Ten protokół opisuje metodę izolowania i hodowli podstaw metanefrycznych z embrionów myszy.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół opisuje metodę izolowania i hodowli podstaw metanefrycznych z embrionów myszy.
Celem tego protokołu jest opisanie metody preparacji, izolacji i hodowli podstaw metanefrycznych myszy.
Podczas rozwoju nerek u ssaków, dwie struktury progenitorowe, pączek moczowodu i mezenchyma metanefrycznego, komunikują się i wzajemnie indukują mechanizmy komórkowe, aby ostatecznie utworzyć system zbierania i nefrony nerki. Ponieważ zarodki ssaków rosną wewnątrzmacicznie i dlatego są niedostępne dla obserwatora, opracowano hodowlę narządów. Dzięki tej metodzie możliwe jest badanie oddziaływań nabłonkowo-mezenchymalnych i zachowania komórkowego podczas organogenezy nerek. Ponadto można zbadać pochodzenie wrodzonych wad rozwojowych nerek i dróg moczowo-płciowych. Po dokładnym rozbiorzeniu zaczątki śródnercza przenosi się do filtra, który unosi się na pożywce hodowlanej i może być trzymany w inkubatorze do hodowli komórkowych przez kilka dni. Należy jednak mieć świadomość, że warunki te są sztuczne i mogą wpływać na metabolizm w tkance. Również przenikanie badanych substancji może być ograniczone ze względu na macierz zewnątrzkomórkową i błonę podstawną obecne w eksplantacie.
Jedną z głównych zalet hodowli organów jest to, że eksperymentator może uzyskać bezpośredni dostęp do organu. Technologia ta jest tania, prosta i pozwala na wiele modyfikacji, takich jak dodawanie substancji biologicznie czynnych, badanie wariantów genetycznych i stosowanie zaawansowanych technik obrazowania.
Nerka ssaków wywodzi się z dwóch pierwotnych struktur o mezodermalnym pochodzeniu: kanalikowatego nabłonka moczowodu i mezenchymii metanefrycznych. Podczas nefrostenezy pączek moczowodu atakuje mezenchymę śródnerczą i rozgałęzia się, tworząc system zbiorczy. Mezenchyma śródnerczyca powoduje powstanie elementów nabłonkowych nefronów. Procesy te zachodzą w ściśle określonym czasie i przestrzennie skoordynowany sposób i są inicjowane przez wzajemne mechanizmy indukcyjne. Oba składniki tkanki komunikują się i wpływają na morfogenezę komórek drugiego.
W latach 20. to Boyden przeprowadził in vivo niedrożność przewodu śródnerkowego u kurcząt, dostarczając pierwszej oznaki oddziaływań indukcyjnych, ponieważ oddzielona blastema nerkowa nie jest w stanie się rozróżnić1. Mniej więcej w tym samym czasie opublikowano pierwsze udane próby hodowli zaczątków nerki kurczaka w wiszącej kropli. Następnie opracowano hodowlę narządów w celu zbadania interakcji tkankowych w organogenezie ssaków. W latach pięćdziesiątych XX wieku Grobstein opracował technikę, w której podstawy metanefryczne można było hodować na filtrze. Technika ta została zmodyfikowana przez Saxéna, który umieścił filtr na ekranie typu Trowell w naczyniu hodowlanym1. Na przestrzeni lat pojawiło się wiele modyfikacji i zastosowań w hodowli organów. Opisana tutaj metoda opiera się na technice Saxéna, ale jest uproszczona, ponieważ filtry swobodnie unoszą się na pożywce, a średnica kultury tylko nieznacznie przekracza średnicę filtra, co ogranicza niepożądane ruchy filtra.
Hodowla całego narządu to klasyczne, tanie i proste, ale potężne narzędzie do badania procesów komórkowych i komunikacji międzykomórkowej podczas organogenezy. Posiew narządowy pozwala na leczenie czynnikami biologicznymi, takimi jak czynniki wzrostu, przeciwciała, oligonukleotydy antysensowne, wirusy i peptydy, a także związkami farmaceutycznymi i innymi chemikaliami. Funkcję genów można również badać przy użyciu eksplantatów pochodzących od genetycznie zmodyfikowanych myszy lub przy użyciu technologii indukowalnej inaktywacji genów, takiej jak system Cre-loxP. Pozwala to na badanie mutacji genetycznych, które powodują śmiertelność zarodka przed rozwojem nerki. Hodowla narządów może być również połączona ze znakowaniem fluorescencyjnym w celu śledzenia funkcji genów lub linii oraz nowoczesnymi technikami obrazowania, które umożliwiają monitorowanie zachowania komórek w czasie rzeczywistym2.
W konkretnym przykładzie tutaj podanym badano wpływ sygnalizacji receptora Eph aktywowanego przez EphrinB2 na morfologię rozgałęzień pączka moczowodu. Morfologia myszy z podwójnym nokautem EphA4/EphB2 sugerowała kilka poważnych wad w rozwoju nerek, które były wykrywalne już w 11 dniu embrionalnym (E11) i obejmowały pączek moczowodu, moczowód i wspólny przewód nerkowy3. Sygnalizacja za pośrednictwem receptorów Eph wymaga grupowania receptora liganda dimer4. Aby nadmiernie aktywować sygnalizację Eph, zalążki nerek z zarodków myszy E11.5 hodowano w obecności zgrupowanego rekombinowanego EphrinB2-Fc. EphrinB2 jest znanym ligandem receptora EphA4, który ulega ekspresji w wierzchołkach pączków moczowodu 3.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Myszy były utrzymywane zgodnie ze szwedzkimi przepisami i prawodawstwem Unii Europejskiej (2010/63/UE). Wszystkie procedury zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi Szwedzkiej Komisji Etyki (zezwolenia C79/9, C248/11 i C135/14). Procedury na Uniwersytecie w Heidelbergu z udziałem zwierząt zostały zatwierdzone przez Regierungspräsidium Karlsruhe i Inspektorów ds. Dobrostanu Zwierząt na Uniwersytecie w Heidelbergu.
1. Przygotowanie odczynników i materiałów do hodowli
UWAGA : Użyj okapu z przepływem laminarnym, aby zminimalizować zanieczyszczenie.
2. Analiza podstaw metanefrycznych w E11.5
3. Przygotowanie odczynników do utrwalania i barwienia
4. Utrwalanie i barwienie
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Zraziki nerki metanefrycznej pobrano od ciężarnych myszy inbredowych szczepu Black-6 w dniu E11.5 i poddano hodowli. Po 3 dniach pączek moczowodowy podzielił się do 5 razy, co doprowadziło do rozgałęzienia początkowo T-kształtnego pączka moczowodowego. Wykonano zdjęcia każdego eksplantu, a następnie policzono liczbę segmentów i punktów końcowych, aby określić generacje rozgałęzień oraz obliczyć liczbę punktów końcowych na pojedynczą gałązkę (Rysunek 1). ImageJ (rd
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W manuskrypcie opisano metodę izolowania rozwijającego się anlagenu metanefrycznego z zarodka myszy i hodowli zaczątków narządów. Metoda ta jest techniką standardową, opracowaną przez Grobsteina8 i Saxéna 9,10, a następnie została zaadaptowana i zmodyfikowana przez wielu innych11,12. Powodzenie metody zależy głównie od czasu trwania sekcji, ponieważ przeżywalność eksplantatów i pot...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy dziękują Leifowi Oxburghowi i Derekowi Adamsowi za hojne podzielenie się swoją wiedzą, Leifowi Oxburghowi za pomocne komentarze do manuskryptu, a także Stefanowi Wölflowi i Ulrike Müller za wsparcie techniczne oraz Saskii Schmitteckert, Julii Gobbert, Sascha Weyer i Violi Mayer za pomoc w laboratorium. Prace te były wspierane przez Development, The Company of Biologists (do CP).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| DMEM/F-12 | Thermo Fisher Scientific 21331020 | ||
| Penicylina-Streptomycyna (10 000 U/mL) | Thermo Fisher Scientific | 15140148 | |
| Suplement GlutaMAX | Thermo Fisher Scientific | 35050061 | |
| DPBS, wapń, magnez | Thermo Fisher Scientific | 14040117 | zastosowanie do sekcji |
| holo-transferyny ludzkiej | Sigma-Aldrich | T0665 | |
| Insulina-Transferyna-Selen (ITS -G) (100x) | Thermo Fisher Scientific | 41400045 | |
| Paraformaldehyd | Sigma-Aldrich | 158127 | |
| Amfoterycyna B roztwór | Sigma-Aldrich | A2942 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 | |
| Azydek sodu | Sigma-Aldrich | S8032 | |
| Tiomersal | Sigma-Aldrich | T5125 | |
| Galusan propylu | Sigma-Aldrich | 2370 | |
| Mowiol 4-88 | Sigma-Aldrich | 81381 | |
| Glicerol | Sigma-Aldrich | G5516 | |
| Biotynylowany Dolichorus Biflorus Wektor aglutyniny | Laboratoria | B-1035 | |
| Alexa488 sprzężona Streptawidyna | Jackson Immuno Research | 016-540-084 | |
| Rekombinowane białko chimery efryny-B2 Fc u myszy, CF | R& D Systems | 496-EB | |
| Rekombinowany ludzki IgG1 Fc, CF | R& D Systems | 110-HG-100 | |
| Kozie przeciwciało anty-ludzkie IgG Fc | R& D Systems | G-102-C | |
| Tabletki soli fizjologicznej buforowane fosforanami | Sigma-Aldrich | P4417 | zastosowanie do utrwalania i barwienia immunologicznego |
| Dumont #5, końcówki biologie , INOX, 11 cm | agnthos.se | 0208-5-PS | Potrzebne są 2 pary kleszczyków |
| Nożyczki do tęczówki, proste, 12 cm | agnthos.se | 03-320-120 | |
| Kleszcze opatrunkowe, proste, delikatne, 13 cm | agnthos.se | 08-032-130 | |
| Szalki Petriego Thermo | Fisher Scientific | 150679 | |
| TMTP01300 Filtr membranowy Isopore z powłoką Delta Thermo Fisher Scientific , poliwęglanowy, hydrofilowy, 5.0 i mikro; m, 13 mm, biały, gładki | MerckMillipore | TMTP01300 | |
| Nunclon Multidish 4 dołki, płaskie dno | Sigma-Aldrich | D6789-1CS | |
| Szkło pokrywowe mikroskopu o grubości 24 x 50 mm. Nr 1.5H 0,17+/-0,005 mm | nordicbiolabs | 107222 | |
| Szkła nakrywkowe Nr 1.5, 18 mm x 18 mm | nordicbiolabs | 102032 | |
| Slajdy ~76 x 26 x 1, 1/2-w. szlifowane zwykłe | Nordicbiolabs | 1030418 | |
| Żyletki VWR VWR | 55411-055 | ||
| 50 ml Probówki | Sigma-Aldrich | CLS430828 | |
| 15 ml | Sigma-Aldrich | CLS430055 | |
| Whatman, klasa 113V, krepowana | Sigma-Aldrich | WHA1213125 | |
| Mirkoskop badawczy | Olympus | BX61WI | |
| Black 6 myszy wsobne, samiec, C57BL/6NTac | Taconic | B6-M Czarne | |
| 6 myszy wsobne, samica, C57BL/6NTac | Taconic | B6-F | |
| Mikroskop stereoskopowy | Greenough Leica | Leica S6 E |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.