Dit artikel bevat een bijgewerkte aanpak van de klassieke kwartel-kip chimera systeem te bestuderen van de vorming van het orgel, door het combineren van nieuwe in vitro en in ovo experimentele procedures.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit artikel bevat een bijgewerkte aanpak van de klassieke kwartel-kip chimera systeem te bestuderen van de vorming van het orgel, door het combineren van nieuwe in vitro en in ovo experimentele procedures.
De aviaire embryo, is als een experimenteel model, van het grootste belang voor baanbrekende ontdekkingen in Ontwikkelingsbiologie. Onder de verschillende benaderingen, de vorming van kwartel-kip Chimaera en het gebruik van het chorion membraan (CAM) te ondersteunen van de ontwikkeling van ectopische weefsels dateren uit de vorige eeuw. Tegenwoordig, biedt de combinatie van deze klassieke technieken met recente in vitro methoden nieuwe perspectieven om orgel vorming verder te verkennen.
Hier beschrijven we een aanpak in twee stappen om te bestuderen van de vroege - en late-stadia van organogenese. Kortom, de embryonale regio met het vermoedelijke grondgebied van het orgel is geïsoleerd van kwartel embryo's en gekweekt in vitro in een organotypic systeem (max. 48 uur). Gekweekte weefsels zijn vervolgens geënt op de nok van een embryo van de kip. Na 10 dagen in ovo ontwikkeling, worden volledig gevormde organen geënte weefsels verkregen. Deze methode maakt het ook mogelijk de modulering van de trajecten door de regelmatige toediening van farmacologische agenten en de genetische manipulatie weefsel in in vitro en in ovo ontwikkelingsstadia signalering. Bovendien kan ontwikkelen weefsels worden verzameld op een tijd-venster om hun-genexpressie profiel (met behulp van kwantitatieve PCR (qPCR), microarrays, etc.) en morfologie (beoordeeld met conventionele histologie en Immunochemie) te analyseren.
De beschreven experimentele procedure kan worden gebruikt als een instrument om te volgen orgel vorming buiten het aviaire embryo, van de vroege stadia van de organogenese volledig gevormd en functionele organen.
Aviaire embryo's hebben wijd gebruikt in rudimentaire ontwikkelingsbiologie studies. De belangrijkste voordelen van het aviaire model omvatten de mogelijkheid om te openen het ei, de relatief makkelijke toegang tot het embryo en de mogelijkheid voor het uitvoeren van micromanipulation. Voorbeelden omvatten de klassieke kwartel-kip chimera-systeem voor het bestuderen van de cel lot1, toepassing van de specifieke factoren die de groei naar de embryo2, en de groei van ectopische cellulaire structuren in de CAM1,3, 4.
Als u nieuwe inzichten in de verschillende fasen van de formatie van het orgel, hebben we onlangs een methode die praktijk technieken met in vitro manipulatie van embryonale weefsels5 combineertontwikkeld. De aanpak in twee stappen kan de discriminatie en de exploratie van beide vroege - en late-stadia van organogenese, die vaak beperkt als gevolg van de zeer dynamische en complexe weefsel interacties2. Bovendien, het gebrek aan geschikte weefsel-specifieke markeringen vaak beperkt het gebruik van genetisch gemodificeerde diermodellen6. Deze nieuwe methode van de aanpak in twee stappen overwint grotendeels dergelijke beperkingen.
Om te studeren beginstadia van orgel vorming, in de eerste stap is de kwartel embryonale grondgebied bestaande uit de grondbeginselen van de toekomstige orgel geïsoleerd en gekweekt in een in vitro organotypic systeem voor 48 uur. Tijdens deze periode kan de farmacologische modulatie van specifieke signaalroutes door toevoeging van drugs aan het kweekmedium5,7worden uitgevoerd. Bovendien, gekweekte weefsels kunnen worden verzameld in elk stadium van de groei in vitro en peilden voor gen-expressie (met behulp van methoden zoals microarrays, qPCR, enz.).
In de tweede stap, 48 h-gekweekte weefsels zijn dan geënt op de nok van een embryo van de kip (c) ten embryonale dage (E) 8 (cE8) (Hamburger en Hamilton (HH)-stadia van 33-35)8. De CAM gedraagt zich als een vasculaire leverancier van voedingsstoffen en laat gas uitwisseling1,3,4 te geënte weefsels zijn ontwikkeling in ovo inschakelen voor langere tijd. Deze experimentele stap is vooral geschikt om te studeren van late-stadia van organogenese, als volledig gevormde organen kunnen worden verkregen na 10 dagen ovo ontwikkeling5,9,10,11 . Morfologische analyse is gemakkelijk uitgevoerd door conventionele histologie te bevestigen goede orgel vorming en donor oorsprong van cellen kan worden geïdentificeerd door immunohistochemistry met soortspecifieke antilichamen (d.w.z., MAb kwartel PeriNuclear (QCPN)). Tijdens de incubatietijd van de CAM, kunnen transplantaties ook worden gekweekt in aanwezigheid van farmacologische agenten en verzameld in elk stadium van ontwikkeling te evalueren van de voortgang van de organogenese.
De aanpak in twee stappen, die hier worden beschreven in de diepte, is reeds werkzaam zijn in de Figueiredo et al. 5 om te verkennen de aviaire bijschildklier/zwezerik gemeenschappelijk primordium ontwikkeling. Dienovereenkomstig, zal de inherente bijzonderheden van de embryonale gebieden en stadia van ontwikkeling betrokken is in de organogenese van de thymus en bijschildklier klieren hieronder worden gepresenteerd.
De zwezerik en de bijschildklier klieren epitheel, ontlenen maar functioneel distinct, de endoderm van de faryngaal zakjes (PP)12. In vogels, het epitheel van deze organen zijn afkomstig uit de derde en vierde PP endoderm (3/4PP)12, terwijl bij zoogdieren de serie epitheel is afgeleid van de 3PP en het epitheel van de bijschildklier klieren is afgeleid van de 3PP en 3/4PP in de muis en de mens, respectievelijk13,14.
Een van de vroegste stadia in de vorming van deze organen is de opkomst van discrete zwezerik en parathyroid domeinen in de gemeenschappelijke primordium. In kip, kunnen deze domeinen worden geïdentificeerd door in situ hybridisatie, met specifieke moleculaire markers, op E4.515. Ontwikkeling opbrengst, deze orgel rudiments individualiseren en scheiden van de keelholte, terwijl een dunne mesenchymale capsule, gevormd door neurale crest-afgeleide cellen, hen (bij E5 omringt; HH-stage 27). Later is de serie epitheel gekoloniseerd door hematopoïetische voorlopercellen (op E6.5; HH-stage 30)12.
Zoals in de klassieke studies van kwartel-kip1,12is de aanpak in twee stappen met name nuttig zijn te onderzoeken van de vorming van hematopoietische/lymfoïde organen, namelijk de thymus5. Zoals de kwartel, met de grondbeginselen van het orgel explant, is geënt in het embryo van de kip voorafgaand aan de kolonisatie van hematopoïetische voorlopercellen cel, wordt een chimeer thymus gevormd met kip bloed overgedragen voorlopercellen infiltreren van een kwartel serie epitheliale tegenhanger. Deze methode is dus een nuttig instrument om te verkennen van de bijdrage van hematopoietische cellen in de ontwikkeling van de aviaire hemato/lymfoïde systeem.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Al deze experimenten volgen de verzorging van de dieren en de ethische richtsnoeren inzake de Centro Académico de Medicina Lisboa.
1. de incubatie van bevruchte kwartels en kippeneieren
2. isolatie van embryonale regio kwartel met het vermoedelijke grondgebied van serie- en Parathyroid Rudiments
Opmerking: Uitvoeren ei manipulatie procedures onder steriele omstandigheden met behulp van een horizontale laminar flow hood en gesteriliseerde instrumenten en materialen.
3. in Vitro Organotypic Assay: cultuur van de embryonale regio met het vermoedelijke grondgebied van serie- en Parathyroid Rudiments
4. voorbereiding van de CAM
5. enten van gekweekte explantaten op de CAM
6. ectopische orgel vorming in de CAM na 10 dagen In Ovo ontwikkeling
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De hierboven beschreven gegevens-protocol een methode waarmee het onderzoek van zowel vroege - en late-stadia van organogenese, vaak beperkt door complexe cellulaire en moleculaire interacties.
Deze methode was eerder werkzaam in Figueiredo e.a. 5 te ontrafelen van de rol van Inkeping en Hh signalering in de aviaire bijschildklier/zwezerik gemeenschappelijk primordium ontwikkeling.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Een cruciaal aspect voor het succes van deze methode is de kwaliteit van zowel de kip en kwartel eieren. Gezien de lange incubatietijd tussenliggende perioden, met name in de in ovo assay, een goede kwaliteit van kippeneieren verbetert tarieven levensvatbaarheid (tot 90%) aan het einde van de procedure. Om dit te bereiken, test u eieren van verschillende leveranciers. Unmanipulated eieren Incubeer gedurende lange perioden (maximaal 16-17 dagen) en controleren van hun ontwikkeling. Meer dan 80% van de embryo's di...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
De auteurs zijn António Cidadão, Isabel Alcobia en Leonor Parreira dankbaar voor de kritische lezing van het manuscript, om Padma Akkapeddi voor video commentaar, en Vitor Proa vanaf de betekening van de histologie van de Instituto de Histologia e Biologia wilt opgeven Desenvolvimento, Faculdade de Medicina de Lisboa, Universidade de Lisboa, voor technische ondersteuning. Wij zijn met name dank verschuldigd Paulo Caeiro en Hugo Silva uit de Unidade de audiovisuais (Unit audiovisuele media), Faculdade de Medicina de Lisboa, Universidade de Lisboa voor hun uitstekende inzet voor de productie van deze video. Wij erkennen Leica Microsystems voor het vriendelijk het verstrekken van een stereoscoop uitgerust met videosysteem en Interaves - Sociedade Agro-Pecuária, S.A om bij te dragen met kwartel eieren bevrucht. Dit werk werd gesteund door Faculdade de Medicina de Lisboa, Universidade de Lisboa (FMUL).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Kippenbevruchte eieren (Gallus gallus) | Pintobar, Portugal | Pluimveehouderij | |
| Kwartelvingebevruchtde eieren (Coturnix coturnix) | Interaves, Portugal | Vogelboerderij | |
| 15 mL PP centrifugebuizen | Corning | 430052 | |
| 50 mL PP centrifugebuizen | Corning | 430290 | |
| 60 x 20 mm pyrex schalen | Duran group | 21 755 41 | |
| 100 x 20 mm pyrex schalen | Duran group | 21 755 48 | |
| Polycarbonaat membraaninzetstuk | Corning | 3412 | 24 mm transwell met 0,4 mm membraaninzetstuk van poreus polycarbonaat |
| Membraanfilter | Millipore | DTTP01300 | 0,6 mm Isopore membraanfilter |
| 6-wels kweekplaten | Nunc, Thermo Fisher Scientific | 140675 | |
| Petrischaal, 35 x 10 mm | Sigma-Aldrich | P5112 | |
| Pyrex schalen | van de supermarkt | ||
| Overdrachtpipetten | Samco Scientific, Thermo Fisher Scientific | 2041S | 2 mL kunststofpipet |
| Glazen pasteurpipet | normax | 5426015 | |
| Whatman kwalitatief filterpapier | Sigma-Aldrich | WHA1001090 | Filterpapier |
| Doorzichtige kunststoftape | van de supermarkt | ||
| Cytokeratine (pan; zuur en basaal, type I en II cytokeratines), clone Lu-5 | BMA Biomedicals | T-1302 | |
| Cyclopaminhydraat | Sigma-Aldrich | C4116 | Farmacologische remmer van Hh-signalering |
| Fetaal runderserum | Invitrogen, Thermo Fisher Scientific | Standaard FBS | |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148 | |
| Penicilline-Streptomycine | Invitrogen, Thermo Fisher Scientific | 15140-122 | |
| Fosfaat-gebufferde zoutoplossing (PBS) | GIBCO, Thermo Fisher Scientific | 10010023 | |
| QCPN antilichaam | Developmental Studies Hybridoma Bank | QCPN | |
| RPMI 1640 Medium, GlutaMAX-supplement | GIBCO, Thermo Fisher Scientific | 61870010 | |
| Bluesil RTV141A/B Silicone Elastomer 1.1Kg Kit | ELKEM/Silmid | RH141001KG | Om de achterkant van de petrischaal voor te bereiden |
| Stemolecule LY411575 | Stemgent | 04-0054 | Farmacologische remmer van Notch-signalering |
| TRIzol Reagent | Invitrogen, Thermo Fisher Scientific | 15596026 | Reagens voor totale RNA-isolatie |
| Dumont #5 pincet | Fine Science Tools | 11251-30 | Dijnetjes pincet |
| Extra fijne Bonn schaar, gebogen | Fine Science Tools | 14085-08 | Gebogen schaar |
| Insectenspelden | Fine Science Tools | 26001-30 | |
| Microspatula | Fine Science Tools | 10087-12 | Transplantatielepel |
| Minutien Pins | Fine Science Tools | 26002-20 | Microscalpel |
| Moria vernikkelde pinhouder | Fine Science Tools | 26016-12 | Houdje |
| Moria geperforeerde lepel | Fine Science Tools | 10370-17 | Schep |
| Wecker oogschaar | Fine Science Tools | 15010-11 | |
| Camera | Leica Microsystems | MC170 HD | |
| Stereoscoop | Leica Microsystems | Leica M80 | |
| Microscoop | Leica Microsystems | DM2500 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.