Dit artikel bevat een methode voor het isoleren van pure embryonale weefsels van kwartel en kip embryo's die kunnen worden samengevoegd tot ex vivo chimeer organen.
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 methode voor het isoleren van pure embryonale weefsels van kwartel en kip embryo's die kunnen worden samengevoegd tot ex vivo chimeer organen.
De capaciteit om te isoleren van embryonale weefsels was een essentiële stap voor de vaststelling van de kwartel-kip chimera-systeem, dat op zijn beurt heeft verstrekt onbetwiste bijdragen aan de onthulling belangrijke processen in Ontwikkelingsbiologie.
Hierin is een geoptimaliseerde manier om zich te isoleren van embryonale weefsels van kwartels en kippen door microchirurgie en enzymatische spijsvertering met behoud van de biologische eigenschappen beschreven. Na isolatie, weefsels van beide soorten zijn met elkaar verbonden in een organotypic in vitro assay voor 48 h. kwartel en kip weefsels kunnen worden gediscrimineerd door verschillende nucleaire functies en moleculaire merkers waardoor de studie voor de cellulaire cross-talk tussen heterospecific vereniging van weefsels. Deze aanpak is dus een nuttig instrument voor de studie van interacties van de complexe weefsel in ontwikkelings processen met hoogdynamische ruimtelijke wijzigingen, zoals die welke voorkomen tijdens faryngaal genuitdrukking en de vorming van de voordarm Endoderm afkomstige organen. Deze experimentele aanpak was aanvankelijk ontwikkeld om te bestuderen van de epitheliale-mesenchymale interacties tijdens de vroege stadia van de formatie van de thymus. In de prospectieve serie grondbeginselen endoderm afkomstige en mesoderm afkomstige mesenchym, werden geïsoleerd van kwartel en kip embryo's, respectievelijk.
De capaciteit van de omliggende weefsels tot organen kan verder te worden getest door ze te enten op het chorion membraan (CAM) van een embryo van de kip. De CAM biedt voedingsstoffen en gas uitwisseling aan het transplanteren weefsels. Na 10 dagen in ovo ontwikkeling, kunnen de chimeer organen in de geoogste explantaten door conventionele morfologische methodes worden geanalyseerd. Deze procedure staat ook weefsel-specifieke bijdragen tijdens orgel vorming, uit haar eerste ontwikkelen (in vitro) studeren de laatste fasen van de organogenese (in ovo ontwikkeling).
Tot slot, de verbeterde isolatie-methode biedt ook ruimtelijk (3D) bewaard embryonale weefsels, die kunnen ook worden gebruikt voor hoge resolutie topografische analyse van genexpressie-weefsel-specifieke patronen.
In de vroege jaren 1970, werd een elegante kwartel-kip chimera-systeem ontwikkeld door Le Douarin, opening van nieuwe wegen om te begrijpen van de rol van cel migratie en cellulaire interacties tijdens ontwikkeling1,2. Het model is ontwikkeld op de vooronderstelling dat cel uitwisseling tussen de twee soorten embryogenese, later bevestigd wanneer gebruikt bij het bestuderen van tal van ontwikkelings processen, met inbegrip van de vorming van het zenuwstelsel en de hematopoietische niet aanzienlijk zou storen systemen1. De laatste als voorbeeld nemen, de cyclische golven van hematopoietische progenitorcellen koloniseren de serie epitheliale grondbeginselen werd het eerst waargenomen met behulp van de kwartel-kip chimera systeem3. Daarvoor was het toekomstige grondgebied van de zwezerik, de endoderm van de derde en vierde faryngaal zakjes (3/4PP), mechanisch en enzymatisch geïsoleerd van kwartel (q) embryo's in 15 tot 30 - Somiet stadium [embryonale dag (E) 1.5-E2.5]. Deze fasen overeen met kip, Hamburger en Hamilton4 (HH) - fasen 12-17. De isolatie procedures gestart met het gebruik van tripsine enzymatisch verwerpen de endoderm uit de bijgevoegde mesenchym. De geïsoleerde endoderm was geënt op de somatopleura-regio van een embryo van de kip (c) host op E3-E3.5 (HH-etappes 20-21). Deze heterologe mesenchym werd beschouwd als "tolerant" serie epitheel ontwikkeling ook bijdragen aan de vorming van orgel3. Daarna opeenvolgende golven van kip host bloed overgedragen voorlopercellen geïnfiltreerd de kwartel donor serie epitheliale tegenhanger bij te dragen tot thymus vorming in de host embryo3.
Meer recentelijk, een gewijzigde versie van deze aanpak werd ook bewezen als belangrijk voor de studie van epitheliale-mesenchymale interacties tijdens de vroege stadia van zwezerik vorming5. In dit opzicht waren de weefsels die betrokken zijn bij de vorming van de ectopische thymus in chimeer embryo's3 geïsoleerd, zowel van de donor- en ontvangende embryo's, en bijbehorende ex vivo. Een verbeterde protocol is gebruikt voor het isoleren van de kwartel 3/4PP endoderm (E2.5-E3) en de kip somatopleura mesoderm (E2.5-E3). Kort, embryonale weefsels werden geïsoleerd door microchirurgie en onder voorbehoud van de in vitro Pancreatine spijsvertering. Ook werden de voorwaarden van enzymatische spijsvertering, temperatuur en tijd van incubatie geoptimaliseerd volgens weefseltype en ontwikkelingsstadium (tabel 1).
Vervolgens werden de geïsoleerde weefsels geassocieerd in een organotypic in vitro systeem voor 48 h, als eerder gemeld5,6. De in vitro vereniging van weefsels bootst de lokale cellulaire interacties in het embryo, het overwinnen van enkele beperkingen van de in vivo manipulatie. Dit systeem is met name nuttig zijn te onderzoeken van cellulaire interacties in complexe morfogenisch gebeurtenissen, zoals de ontwikkeling van het faryngaal apparaat.
De bijdrage van elk weefsel in de thymus histogenesis, alsmede het vermogen van de vereniging van de heterospecific voor het genereren van een thymus kan worden verder onderzocht met behulp van de CAM methodologie, eerder gedetailleerde5,7,8. Bondig, waren de gekweekte weefsels geënt op de nok van cE8 embryo's en kunnen ontwikkelen in ovo voor 10 dagen. Thymus vorming werd vervolgens door morfologische analyse in de geoogste explantaten beoordeeld. Zoals in de klassieke studies van kwartel-kip3, werd de kwartel serie epitheel gekoloniseerd door hematopoïetische voorlopercellen (HPCs), afgeleid van het embryo van de kip, die later werd aangetoond bij te dragen tot orgel ontwikkeling9,10 . De HPCs migreerden vanuit het embryo aan de ectopische chimeer zwezerik tot en met de zeer gevacuoliseerd CAM5,7,-8. Kwartel afgeleide serie epitheel kan worden geïdentificeerd door immunohistochemistry met soortspecifieke antilichamen (dat wil zeggen, QCPN - MAb kwartel PeriNuclear), het overwinnen van de noodzaak van weefsel-specifieke moleculaire merkers.
Deze experimentele methode kunt als de aanpak in twee stappen gemeld in vorige publicatie8, u de modulering van de seingeving trajecten door regelmatige toediening van farmacologische agenten tijdens in vitro en in ovo ontwikkeling. Ook, explantaten geoogst kunnen worden op elk tijdstip van de cursus van het experiment8.
Tot slot, het protocol van de isolatie hier gedetailleerde staat het behoud van de natuurlijke eigenschappen en 3D-architectuur van embryonale weefsels, met name nuttig voor de detaillering ter plaatse van de genexpressie-patronen van embryonale gebieden anders ontoegankelijk door conventionele methoden. Transcriptome analyse benaderingen, met inbegrip van RNA-seq of microarrays, kunnen daarnaast ook worden toegepast in geïsoleerde weefsels zonder genetische tellers terwijl het verstrekken van een weefsel-specifieke hoge-doorvoer "omics" analyse.
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. bevrucht kwartel en kip ei incubatie
2. isolatie van kwartel endoderm met het potentiële domein van de serie grondbeginselen
Opmerking: Gebruik een horizontale laminar flow hood en gesteriliseerde instrumenten en materialen voor ei manipulatie procedures onder steriele omstandigheden.
3. isolatie van kip somatopleura mesoderm
Opmerking: Uitvoeren ei manipulatie procedures onder steriele omstandigheden met behulp van een horizontale laminar flow hood en gesteriliseerde instrumenten en materialen.
4. In vitro organotypic assay: heterospecific vereniging van kwartel 3/4PP endoderm en mesoderm van kip somatopleura
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het protocol gegevens een methode om te isoleren van aviaire embryonale weefsels in verschillende cellulaire en ontwikkelingsbiologie biologie technische benaderingen moeten worden gebruikt. Deze methode was eerder werkzaam te bestuderen van epitheliale-mesenchymale interacties tijdens de vroege stadia van zwezerik vorming5. Hierin worden nieuwe resultaten getoond in Figuur 1 en Figuur 2, met behulp van so...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De embryonale weefsels isolatie procedure hier is verbeterd van vorige technieken voor de productie van kwartel-kip chimeer embryo's in verschillende biologische contexten3,5,6.
Deze aanpak is geschikt voor het isoleren van pure embryonale weefsels zonder genetische manipulatie of het gebruik van weefsel-specifieke markers, die vaak onbepaald zijn, beperking van het gebruik van genetisch gemodificeerd...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
De auteurs zijn Isabel Alcobia dankbaar voor de kritische lezing van het manuscript, Mário Henriques voor video vertelling en Vitor Proa vanaf de betekening van de histologie van de Instituto de Histologia e Biologia doen 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 een video systeem 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 |
|---|---|---|---|
| Kip bevruchte eieren (Gallus gallus) | Pintobar, Portugal | Pluimveehouderij | |
| Kwartel bevruchte 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 | |
| Metaal rooster | Goodfellows | fijnmazige roestvrijstalen rooster | |
| Membraanfilter | Millipore | DTTP01300 | 0,6 mm Isopore membraanfilter |
| Petrischaal, 35 x 10 mm | Sigma-Aldrich | P5112 | |
| 60 x 30 mm pyrex kommen (Klein formaat) | uit de supermarkt | ||
| 100 x 50 mm pyrex kommen (Groot formaat) | uit de supermarkt | ||
| Transferpijpjes | Samco Scientific, Thermo Fisher Scientific | 2041S | 2 mL kunststof pipet |
| Glazen pasteurpijpje | Normax | 5426015 | |
| Klaar plastic tape | uit de supermarkt | ||
| Cytokeratine (pan; zuur en basisch, type I en II cytokeratines), clone Lu-5 | BMA Biomedicals | T-1302 | |
| Fetaal runder serum | Invitrogen, Thermo Fisher Scientific | Standaard FBS | |
| Pancreatine | Sigma-Aldrich | P-3292 | Bereid een 25 mg/mL oplossing volgens de instructies van de fabrikant; centrifugeer en filter voor het verdelen in porties en bewaar bij -20ºC. Porties kunnen jarenlang bevroren worden bewaard. |
| 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 |
| Dumont #5 Pincetten | Fine Science Tools | 11251-30 | Dunne pincetten |
| Extra fijne Bonn schaar, gebogen | Fine Science Tools | 14085-08 | Gebogen schaar |
| Insectenpinnen | Fine Science Tools | 26001-30 | 0,3 mm roestvrijstalen pin |
| Micro spatel | Fine Science Tools | 10087-12 | Transplantatielepel |
| Minutien Pins | Fine Science Tools | 26002-20 | 0,2 mm roestvrijstalen microscalpel |
| Minutien Pins | Fine Science Tools | 26002-10 | 0,1 mm roestvrijstalen microscalpel |
| Moria nikkel geplateerde pin houder | Fine Science Tools | 26016-12 | Nikkel geplateerde pin houder |
| Moria Geperforeerde lepel | Fine Science Tools | 10370-17 | Schep |
| Wecker Oog schaar | Fine Science Tools | 15010-11 | |
| Camera | Leica Microsystems | MC170 HD | |
| Microscoop | Leica Microsystems | DM2500 | |
| NanoZoomer S360 Digitale plaatjes scanner | Hamamatsu Photonics | C13220-01 | |
| Stereoscoop | Leica Microsystems | Leica M80 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.