Dit protocol beschrijft een methode voor het isoleren en cultiveren van metanefrische rudimenten uit muisembryo's.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit protocol beschrijft een methode voor het isoleren en cultiveren van metanefrische rudimenten uit muisembryo's.
Het doel van dit protocol is om een methode te beschrijven voor de dissectie, isolatie en cultuur van muismetanefrische rudimenten.
Tijdens de ontwikkeling van zoogdierontwikkeling, communiceren de twee voorvaderweefsels, de ureterische knop en het metanefrische mesenchym, cellulaire mechanismen en vormen zij uiteindelijk het verzamelstelsel en de nefronen van de nier. Aangezien de embryo's van de zoogdier intracuterine groeien en derhalve ontoegankelijk zijn voor de waarnemer, is er een orgelcultuur ontwikkeld. Met deze methode is het mogelijk om epitheliale mesenchymale interacties en cellulaire gedragingen tijdens nierorganogenese te bestuderen. Bovendien kan de oorsprong van aangeboren nier- en urogenitale tract misvormingen worden onderzocht. Na zorgvuldige dissectie worden de metanefrische rudimenten overgebracht op een filter dat op cultuurmedium drijft en gedurende enkele dagen in een celcultuur-incubator kan worden gehouden. Men moet echter bewust zijn dat de voorwaarden zijnKunstmatig en kan het metabolisme in het weefsel beïnvloeden. Ook kan de penetratie van teststoffen beperkt worden door de extracellulaire matrix en het basale membraan aanwezig in de explant.
Een belangrijk voordeel van orgelcultuur is dat de experimentator direct toegang tot het orgaan kan krijgen. Deze technologie is goedkoop, eenvoudig en maakt een groot aantal wijzigingen mogelijk, zoals de toevoeging van biologisch actieve stoffen, de studie van genetische varianten en de toepassing van geavanceerde beeldvormingstechnieken.
De zoogdiernier is afgeleid van twee primordiale structuren met mesodermale oorsprong: de tubulaire epitheliale ureterknop en het metanefrische mesenchym. Tijdens de nefrogeneze dringt de ureterknop het metanefrische mesenchym binnen en vertakken om het verzamelsysteem te vormen. Het metanefrische mesenchym geeft aanleiding tot de epitheliale elementen van de nefronen. Deze processen vinden plaats op een precies getimede en ruimtelijk gecoördineerde manier en worden geïnitieerd door wederzijdse inductieve mechanismen. Beide weefselcomponenten communiceren en beïnvloeden de celmorfogenese van de ander.
In de jaren 1920 was het Boyden die de in vivo obstructie van de mesonefrosductus bij kippen uitvoerde en daarmee de eerste indicatie gaf van inductieve interacties, aangezien gescheiden nefrische blastema niet kon differentiëren1. Rond dezelfde tijd werden de eerste succesvolle pogingen gepubliceerd om nierrudimenten van kippen in een hangende druppel te kweken. Vervolgens werd de orgaancultuur ontwikkeld om weefselinteracties in de orgaanontwikkeling bij zoogdieren te bestuderen. In de jaren 1950 ontwikkelde Grobstein een techniek waarbij metanefrische rudimenten op een filter konden worden gekweekt. Deze techniek werd gewijzigd door Saxén, die het filter op een Trowell-type scherm in een kweekschaal plaatste1. In de loop der jaren zijn er veel aanpassingen en toepassingen voor orgaancultuur ontstaan. De hier beschreven methode is gebaseerd op Saxén's techniek, maar is vereenvoudigd, aangezien de filters vrij op het medium drijven en de diameter van de kweekput slechts iets groter is dan de diameter van het filter, wat ongewenste beweging van het filter beperkt.
Hele orgaancultuur is een klassiek, goedkoop en eenvoudig, maar krachtig hulpmiddel om cellulaire processen en intercellulaire communicatie tijdens de orgaanontwikkeling te onderzoeken. Orgaancultuur maakt behandeling mogelijk met biologische middelen, zoals groeifactoren, antilichamen, antisense-oligonukleotiden, virussen en peptiden, evenals met farmaceutische verbindingen en andere chemicaliën. Ook kan de genfunctie worden bestudeerd met behulp van explantaten afkomstig van genetisch gemodificeerde muizen of met behulp van inductieve geninactivatietechnologie, zoals het Cre-loxP systeem. Dit maakt de studie mogelijk van genetische mutaties die embryonale letaliteit veroorzaken vóór de ontwikkeling van de nier. Orgaancultuur kan ook worden gecombineerd met fluorescente tagging voor genfunctie of lijntracering en moderne beeldtechnieken, die real-time monitoring van celgedrag mogelijk maken2.
In het specifieke voorbeeld dat hier wordt gegeven, werd het effect van EphrinB2-geactiveerde Eph-receptorsignalering op de vertakkingsmorfologie van de ureterknop onderzocht. De morfologie van de EphA4/EphB2 dubbel-knockout muizen suggereerde verschillende ernstige defecten in de nierontwikkeling, die al op embryonale dag 11 (E11) detecteerbaar waren en de ureterknop, de ureter en de gemeenschappelijke nefrische ductus betrokken3. Signalering via Eph-receptoren vereist de clustering van het ligand-receptor dimeer4. Om Eph-signalering te overactiveren, werden de nierrudimenten van E11.5 muis embryo's gekweekt in aanwezigheid van geclusterd recombinant EphrinB2-Fc. EphrinB2 is een bekende ligand voor de EphA4 receptor, die in de uiteinden van de ureterknop wordt uitgedrukt3.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Muizen werden gehandhaafd volgens de Zweedse regelgeving en de wetgeving van de Europese Unie (2010/63 / EU). Alle procedures werden uitgevoerd volgens de richtlijnen van het Zweedse Etiekkomitee (vergunningen C79 / 9, C248 / 11 en C135 / 14). Procedures bij de Universiteit van Heidelberg met betrekking tot diergeneeskunde zijn goedgekeurd door het Regierungspräsidium Karlsruhe en de dierenwelzijnsambtenaren aan de Universiteit van Heidelberg.
1. Bereiding van reagentia en materialen voor cultuur
OPMERKING: Gebruik een laminaire afzuigkap om de vervuiling te minimaliseren.
2. Dissectie van Metanephric Rudiments in E11.5
3. Bereiding van reagentia voor fixatie en kleuring
4. Bevestiging en kleuring
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Metanephrische nier anlagen werden afgeleid van zwangere Black-6 inbloed muizen bij E11.5 en werden gekweekt. Na 3 dagen had de ureterische knop tot 5 maal vertakt, waardoor de initiële T-vormige ureterische knop werd verdubbeld. Elke explant werd gefotografeerd en de aantallen segmenten en eindpunten werden gekwantificeerd om de vertakkende generaties te bepalen en het aantal eindpunten per tak te berekenen ( Figuur 1 ). ImageJ ( rd generatie; de 4e
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit manuscript beschrijft een methode om de ontwikkelende metanephrische anlagen van het muisembryo te isoleren en de orgaansrudimenten te cultiveren. Deze methode is een standaard techniek, zoals ontwikkeld door Grobstein 8 en Saxén 9 , 10 , en werd aangepast en aangepast door vele anderen 11 , 12 . Het succes van de methode hangt voornamelijk af van de duur van de dissectie, aan...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
De auteurs bedanken Leif Oxburgh en Derek Adams om hun kennis, Leif Oxburgh, voor de handige opmerkingen over het manuscript te delen en Stefan Wölfl en Ulrike Müller voor hun technische ondersteuning en Saskia Schmitteckert, Julia Gobbert, Sascha Weyer en Viola Mayer voor hulp in de laboratorium. Dit werk werd ondersteund door Development, The Company of Biologists (aan CP).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| DMEM/F-12 | Thermo Fisher Scientific | 21331020 | |
| Penicillin-Streptomycin (10.000 U/mL) | Thermo Fisher Scientific | 15140148 | |
| GlutaMAX Supplement | Thermo Fisher Scientific | 35050061 | |
| DPBS, calcium, magnesium | Thermo Fisher Scientific | 14040117 | gebruik voor dissectie |
| holo-Transferrin menselijk | Sigma-Aldrich | T0665 | |
| Insulin-Transferrin-Selenium (ITS -G) (100x) | Thermo Fisher Scientific | 41400045 | |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 158127 | |
| Amphotericin B-oplossing | Sigma-Aldrich | A2942 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 | |
| Natriumazied | Sigma-Aldrich | S8032 | |
| Thimerosal | Sigma-Aldrich | T5125 | |
| Propylgallaat | Sigma-Aldrich | 2370 | |
| Mowiol 4-88 | Sigma-Aldrich | 81381 | |
| Glycerol | Sigma-Aldrich | G5516 | |
| Biotinyleren Dolichorus Biflorus Agglutinin | Vector Laboratories | B-1035 | |
| Alexa488 geconjugeerd Streptavidin | Jackson Immuno Research | 016-540-084 | |
| Recombinant Mouse Ephrin-B2 Fc Chimera Eiwit, CF | R&D Systems | 496-EB | |
| Recombinant Human IgG1 Fc, CF | R&D Systems | 110-HG-100 | |
| Geit Anti-Human IgG Fc Antilichaam | R&D Systems | G-102-C | |
| Fosfaat gebufferde zoutoplossingen tabletten | Sigma-Aldrich | P4417 | gebruik voor fixatie en immunokleuring |
| Dumont #5, biologie tips, INOX, 11 cm | agnthos.se | 0208-5-PS | 2 paar pincetten zijn nodig |
| Iris schaar, recht, 12 cm | agnthos.se | 03-320-120 | |
| Dressing Forceps, recht, delicaat, 13 cm | agnthos.se | 08-032-130 | |
| Petrischalen Nunclo Delta behandeld | Thermo Fisher Scientific | 150679 | |
| TMTP01300 Isopore Membraanfilter, polycarbonaat, Hydrofiel, 5,0 µm, 13 mm, wit, gewoon | MerckMillipore | TMTP01300 | |
| Nunclon Multidishes 4 putten, platte bodem | Sigma-Aldrich | D6789-1CS | |
| Microscoop dekglas 24 x 50 mm dikte n. No.1.5H 0.17 +/-0.005 mm | nordicbiolabs | 107222 | |
| Dekglazen No.1.5, 18 mm x 18 mm | nordicbiolabs | 102032 | |
| Glijbanen ~76 x 26 x 1, 1/2-w. gemalen gewoon | nordicbiolabs | 1030418 | |
| VWR Scheermessen | VWR | 55411-055 | |
| 50 mL centrifugebuizen | Sigma-Aldrich | CLS430828 | |
| 15 mL centrifugebuizen | Sigma-Aldrich | CLS430055 | |
| Whatman prepleated kwalitatief filterpapier, Grade 113V, crêpe | Sigma-Aldrich | WHA1213125 | |
| Vaste onderzoek microscoop | Olympus | BX61WI | |
| Zwarte 6 ingebrede muizen, mannelijk, C57BL/6NTac | Taconic | B6-M | |
| Zwarte 6 ingebrede muizen, vrouwelijk, C57BL/6NTac | Taconic | B6-F | |
| Greenough Stereo Microscoop | Leica | Leica S6 E |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.