得し、イメージング ソフトウェアで処理します。最後に、物理的なモデル画像はデジタル単一レンズの反射カメラで撮影されました。</li>
</ol>7 表面張力/VM 軍の物理モデリング
<ol><li>HH14 - 17 商業モデリング ソフト (図 3 a) の胚のような簡素化した 3 D ジオメトリを作成します。</li>
	<li>市販の 3 D コンピューター グラフィックス ソフトウェアの 3D ジオメトリの負の金型を設計します。</li>
	<li>1.75 mm アクリロニ トリル ブタジエン スチレン フィラメント 3 d 搭載 3 D プリンターの使用は、stereolithographic (.stl) 形式で設計された金型を印刷します。</li>
	<li>金型をキャストするには、シリコーン ゴム エラストマー部品 A と B の等しい部分をミックスし、速やかに対処、金型にミックスを注ぐ12 h (図 3 b) 室温で硬化する鋳型を設定します。</li>
	<li>ねじりを視覚化する背側に NT に沿って胚の物理モデルをマークします。</li>
	<li>観察を使用して、複製の VM または表面張力 (図 3 D) を模倣する 3 D 物理モデルに適用された力。</li>
	<li>一連の物理モデルの側面に同じ長さの堅いワイヤーを挿入します。Coverslip 脳モデルを外部の力を発揮後、ワイヤーになる場所に依存する角度で傾いています。各ワイヤ (図 3E) の元の長さに投影された長さの arctan によって回転角度を決定します。</li>
</ol>8. 心ループの方向を変更します。
<ol><li>3.1 と 3.2 引っ張られたキャピラリー チューブを取得する手順に従います。</li>
	<li>胚の準備に 5.10 を 5.1 で手順に従います。</li>
	<li>胚の腹側アップになるので、フィルター紙を反転するのにピンセットのペアを使用します。</li>
	<li>Splanchnopleure (SPL) 膜に開いているスリットを切りに引っ張られたのキャピラリー チューブを使用します。</li>
	<li>キャピラリー チューブを使用して、右側から左側に中心部をプッシュする機械的な力を発揮します。</li>
	<li>ねじりの変化を観察する 5.15 を 5.12 に手順に従います。</li>
</ol>

<ol><li>Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://appliedmechanicsreviews.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1395451">Biomechanics of Growth, Remodeling, and Morphogenesis.</a> Appl. Mech. Rev. 48, 487-545 (1995).</li>
<li>Wyczalkowski, M. A., Chen, Z., Filas, B. A., Varner, V. D., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computational+models+for+mechanics+of+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Birth+Defects+Research+Part+C+-+Embryo+Today%3A+Reviews%22%5BJournal%5D)">Computational models for mechanics of morphogenesis.</a> Birth Defects Research Part C - Embryo Today: Reviews. 96, 132-152 (2012).</li>
<li>Savin, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+growth+and+form+of+the+gut%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">On the growth and form of the gut.</a> Nature. 476, 57-62 (2011).</li>
<li>Gjorevski, N., Nelson, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanics+of+development%3A+Models+and+methods+for+tissue+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Birth+Defects+Research+Part+C+-+Embryo+Today%3A+Reviews%22%5BJournal%5D)">The mechanics of development: Models and methods for tissue morphogenesis.</a> Birth Defects Research Part C - Embryo Today: Reviews. 90, 193-202 (2010).</li>
<li>Shyer, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Villification%3A+how+the+gut+gets+its+villi%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Villification: how the gut gets its villi.</a> Science. 342, 212-218 (2013).</li>
<li>Ambrosi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perspectives+on+biological+growth+and+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Mechanics+and+Physics+of+Solids%22%5BJournal%5D)">Perspectives on biological growth and remodeling.</a> Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 59, 863-883 (2011).</li>
<li>Chen, Z., Majidi, C., Srolovitz, D. J., Haataja, M. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3530441">Tunable helical ribbons.</a> Appl. Phys. Lett. 98, (2011).</li>
<li>Gerbode, S. J., Puzey, J. R., McCormick, A. G., Mahadevan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+the+cucumber+tendril+coils+and+overwinds%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">How the cucumber tendril coils and overwinds.</a> Science. 337, 1087-1091 (2012).</li>
<li>Armon, S., Efrati, E., Kupferman, R., Sharon, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Geometry+and+mechanics+in+the+opening+of+chiral+seed+pods%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Geometry and mechanics in the opening of chiral seed pods.</a> Science. 333, 1726-1730 (2011).</li>
<li>Filas, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+potential+role+for+differential+contractility+in+early+brain+development+and+evolution%5BTitle%5D)+AND+%22Biomech.+Model.+Mechanobiol%22%5BJournal%5D)">A potential role for differential contractility in early brain development and evolution.</a> Biomech. Model. Mechanobiol. 11, 1251-1262 (2012).</li>
<li>Xu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Axons+pull+on+the+brain%2C+but+tension+does+not+drive+cortical+folding%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech.+Eng%22%5BJournal%5D)">Axons pull on the brain, but tension does not drive cortical folding.</a> J. Biomech. Eng. 132, 71013(2010).</li>
<li>Chen, Z., Guo, Q., Dai, E., Forsch, N., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+the+embryonic+chick+brain+twists%5BTitle%5D)+AND+%22J.+R.+Soc.+Interface%22%5BJournal%5D)">How the embryonic chick brain twists.</a> J. R. Soc. Interface. 13, (2016).</li>
<li>Manca, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nerve+growth+factor+regulates+axial+rotation+during+early+stages+of+chick+embryo+development%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Nerve growth factor regulates axial rotation during early stages of chick embryo development.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 2009-2014 (2012).</li>
<li>Shi, Y., Yao, J., Xu, G., Taber, L. a <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bending+of+the+looping+heart%3A+differential+growth+revisited%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech.+Eng%22%5BJournal%5D)">Bending of the looping heart: differential growth revisited.</a> J. Biomech. Eng. 136, 1-15 (2014).</li>
<li>Shi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bending+and+twisting+the+embryonic+heart%3A+A+computational+model+for+c-looping+based+on+realistic+geometry%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Bending and twisting the embryonic heart: A computational model for c-looping based on realistic geometry.</a> Front. Physiol. 5, (2014).</li>
<li>Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphomechanics%3A+Transforming+tubes+into+organs%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Genetics+and+Development%22%5BJournal%5D)">Morphomechanics: Transforming tubes into organs.</a> Current Opinion in Genetics and Development. 27, 7-13 (2014).</li>
<li>Hosseini, H. S., Beebe, D. C., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+effects+of+the+surface+ectoderm+on+optic+vesicle+morphogenesis+in+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Mechanical effects of the surface ectoderm on optic vesicle morphogenesis in the chick embryo.</a> J. Biomech. 47, 3837-3846 (2014).</li>
<li>Hamburger, V., Hamilton, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+series+of+normal+stages+in+the+development+of+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Dyn%22%5BJournal%5D)">A series of normal stages in the development of the chick embryo.</a> Dev. Dyn. 88, 49-92 (1951).</li>
<li>Shi, Y., Varner, V. D., Taber, L. a <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+is+cytoskeletal+contraction+required+for+cardiac+fusion+before+but+not+after+looping+begins%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Biol%22%5BJournal%5D)">Why is cytoskeletal contraction required for cardiac fusion before but not after looping begins?</a> Phys. Biol. 12, 16012(2015).</li>
<li>Garcia, K. E., Okamoto, R. J., Bayly, P. V., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contraction+and+stress-dependent+growth+shape+the+forebrain+of+the+early+chicken+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mech.+Behav.+Biomed.+Mater%22%5BJournal%5D)">Contraction and stress-dependent growth shape the forebrain of the early chicken embryo.</a> J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 65, 383-397 (2017).</li>
<li>Faisst, A. M., Alvarez-Bolado, G., Treichel, D., Gruss, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rotatin+is+a+novel+gene+required+for+axial+rotation+and+left-right+specification+in+mouse+embryos%5BTitle%5D)+AND+%22Mech.+Dev%22%5BJournal%5D)">Rotatin is a novel gene required for axial rotation and left-right specification in mouse embryos.</a> Mech. Dev. 113, 15-28 (2002).</li>
<li>Yalcin, H. C., Shekhar, A., Rane, A. a, Butcher, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+ex-ovo+chicken+embryo+culture+system+suitable+for+imaging+and+microsurgery+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">An ex-ovo chicken embryo culture system suitable for imaging and microsurgery applications.</a> J. Vis. Exp. (44), (2010).</li>
<li>Chapman, S. C., Collignon, J., Schoenwolf, G. C., Lumsden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+method+for+chick+whole-embryo+culture+using+a+filter+paper+carrier%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Dyn%22%5BJournal%5D)">Improved method for chick whole-embryo culture using a filter paper carrier.</a> Dev. Dyn. 220, 284-289 (2001).</li>
<li>Campàs, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+cell-generated+mechanical+forces+within+living+embryonic+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">Quantifying cell-generated mechanical forces within living embryonic tissues.</a> Nat. Methods. 11, 183-189 (2014).</li>
<li>Schierenberg, E., Junkersdorf, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+eggshell+and+underlying+vitelline+membrane+for+normal+pattern+formation+in+the+early+C.+elegans+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Roux%27s+Arch.+Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">The role of eggshell and underlying vitelline membrane for normal pattern formation in the early C. elegans embryo.</a> Roux's Arch. Dev. Biol. 202, 10-16 (1992).</li>
<li>Chuai, M., Weijer, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Mechanisms+Underlying+Primitive+Streak+Formation+in+the+Chick+Embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Topics+in+Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">The Mechanisms Underlying Primitive Streak Formation in the Chick Embryo.</a> Current Topics in Developmental Biology. 81, 135-156 (2008).</li>
<li>Voronov, D. A., Alford, P. W., Xu, G., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+mechanical+forces+in+dextral+rotation+during+cardiac+looping+in+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">The role of mechanical forces in dextral rotation during cardiac looping in the chick embryo.</a> Dev. Biol. 272, 339-350 (2004).</li>
<li>Raya, A., Izpisua Belmonte, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unveiling+the+establishment+of+left-right+asymmetry+in+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Mechanisms+of+Development%22%5BJournal%5D)">Unveiling the establishment of left-right asymmetry in the chick embryo.</a> Mechanisms of Development. 121, 1043-1054 (2004).</li>
<li>Voronov, D. A., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+looping+in+experimental+conditions%3A+Effects+of+extraembryonic+forces%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Dyn%22%5BJournal%5D)">Cardiac looping in experimental conditions: Effects of extraembryonic forces.</a> Dev. Dyn. 224, 413-421 (2002).</li>
<li>Chen, Z., Huang, G., Trase, I., Han, X., Mei, Y. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.5.017001">Mechanical Self-Assembly of a Strain-Engineered Flexible Layer: Wrinkling, Rolling, and Twisting.</a> Phys. Rev. Appl. 5, (2016).</li>
<li>Manner, J., Seidl, W., Steding, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+the+cervical+flexure%3A+an+experimental+study+on+chick+embryos%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Anat.+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Formation of the cervical flexure: an experimental study on chick embryos.</a> Acta Anat. (Basel). 152, 1-10 (1995).</li>
<li>Ware, M., Schubert, F. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+the+early+axon+scaffold+in+the+rostral+brain+of+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Anat%22%5BJournal%5D)">Development of the early axon scaffold in the rostral brain of the chick embryo.</a> J. Anat. 219, 203-216 (2011).</li>
<li>Ramasubramanian, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+role+of+intrinsic+and+extrinsic+forces+in+early+cardiac+S-looping%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Dyn%22%5BJournal%5D)">On the role of intrinsic and extrinsic forces in early cardiac S-looping.</a> Dev. Dyn. 242, 801-816 (2013).</li>
<li>Hoyle, C., Brown, N. a, Wolpert, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+left%2Fright+handedness+in+the+chick+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Development of left/right handedness in the chick heart.</a> Development. 115, 1071-1078 (1992).</li>
<li>Nerurkar, N. L., Ramasubramanian, A., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphogenetic+adaptation+of+the+looping+embryonic+heart+to+altered+mechanical+loads%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Dyn%22%5BJournal%5D)">Morphogenetic adaptation of the looping embryonic heart to altered mechanical loads.</a> Dev. Dyn. 235, 1822-1829 (2006).</li>
<li>Levin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Left-right+asymmetry+and+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Semin.+Cell+Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">Left-right asymmetry and the chick embryo.</a> Semin. Cell Dev. Biol. 9, 67-76 (1998).</li>
<li>Roebroek, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Failure+of+ventral+closure+and+axial+rotation+in+embryos+lacking+the+proprotein+convertase+Furin%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Failure of ventral closure and axial rotation in embryos lacking the proprotein convertase Furin.</a> Development. 125, 4863-4876 (1998).</li>
<li>Peebles, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+proton+spectroscopy+and+diffusion+weighted+imaging+of+chick+embryo+brain+in+ovo%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance proton spectroscopy and diffusion weighted imaging of chick embryo brain in ovo.</a> Dev. Brain Res. 141, 101-107 (2003).</li>
<li>Zhu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerberus+regulates+left-right+asymmetry+of+the+embryonic+head+and+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Cerberus regulates left-right asymmetry of the embryonic head and heart.</a> Curr. Biol. 9, 931-938 (1999).</li>
</ol>

著者は利益相反を宣言しません。

物理現象形態26,27,28,29,30機械の調整と共に、特定の機械的メカニズムに不可欠な役割を果たす一方、分子機構は、主として未踏のままです。腹側の曲げと原始的な脳の右ねじり初期胚形態形成18,31,32,33に貢献する 2 つの中央プロセスが知られています。 34, しかし、どんな事前の研究解決脳ねじり最古の器官レベルの左右非対称性のイベントの一つの機械の起源。
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現代の発生生物学研究は主として分子遺伝学1,2,3,4,5,6の観点から理解開発に焦点を当ててください。,7,8,9,10,11,12,13それは知られている物理現象が形態形成の中心的な役割を再生または生物の生成フォーム14,15,16,17;。しかし、開発の機械的なメカニズムは特定のまま主巧まない。原始的な脳管後ハンバーガー ハミルトン ステージ 11 (HH 11)18胚の形に貢献する 2 つの主要なプロセスの右の捩り及び腹側曲げ19,20を変更します。特に、胎生期の脳のねじれの開発の基になる物理的なメカニズムは不完全な理解のままになります。
ニワトリ胚の胚のねじりは開発で左右 (L R) 非対称性の最も早い形成イベントです。左右非対称のプロセスを摂動21内臓逆位、異性、または内臓などの先天異常が発生します。 初期の胎生期脳開発中に機械力を特徴付ける物理モデリングとex ovo実験22,23を組み合わせたプロトコルをご紹介します。提示方法の目標は、脳のねじりおよび初期開発12の中にねじりの程度に影響する要因を担当の機械力を識別するためにです。卵黄膜 (VM) が胚の背側を拘束実験観察に基づいて、VM が発展途上の脳のねじりを誘導するために必要な力を提供することを行った。したがって、この方法では、脳のねじりに及ぼす影響を調べる脳領域をカバーする VM の一部を削除しました。さらに、流体の表面張力を適用する方法は、VM の力学的役割を確認し、脳の捻転は、以前行われていないために必要な力の見積もりを提供する使用されました。萌芽期の形態形成時に力を測定は、やりがいのある仕事です。特に、先駆的な研究では、Campàs と同僚の24は、注入された微小油滴中を使用して携帯電話の応力を定量化する手法を開発しました。それにもかかわらず、このメソッドは、軍組織または個体レベルでのプローブには適用されませんので、細胞レベルで力を測定するに限られていた。本稿で提示されたプロトコルは、部分的にこのギャップを埋めるために開発されました。

<table><tbody><tr><td>受精した特定の病原体を含まないホワイトレグホーン鶏の卵</td><td>チャールズリバー</td><td></td><td></td></tr><tr><td>光コヒーレントトモグラフィー顕微鏡</td><td>Thorlabs</td><td>GAN220C1</td><td></td></tr><tr><td>シリコーンエラスト</td><td>マーSmooth-On、Inc.</td><td>EcoFlex 00-50</td><td></td></tr><tr><td>解剖顕微鏡</td><td>ライカ</td><td>MZ8</td><td></td></tr><tr><td>ダルベッコ'のモディファイドイーグル」S Medium (DMEM)</td><td>Lonza</td><td>12-604F</td><td></td></tr><tr><td>Antibiotics</td><td>Sigma</td><td>P4083</td><td></td></tr><tr><td>Chick serum</td><td>Sigma</td><td>C5405</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette puller</td><td>Sutter</td><td>Instrument Model P-30</td><td></td></tr><tr><td>Filter paper</td><td>Whatman</td><td>5202-110</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate buffered saline (PBS)</td><td>Corning</td><td>21-040-CV</td><td></td></tr><tr><td>Comsol MultiPhysics</td><td>Comsol</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3Dコンピュータグラフィックスソフト</td><td>Rhino 5</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscope attached with OCT</td><td>Nikon&nbsp;</td><td>FN1</td><td></td></tr><tr><td>デジタル一眼レフカメラ</td><td>EOS&nbsp;</td><td>反乱軍T3i</td><td></td></tr></tbody></table>

初期ニワトリ胚形態形成における物理的な力の役割を探る

Probing the Roles of Physical Forces in Early Chick Embryonic Morphogenesis

萌芽期の開発、分子遺伝学の観点から検討する伝統的が形態形成における力学の基本的な重要性がますます認識になります。特に、鶏胚心と脳管、抜本的な形態学的変化を受けることを開発する際、形態形成における物理的な力の役割を研究する首相候補の中では。進歩的な腹曲げと管状初期胚の脳の右ねじりは、ニワトリ胚の器官レベルの左右非対称性の初期の段階で起こる。卵黄膜 (VM) は、胚の背側を固定され、脳の発達のねじりを誘導するために必要な力を提供することに関与しています。新しいex ovo実験と物理脳ねじりの力学を識別するためにモデリングの組み合わせをご紹介します。ハンバーガー ハミルトン 11 段階で胚が収穫され、培養ovo ex (メディアで)。VM では、引っ張られたキャピラリー チューブを使用して削除されます後。流体のレベルを制御して胚を液体空気インターフェイスに服従させることで、メディアの流体の表面張力は、VM の力学的役割を交換する使用できます。マイクロサージャリー実験は脳ねじりのカイラリティの結果の変化を見つける心の位置を変更するも行った。このプロトコルからの結果は、運転形態形成の力学の基本的な役割を示しています。

本研究では HH11 で胚の VM は胸部の純曲げを前方から削除されました。OCT システムによる胚をイメージしました。この段階で脳管のねじりはありません (図 1 a) を開始しました。HH15 16 に産み落とされていた後削除の VM を持つ胚は低脳管のねじり、約 35 度 (図 1 b) 90 度前後のねじりを表わす胚をコントロールと比較して展示。Vm を削除して胚の背側表面張力を誘発するメディアのレベルが下げられ、脳はコントロール胚 (図 1) に匹敵するレベルにツイスト。胸部方向角と頭蓋の姿勢角度 (図 2 a) をマーク HH 13 胚の代表 10 月イメージを図 2に示します。角度は、NT (図 2 b<...

ここでは、一連の新しいex ovo実験と初期ニワトリ胚の脳ねじり中に形態形成の仕組みを勉強するための物理的なモデリング アプローチを紹介プロトコルを提案します。

Embryonic development is traditionally studied from the perspective of biomolecular genetics, but the fundamental importance of mechanics in morphogenesis ...

この実験プロトコルの全体的な目標は、ex ovo実験を通じて、初期胚の脳の発達における機械的な力の役割を研究することです。この方法は、生物学的形態の生成である形態形成における機械的な手がかりの役割など、発生生物学と生体力学における重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、組織および生物レベルでの形態形成における機械的力の役割を特徴付けることができることです。この手順を開始するには、70%エタノールを含む繊細なワイプを使用して、受精した特定の病原体を含まないホワイトレグホーン鶏の卵を洗浄します。次に、卵をホルダーに縦方向に配置します。その後、卵のインキュベーターを目標温度37.5°Cに設定し、湿度を48〜55%に保ちます。卵を約40〜44時間、HH11〜13にインキュベートします。その後、卵を室温で約15〜30分間冷ましてから、70%エタノールで洗浄します。このステップでは、卵を下から割って、殻をそっと引き離し、内容物を150 x 15ミリメートルのペトリ皿に慎重に堆積させます。胚側が上になるように、卵を割る間、卵を孵化したときと同じ向きに保ちます。使い捨てのパスツールピペットを使用して薄いアルブミンを取り除きます。鈍い端の鉗子を使用して、卵黄から濃厚なアルブミンを分離します。卵黄の上部を軽くこすり落として、濃厚なアルブミンが取り除かれていることを確認します。次に、先端の細い鉗子を使用して、胚の上に濾紙リングを置き、リングの長軸と胚の長軸を一致させて中央に配置します。続いて、濾紙リングを囲む卵黄をハサミで切ります。その後、リングと胚を卵黄から最初に卵黄が切断された部位に向かって斜め方向に引き抜きます。次に、室温PBSで2つの連続した100ミリメートル皿で胚をすすぎます。次に、35mmのシャーレに濾紙リングを入れます。胚の背側を上にして、35mmのペトリ皿のもう一方の濾紙の上に置きます。その後、濾紙サンドイッチの上にステンレス製のリングをはめます。胚を傷つけないように注意してください。次に、前に準備したCCMの3ミリリットルを各ペトリ皿に追加します。引っ張った毛細血管針を胚の上部に軽くすくい取ることにより、各胚のビテリン膜を切除します。次に、前端から始めて脊索に向かって、ビテリン膜を剥がします。その後、35mmシャーレ8枚を150mmシャーレ1枚にセットし、水分飽和ワイプを敷き詰めて湿度を保ちます。次に、150mmのシャーレを密封可能なビニール袋に入れ、酸素95%とCO25%の混合ガスを袋に入れます。袋を密封し、摂氏37.5度のインキュベーターに入れます。次に、インキュベーターから胚を取り出し、OCTシステムを使用して胚を画像化し、神経管のねじれ角を決定します。胚を光学顕微鏡に移し、10倍の倍率で視覚化します。200マイクロリットルのピペットを使用

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

このビデオでは、in situハイブリダイゼーション2色全体のマウント、2つの異なる遺伝子の空間的および時間的発現パターンは、若いニワトリ胚で可視化することができる方法を示しています。このメソッドは当​​初、Davidウィルキンソン、ドミンゴスエンリケ、フィルインガムとデビッドイシュ-...

初期のニワトリ胚のin situハイブリダイゼーションダブルホールマウント

この記事では、表面のラベルを説明し、...

初期のニワトリ胚の形態形成の組織の変形を追跡

成長因子またはシグナル伝達経路の特定の阻害剤に浸したビーズを発生中の胚に移植することにより、それらの効果を生体内で直接テストすることが可能です。このプロトコルでは、ビーズを四肢の芽に移植して、これらの分子が遺伝子発現とシグナル伝達に及ぼす影響を決定します。...

遺伝子発現に影響を​​及ぼすシグナル伝達経路を同定するために、ニワトリ胚手足の開発にビーズのグラフト

&gt;jove_content&lt;手足の形成に必要なニワトリ胚の本体軸と脇腹の組織間の誘導イベントを阻止するために不透過性バリアを使用するプロトコルが説明されています。候補誘導性シグナルに浸したビーズは、バリア配置の影響を克服するために使用され、遺伝子発現の解析によりこれが確認されています。...

チックに誘導シグナルを研究するために、候補因子浸しビーズと組み合わせることで不浸透性の障壁の応用

材料特性と体内張力パラメーターを測定するツールの欠如は、開発中に自分の役割を検証するを防ぎます。原子間力顕微鏡 (AFM)...

原子間力顕微鏡とゼブラフィッシュ胚の卵黄細胞のレオロジー

光シート顕微鏡とショウジョウバエの胚でビーズなし細胞力学をプローブへの実装に結合光ピンセットのセットアップを紹介します。...

ショウジョウバエの胚のビーズ無料光ピンセット プローブ細胞力学

組換え四肢は、細胞分化の過程と胚シグナルの影響下でのパターンの生成を研究することを可能にする強力な実験モデルである。このプロトコルは、異なる生物から得られた他の細胞型に適応可能なニワトリ四肢 -...

形態形成、パターニング、および細胞分化の初期段階を理解するためのニワトリ組換え四肢アッセイ

浸漬ビーズアッセイは、細胞分化および形態形成の調節を研究するために、任意の発生時点で試験試薬の標的送達を含む。任意の実験動物モデルに適用可能な、3つの異なるタイプの浸漬ビーズを調製し、これらをニワトリ胚の桁間に移植するための詳細なプロトコールが提示される。...

浸漬ビーズアッセイを用いたニワトリ胚発生時の細胞分化、形態形成、パターニングの解析

ここでは、組織相互作用、4Dイメージング、タイムラプス動画(3Dプラス時間)、分子機能のグローバルまたはローカル摂動、およびシステム生物学の特性評価を調べるために使用できる3種類の鳥類胚性皮膚外植片培養のプロトコルについて説明します。...

鳥類の皮膚外植片を用いた組織パターン形成と器官形成の研究

このプロトコルは、ニワトリ胚の神経形成中の神経板組織の機械的特性を縦断的に監視するために開発されました。これは、ブリルアン顕微鏡とステージ上のインキュベーションシステムの統合に基づいており、 卵子...

ニワトリ胚の神経管閉鎖中の組織の機械的進化のモニタリング

学ぶ初期ニワトリ胚の脳形成における機械力の役割。ex-ovo実験と物理モデリングを用いて、形態形成の力学を組織・個体レベルで解析する手法です。発生生物学と生物力学の研究に有用です。

初期ニワトリ胚形態形成における物理的な力の役割を探る

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