Istnieje kilka kolejnych, ale nakładających się na siebie fal hematopoetycznych prekursorów podczas rozwoju, których mieloidalne potomstwo pozostaje do dorosłości. Po pierwsze, unipotencjalne "prymitywne" progenitorzy pojawiają się w woreczku z żółtkiem myszy 1,2 między E7.5-E8.25 i dają początek embrionalnym makrofagom bez żadnego monocytowego produktu pośredniego. To, czy makrofagi pochodzące od prymitywnych przodków utrzymują się w dorosłym mózgu jako mikroglej, pozostaje przedmiotem aktywnych badań. Po drugie, prekursory erytro-szpiku (EMP) powstają w woreczku żółtkowym w temperaturze E8,5, dostają się do krwiobiegu i kolonizują zarodek. EMP wyłaniają się z półbłonka hemogennego worka żółtkowego w zależnym od Runx1 przejściu śródbłonkowym do krwiotwórczego 3,4. Podczas gdy EMP może różnicować się w makrofagi w woreczku żółtkowym, kolonizują również wątrobę płodu od dnia embrionalnego (E)95 i różnicują się w erytrocyty, megakariocyty, makrofagi, monocyty, granulocyty i komórki tuczne 6. Makrofagi pochodzące z EMP wykazują zdolność proliferacyjną w tkankach rozwojowych i dorosłych. To, czy makrofagi pochodzące z EMP omijają etap różnicowania monocytów, jest nadal kontrowersyjne, ponieważ bardzo niewiele wiadomo o ich szlaku różnicowania 7,8. Wreszcie hematopoetyczne komórki macierzyste (HSC) pojawiają się w E10,5 w zarodku właściwym z obszaru aorta-gonad-śródnercza i migrują do wątroby płodu. HSC z długoterminową zdolnością do ponownego zasiedlenia są wykrywane dopiero po E11 (w stadium 42 par somitów)9. Tam rozszerzają się i różnicują od E12,5, aż do ostatecznej hematopoezy zaczyna przesuwać się do szpiku kostnego, który staje się dominującym miejscem produkcji komórek krwi na czas życia pourodzeniowego 10.
Przestrzenne i czasowe nakładanie się na siebie, jak również wspólne markery immunofenotypowe, jak dotąd utrudniały nam rozróżnianie specyficznych wkładów tych fal embrionalnych hematopoetycznych progenitorów. Podczas gdy zarówno EMP, jak i HSC są generowane w sposób zależny od Runx1 i wyrażają między innymi czynnik transkrypcyjny Myb i receptor czynnika wzrostu Csf1r (Colony-Stimulating Factor 1 Receptor, znany również jako Macrophage Colony Stimulating Factor Receptor), EMP można odróżnić od HSC po braku potencjału limfatycznego, zarówno in vitro, jak i in vivo, braku długoterminowego potencjału ponownego zasiedlania i braku powierzchniowej ekspresji markera linii Sca-1 11. Genetyczne modele mapowania losu są niezbędne do scharakteryzowania ontogenezy makrofagów, ponieważ pozwalają na celowanie w embrionalne komórki progenitorowe w sposób specyficzny dla komórki i czasu. Tutaj przedstawiamy protokół mapowania losu stosowany w naszym laboratorium do rozróżniania dwóch linii makrofagów znajdujących się w większości dorosłych tkanek: makrofagów naciekających pochodzących z HSC i makrofagów rezydentnych niezależnych od HSC.
Makrofagi rezydujące w tkankach zostały prześledzone do niezależnych od Myb komórek prekursorowych wyrażających receptor cytokin Csf1r12 i są obecne w zarodku w E8.5-E10.5 przy użyciu trzech uzupełniających się strategii mapowania losu 6. W celu zbadania hematopoezy woreczka żółtkowego bez znakowania płodowych HSC, używamy transgenicznego szczepu, Csf1rMeriCreMer, wyrażającego indukowane tamoksyfenem białko fuzyjne "ulepszonej" rekombinazy Cre i dwa mysie receptory estrogenowe (Mer-iCre-Mer) pod kontrolą promotora Csf1r. W związku z tym rekombinaza Cre będzie aktywna w komórkach eksprymujących Csf1r w ograniczonym oknie czasowym. W przypadku stosowania ze szczepem reporterowym zawierającym białko fluorescencyjne za kasetą lox-STOP-lox (Rosa26LSL-eYFP), doprowadzi to do trwałego znakowania genetycznego komórek obecnych w momencie indukcji, ale także ich potomstwa. Podanie w E8.5 aktywnej formy tamoksyfenu, 4-hydroksytamoksyfenu (OH-TAM), znakuje EMP i makrofagi, bez znakowania woreczka żółtkowego jednosilnych "prymitywnych" progenitorów lub płodowych HSC. W ten sposób scharakteryzowaliśmy immunofenotyp EMP i ich potomstwa podczas rozwoju embrionalnego, a także oceniliśmy udział makrofagów pochodzących z woreczka żółtkowego w pulach dorosłych makrofagów. Konieczne są dalsze prace, aby scharakteryzować, czy prymitywne makrofagi pochodzące od przodków są również znakowane przy użyciu tego podejścia i czy mogą przyczyniać się do tworzenia puli dorosłych makrofagów.