Łożysko jest niezbędne do wzrostu i rozwoju embrionalnego w środowisku macicy. Stanowi interfejs dla wymiany tlenu, metabolitów i składników odżywczych między krążeniem płodowym i matczynym, a także pełni funkcję narządu endokrynnego i immunologicznego. Każde endogenne lub egzogenne uszkodzenie, które upośledza rozwój łożyska, może prowadzić do wewnątrzmacicznego opóźnienia wzrostu, utraty płodu lub powikłań ciąży, zarówno u myszy, jak i u ludzi1. Podczas gdy liczba docelowych mutacji myszy, które powodują nieprawidłową fizjologię łożyska, stale rośnie2, z 219 genotypami obecnie wymienionymi na stronie internetowej Mouse Genome Informatics (MGI) (http://www.informatics.jax.org/vocab/ mp_ontology/MP:0010038), wiele z tych fenotypów nie jest dobrze poznanych z mechanistycznego punktu widzenia. Oprócz zmian genetycznych, leki małocząsteczkowe, przeciwciała monoklonalne, toksyny, patogeny, nadmiar metabolitów lub różne czynniki środowiskowe mogą wpływać na rozwój i funkcję łożyska3,4,5,6,7. Jednak proste testy in vitro, które modelują krytyczne etapy rozwoju łożyska, są rzadkością.
Rozwój łożyska u myszy rozpoczyna się we wczesnej ciąży, kiedy allantois (prekursor rozwojowy pępowiny) wyłania się z tylnego końca zarodka jako pączek, który rośnie w kierunku kosmówki8. Komórki kosmówkowe w zewnętrznej warstwie pąka omoczniowego pośredniczą w przyczepianiu i rozprzestrzenianiu się okrzewka na powierzchni kosmówki ("fuzja" kosmówka-omoczniowa). Kosmówka następnie składa się w kosmki, w których rośnie unaczynienie allantois, tworząc labirynt, wewnętrzną warstwę łożyska, w której składniki odżywcze i tlen są wymieniane między ściśle przylegającymi do siebie sinusoidami krwi matki a naczyniami embrionalnymi9,10.
Przywiązanie allantois do kosmówki jest początkowym i krytycznym krokiem w tworzeniu labiryntu, a defekty w tym procesie są jedną z najczęstszych przyczyn śmiertelności zarodka w połowie ciąży1. Chociaż opisano szereg mutantów myszy, u których nie występuje przyczepienie kosmówkowo-omoczniowe10, a baza danych MGI zawiera obecnie listę 108 mutantów myszy, które charakteryzują się nieprawidłową fuzją kosmówkowo-omocznikową (http://www.informatics.jax.org/vocab/mp_ontology/MP:0002824), interakcją międzykomórkową między cząsteczką adhezyjną komórek naczyniowych-1 (VCAM-1, wyrażoną na mezodermie omocznikowej) a integryną α4β1 (wyrażoną na mezotelium kosmówkowym, który pochodzi z mezodermy pozaembrionalnej) wydaje się być niezbędny do przyczepiania i fuzji kosmówki11,12,13. Barwienie immunohistochemiczne całych zarodków typu dzikiego wykazało, że VCAM-1 ulega ekspresji w dystalnych dwóch trzecich łodygi omoczniowej około dnia embrionalnego (E) 7,513 (stadium 1-4 somitu), i że jego ekspresja pozostaje wysoka podczas przyczepiania kosmówkowo-omoczniowego i -fusion11,12. Brak przyczepienia omocznika do kosmówki jest zwykle wykrywany za pomocą analiz histologicznych zawiązków macicy. Jednak rozmiary allantois są fizjologicznie bardzo zmienne pomiędzy, a nawet w miotach na tym samym etapie rozwoju14, a allantois może przyczepić się do kosmówki tylko wtedy, gdy osiągnie wystarczający rozmiar, aby nawiązać kontakt fizyczny. Odzwierciedlając tę naturalną zmienność, przyczepienie kosmówkowo-omocznikowe ma miejsce gdzieś między ~ E 8,0 a E 9,0 w macicy, a statystycznie wiarygodna ocena tego procesu za pomocą histologii zależy zatem od analizy dużej liczby pojęć w celu uzyskania wystarczającej liczby okazów w odpowiednim stadium rozwoju.
Tutaj opisujemy metodę oceny przylegania omocznika ex utero, która jest mniej zależna od wielkości allantois. Pokazujemy sekcję zarodków myszy i ich allantoidów z macicy ciężarnych myszy ~ 8 dni po stosunku (dpc; dpc 0,5 oznacza wykrycie czopa pochwowego), a następnie hodowlę eksplantatów allantois na unieruchomionych integrynach α4β1. Metoda ta umożliwia szybką, funkcjonalną ocenę przyczepiania i rozprzestrzeniania się wielu eksplantatów okrzewiaków równolegle i w różnych kolejnych punktach czasowych. Protokół może być stosowany do badań przesiewowych pod kątem wpływu docelowych mutacji, leków lub różnych czynników środowiskowych na przyczep allantois ex vivo.