Met behulp van de hier gedemonteerde procedure werden muizen embryo's uit de baarmoeder ontleed en werden extraembryonale weefsels verwijderd (Figuur 1A – D). Embryo's werden Somiet geënsceneerd (met alleen embryo's van 5 – 8 somieten (SS), Figuur 1E, F). De craniale neurale plaat werd vervolgens ontleed en het neuroepitheel werd geïsoleerd. Mesodermale cellen, geïdentificeerd als losse, circulaire, mesenchymale cellen, werden voorzichtig afgekoegd (Figuur 1G-L). De voorste neurale plaat kan in zijn geheel worden verspreid, in welk geval het zenuw kuif weefsel lateraal zal uitkomen en radiaal rond de explant uitvouwt, of elke rand van een neurale plaat (rechts en links) kan afzonderlijk worden explanted. Dit is vooral nuttig bij de uitleg van genetische mutanten.
Binnen 24 uur kan een gebied van voortrek kende (epitheliale) craniale neurale kuif duidelijk worden gezien rond de neurale plaat explant (Figuur 2b). Bovendien, een subpopulatie van neurale Crest cellen hebben epitheel tot mesenchymale overgang ondergaan en lijken volledig mesenchymale (Figuur 2). Dus, we hebben verschillende concentrische ringen van verschillende cellen, met de neurale plaat (NP) in het midden, de premigrerend neurale Crest (pNC) in de tussenliggende cirkel, en een populatie van migratie neurale Crest (mNC) in de buitenring (Figuur 2b). Om NC-cellen te traceren, is het mogelijk om genetisch gemodificeerde Muismodellen te gebruiken zoals we in figuur 2claten zien. In dit geval hebben we gebruikt de neurale Crest specifieke Wnt1:: CRE; RosaMtmg wat resulteert in NC cellen wordt gelabeld in het groen. In deze muizen, cellen Express membraan tomaat (mT, in het rood) tenzij ze uitdrukken CRE of. Recombinatie leidt tot cellen die membraan groen fluorescerende eiwitten (GFP, in het groen) uitdrukken. De rode cellen weergegeven in het midden van de explant zijn neurale plaat cellen. Sommige dorsale neurale plaat cellen ook Express GFP; voor de lange termijn cultuur, zouden we alle cellen in het centrum accijnzen. Voor onze doeleinden, de zuiverheid van de explant is voldoende om de verschillende neurale Crest celpopulaties volgen. Waar een hogere zuiverheid van de neurale kuif nodig is, kan deze genetische etiketterings strategie worden gecombineerd met fluorescerende geactiveerde celsortering (FACS) om de zuiverheid van de populatie te waarborgen. Als alternatief is het mogelijk om de explantaten vast te stellen en de NC populatie te identificeren met antilichaam labeling.
24 uur per dag was ook duidelijk dat de karakteristieke concentrische ringen van voortrek kende en volledig migrerende NC-cellen van de explant culturen niet afhankelijk waren van de matrix keuze (Figuur 3). Explant culturen verguld op zowel een ECM-gebaseerde hydrogel als fibronectine vormden vergelijkbare explant structuren, bestaande uit de drie celpopulaties, NP, pNC en mNC (Figuur 3A, C). De morfologie van neurale kuif cellen was ook vergelijkbaar tussen die op de ecu-gebaseerde hydrogel en fibronectin (Figuur 3B, D). Echter, explantaten verguld op fibronectin produceerde cellen met prominentere lamellipodia op de celleidende rand, schijnbaar meer gepolariseerd in de richting van de migratie (Figuur 3B, D).
Zodra een populatie van migratie neurale Crest cellen duidelijk is, kan Live-celbeeldvorming worden voltooid. Time-lapse microscopie is ingesteld op 10x vergroting (18 h, 1 frame/5 min) voor latere analyse van NC Cell migratie (figuur 4a). ImageJ-invoegtoepassing voorhand matige tracering genereert XY-coördinaten van afzonderlijke cellen over alle frames van de time-lapse-films (figuur 4b). Deze coördinaten kunnen worden verwerkt met behulp van de migratie software. Deze software maakt visualisatie van individuele celsporen na verloop van tijd mogelijk (figuur 4b) en kan worden gebruikt om geaccumuleerde en Euclidische afstand te kwantificeren, evenals celsnelheid.
Time-lapse Imaging gegevens bieden ook een schat aan informatie over celmorfologie tijdens de migratie van craniale neurale Crest-cellen (figuur 4c). Door het schetsen van individuele celmembranen, kunnen celgebied-en omtrek metingen worden berekend uit alle frames van de films (figuur 4c). Deze metingen maken de daaropvolgende kwantificering van het celgebied en de circulariteit mogelijk (figuur 4D). Figuur 4c toont een analyse van veranderingen in de celvorm van 18 uur. Houd er rekening mee dat als cellen zich buiten de explant bevinden, het celgebied aanzienlijk toeneemt, terwijl de celcirculariteit relatief constant blijft (one-way ANOVA, tukey's meervoudige vergelijkingen test) ( Figuur 4E,F). Dit suggereert dat als cellen afwijken van de epitheliale rand en cel-cel contacten verliezen, ze tonen verhoogde cel spread gebied. Celcirculariteit maatregelen in de loop van de tijd niet significant veranderd; kortdurende veranderingen in circulariteit kunnen echter worden gezien als een toename van het aantal tijdspunten wordt gekwantificeerd. Celcirculariteit metingen kunnen ook interessante gegevens opleveren over de dynamiek van de celvorm in de aanwezigheid van een Chemotactische Cue of onder beperkte omstandigheden.

Figuur 1: isolatie van craniale neurale kuif explanten uit een e 8.5 embryo.
Beelden zijn stills uit een video die de micro-dissectie techniek documenteert. (a – C) Dissectie van het embryo uit de baarmoeder. (B – C) Met behulp van twee scherpe Tang, voorzichtig uit elkaar te trekken de gespierde laag. Panel (D) toont embryo in de viscerale dooierzak (gele lijn). Haal het embryo uit de viscerale dooierzak. E) laterale weergaven van het embryo in fase 8,5 laterale. F) rugzicht van het embryo in fase 8,5. Graaf somieten (SS) om de leeftijd van de embryo's te bepalen; meestal 5 – 8 SS (gele cirkels in F). G) Bekijk de schedel streek van het embryo. Extraembryonale membranen uit de schedel streek verwijderen; somieten zijn gemarkeerd met een gele lijn. H) dissecties van anterieure neurale plaat worden uitgevoerd onder de eerste branchiale boog (gele lijn). I) laterale weergave van de anterieure neurale plaat dissectie. Neurale plooien, waar neurale Crest cellen ontstaan, zijn gemarkeerd met een gele lijn. (J – L) Verwijder mesodermale weefsel (pluizige mesenchymale cellen) onderliggende anterieure neurale plooien zo veel mogelijk vóór het beplating van NP op bereide cultuur gerechten. Film werd genomen met behulp van een stereo-microscoop met een Widefield Apochromatische lens bij 3,0 X zoom (Zie de tabel van de materialen). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 2: Murine craniale neurale kuif explant.
A) schematische weergave van de rugzicht van een e 8.5 muis embryo. De craniale regio van het embryo wordt op de stippellijn gesneden. De grens van de neurale plaat (rood gemarkeerd) is geïsoleerd van het omringende mesoderm weefsel en gekweekt gedurende 24 uur om de schedel zenuw kam te laten emigren. Schematisch aangepast vanaf22,23. B) links: representatief helderveld beeld van een craniale neurale kuif explant 24 uur na het beplating. Drie populaties van cellen worden waargenomen, die ook worden geschematiseerde aan de rechterkant. NP = neurale plaat, pNC = pre-migratie neurale Crest en mNC = migratie neurale Crest. Schaalbalk = 250 μm. C) grotere vergrotings beelden van een explant van genetisch gelabelde muis (Wnt1:: CRE; RosaMtmg). Cellen zonder de CRE driver Express membraan tomaat (mT) in het rood. Expressie van CRE onder de controle van een neurale Crest specifieke Wnt1 promotor leidt tot excisie van de mT cassette en expressie van membraan GFP (mG) in het groen. Nuclei zijn gekleurd met Hoescht (in blauw). Schaalbalk = 200 μm. (d – d ' ') hogere vergrotings beelden van Trek cellen die membraan GFP (d) uitdrukken. (D ') DNA is gelabeld met Hoescht (blauw). (D ' ') Samenvoeging van D en D '. Schaalbalk = 20 μm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 3: Explants gekweekt op verschillende ondergronden.
(a – B) Fase contrast beelden van explantaten gekweekt op commerciële ECM-hydrogel. (C-D) Explants gekweekt op 1 μg/mL fibronectine. Neurale plaat (NP), premigrerend (pNC) en migrerend (mNC) neurale Crest cellen kunnen worden onderscheiden door hun verschillende celmorfologieën. Schaalbalk = 100 μm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 4: kwantificering van craniale neurale Crest Celmigratie en celvorm dynamiek.
(A) fase-contrast frames van timelapse-beeldvorming van explant culturen die zijn overgelegd met enkelvoudige neurale Crest-celsporen, met behulp van de imagej/Fiji Manual Cell tracking plug-in. tien representatieve mnc-cellen werden handmatig bijgehouden over 18 h (217 frames) en de xy coördinaten werden geëxporteerd. Gegevens worden weergegeven als een overlay-stip en lijn plots. Cellen werden geplateerd op 1 μg/mL fibronectine. Schaalbalk = 200 μm. B) representatieve traject plot van 10 mnc-cellen, gegenereerd met behulp van migratie software. (C) fase-contrast frames uit de timelapse-analyse van explant culturen. Onderbroken lijnen schetsen 8 representatieve migratie neurale Crest cellen geanalyseerd voor celvorm dynamiek wanneer geplateerd op 1 μg/mL fibronectin. Schaalbalk = 200 μm. D) schematische weergave van de berekeningen die worden gebruikt om het celgebied en de circulariteit te kwantificeren. Celmorfologie van het schematisch is die van de cel gemarkeerd in blauw (C). Eenpx = pixelgebied, Npx = pixel nummer, a = gebied, P = omtrek (1 pixel = 1,60772 μm2). (E – F) Kwantificering van celgebied en celcirculariteit maatregelen in de loop van de tijd. Gegevens staat voor gemiddelde ± SEM. Elke stip vertegenwoordigt één cel (n = 60), genomen uit 3 onafhankelijke experimenten, en geanalyseerd op 0 h, 6 h, 12 h en 18 h (NS niet-significante, * p < 0.05, * * * * p < 0,0001 one-way ANOVA, Tukey's meervoudige vergelijkingen test). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.