$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De ontwikkeling van de huid van vogelembryo's is een uitstekend model voor het bestuderen van de mechanismen van morfogenese vanwege de duidelijke patronen en de toegankelijkheid tot microchirurgie en manipulatie 1,2. Het evalueren van cellulaire en moleculaire gebeurtenissen in intacte weefsels kan echter moeilijk zijn, omdat de aanwezigheid van externe weefsels microscopische waarnemingen kan bemoeilijken. Bovendien is het vermogen om genexpressie te manipuleren om hun rol in huidmorfogenese te testen niet altijd een eenvoudige taak. We ontdekken dat we genfuncties kunnen testen met behulp van retrovirale transductie met een hoger slagingspercentage met behulp van huidexplantatiemodellen. Hier bespreken we de voordelen van drie huidexplantatiemodellen die zijn ontwikkeld.
Aviaire embryonale huidcultuur is een krachtig systeem om celgedrag, genregulatie en functie tijdens de ontwikkeling van huidverenknoppen te beoordelen 3,4,5,6. Het maakt de evaluatie mogelijk van de moleculaire mechanismen van de ontwikkeling van verenknoppen door de wereldwijde toevoeging van groeifactoren die in de kweekmedia zijn geplaatst of hun lokale afgifte van met groeifactor gecoate kralen. Ontwikkelingsregulerende genen kunnen ook worden gemanipuleerd met behulp van virale gentransductie van intacte of dominante negatieve vormen voor functionele studies die hun rol in specifieke morfogenetische gebeurtenissen evalueren 7,8.
Aviaire epitheliale-mesenchymale recombinatiecultuur stelt onderzoekers in staat om de bijdragen van elke huidcomponent tijdens de vroege stadia van huidmorfogenese te bepalen. Rawles' gebruik van deze benadering toonde aan dat interacties tussen het mesenchym en het epitheel essentieel zijn voor de vorming van huidaanhechtingen9. Het mesenchym kan condensaties vormen en het epitheel is nodig om mesenchymale condensatieformaties te induceren en in stand te houden2. Later werd deze benadering gebruikt om te beoordelen waarom schaalloze kippen geen veren vormen. Het defect bleek zich in mesenchym10 te bevinden. Dhouailly voerde weefselepitheel-mesenchymale recombinatiestudies uit bij embryo's van verschillende soorten. Deze studies leverden ontwikkelings- en evolutionaire inzichten op in epitheel-mesenchymale communicatie die huidmorfogenese bevordert3.
Deze studie werd gebruikt om beter inzicht te krijgen in factoren die de groei van veren beheersen. De methode verbetert ook de visualisatie van cellulaire en moleculaire gebeurtenissen die betrokken zijn bij huidpatronen die plaatsvinden tijdens het initiëren, ontwikkelen en verlengen van veren langs de voorste-achterste as. Wanneer het epitheel wordt gescheiden van het mesenchym en de twee componenten vervolgens opnieuw worden gecombineerd, herstellen nieuwe interacties het huidpatroon. Deze benadering stelt ons in staat om mesenchymale inducerende signalen en epitheliale competentiemoleculen te evalueren die de epidermis in staat stellen te reageren op de mesenchymale signalen11. De daaropvolgende stroomafwaartse moleculaire expressie die nodig is voor de ontwikkeling van veerknoppen en patroonvorming kan ook worden onderzocht. Deze studies hebben aangetoond dat de locatie van knoppen wordt gecontroleerd door het mesenchym. Rotatie van het epitheel 90o vóór recombinatie met het mesenchym toont aan dat de richting van de verlenging van de veerknop wordt gecontroleerd door het epitheel. Deze methode was essentieel voor ons om het moleculaire mechanisme te bestuderen dat de oriëntatie van de veerknop reguleert12.
Aviaire huidreconstitutiecultuur, waarbij het huidmesenchym wordt gedissocieerd tot enkele cellen voordat het met hoge celdichtheid wordt bekleed en bedekt met intact epitheel, reset huidcellen naar een primordiale toestand. De explantatie organiseert zichzelf vervolgens om een nieuw periodiek patroon te vormen, onafhankelijk van de vorige signalen13. Dit huidreconstitutiemodel kan worden gebruikt om de initiële processen van periodieke patronen van veren te bestuderen. We gebruikten deze benadering om te onderzoeken hoe het moduleren van de verhouding tussen mesenchymale cellen en een enkel stuk epitheel de grootte of het aantal veerknoppen kan beïnvloeden. Het aantal knoppen bleek toe te nemen, maar niet de grootte van de knoppen omdat de verhouding van mesenchymale cellen toenam. Een ander voordeel van deze aanpak is dat virale transductie van mesenchymale cellen een hogere efficiëntie vertoont dan in de andere twee kweekomstandigheden en meer voor de hand liggende fenotypes kan produceren.