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Artigo de método

Rato Fetal Whole Intestino Sistema de Cultura para Ex Vivo Manipulação de vias de sinalização e tridimensional Imagens ao vivo de Desenvolvimento Villus

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DOI:

10.3791/51817

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4 de setembro de 2014

 , 

Neste artigo

Resumo

A tecnologia de imagem aprimorada está permitindo imagens tridimensionais de órgãos durante o desenvolvimento. Aqui descrevemos todo um sistema de cultura de órgãos que permite imagens ao vivo das vilosidades em desenvolvimento no intestino fetal de camundongo.

Resumo

A maioria dos processos morfogenéticos no intestino fetal têm sido inferida a partir de lâminas finas de tecidos fixados, oferecendo instantâneos de mudanças ao longo do estágio de desenvolvimento. Informação tridimensional de cortes seriados finos podem ser difíceis de interpretar por causa da dificuldade de reconstrução de cortes seriados perfeitamente e manter a orientação adequada do tecido sobre cortes seriados. Recentes descobertas por Grosse et al., 2011 destacam a importância de três informações dimensional na compreensão morfogênese das vilosidades desenvolvimento do intestino 1. A reconstrução tridimensional de células intestinais isoladamente marcadas demonstraram que a maioria das células epiteliais intestinais em contato com ambas as superfícies apicais e basais. Por outro lado, a reconstrução tridimensional do citoesqueleto de actina para a superfície apical do epitélio demonstrado que o lúmen intestinal é contínua e que lúmens secundários são um artefacto sectioning. Estes dois pontos, juntamente com a demonstração de migração nuclear interkinetic no epitélio intestinal, definido o epitélio intestinal em desenvolvimento como um epitélio pseudo estratificado e não como se pensava anteriormente 1. A capacidade de observar o epitélio tridimensionalmente foi seminal para demonstrar este ponto e redefinindo morfogênese epitelial no intestino fetal. Com a evolução da tecnologia de imagem multi-fotão e software de reconstrução tridimensional, a capacidade de visualizar intacta, o desenvolvimento de órgãos está melhorando rapidamente. Dois fótons de excitação permite a penetração mais profunda menos prejudiciais para os tecidos com alta resolução. Dois fótons e reconstrução 3D de todo o intestino do feto de rato em Walton et al., 2012 ajudou a definir o padrão de vilo conseqüência 2. Aqui nós descrevemos um sistema de cultura de órgão inteiro que permite ex vivo desenvolvimento de vilosidades e extensões desse sistema de cultura para permitiros intestinos para ser tridimensionalmente fotografada durante o seu desenvolvimento.

Introdução

Cada vilosidade intestinal é composta por dois compartimentos principais de tecido: uma camada superficial epitelial e um núcleo mesenquimal. O intestino delgado do camundongo é formado no dia embrionário 10, quando uma folha de endoderme se fecha e sela para formar um tubo de epitélio cercado por células mesenquimais3. Este tubo plano de epitélio sofre rápida proliferação, crescendo tanto em comprimento quanto em circunferência e sofre rearranjos dramáticos envolvendo mudanças dinâmicas na forma da célula1. Ao mesmo tempo, o mesênquima circundante também passa por muitos processos de desenvolvimento, incluindo a formação do plexo vascular, a dif....

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Protocolo

NOTA: Todos os camundongos foram tratados com humanidade usando protocolos aprovados pela Universidade de Michigan Medical School Unidade de Medicina Laboratorial Animal e de acordo com as orientações do Comitê da Universidade de uso e cuidados dos animais.

1. Whole sistemas de órgãos Cultura

  1. Preparação de meios de comunicação e placas de cultura
    1. Em uma cultura capuz tecido, remover 5 ml de meio BGJb da garrafa estoque e adicionar 5 ml de Pen / Strep. Prepare um estoque de trabalho de mídia em um tubo de 50 ml, adicionando 1 ml de 5 mg / ml de ácido ascórbico a 49 ml de meio BGJb (com Pen / Strep).
    2. Preparar u....

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Resultados

Culturas de explantes de intestino fetal inteiros permite a análise da localização, distribuição e duração das moléculas de sinalização que coordenam o desenvolvimento intestinal, como este sistema permite a manipulação da sinalização com reagentes farmacológicos ou proteínas recombinantes. O sistema de cultura Transwell (Figura 1A, reproduzido a partir de Walton et al., 2012) 2 fornece uma interface ar-líquido, o que faz com que seja possível colocar droga ou proteína embebido esfer.......

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Discussão

A natureza dinâmica e interações complexas de tecido do intestino desenvolvimento requer visualização 3D para ter uma apreciação plena desses eventos morfogenéticos. Com a evolução da tecnologia de imagem, a capacidade de examinar vilosidades morfogênese em detalhe está a desenvolver / melhorar e, com isso, a compreensão da comunicação espacial e interação durante a organogênese é bastante reforçada.

Os métodos alternativos para a cultura de intestinos inteiros foram também testados, mas o s.......

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Divulgações

Os autores não têm conflitos financeiros a divulgar.

Agradecimentos

Agradecemos à Dra. Deborah L. Gumucio como nossa conselheira e por seu inestimável apoio na definição da cultura e dos métodos de imagem. Também agradecemos ao Dr. Jim Brodie, Dr. Hong-Xiang Lu, Dra. Charlotte Mistretta e Dra. Ann Grosse por suas contribuições para o desenvolvimento do sistema de cultura de órgãos do intestino inteiro. Discussões úteis sobre imagens forneceram excelentes conselhos do Dr. Chip Montrose, Michael Czerwinski e Sasha Meshinchi. Todas as imagens foram realizadas no Laboratório de Microscopia e Análise de Imagens da Universidade de Michigan. O apoio financeiro foi fornecido pelo NIH R01 DK065850.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Pinça de dissecação fina Ferramentas de Belas Ciências  11254-202 pares
de etanol
1x solução salina tamponada com fosfato de Dulbecco estéril (DPBS)Gibco 14040-133 Placas de500 ml
de 6 poçosCostar3516
Placas de 24 poçosCostar 3524
placas de Petri de 60 x 15 mmFalcon 
Placas Transwell, insertos de 24 mm, membranas de policarbonato de 8,0 mmCorning Costar 34286 inserções por placa
BGJb mediaInvitrogen 12591-038500 ml
PenStrep (10.000U/ml Penicilina; 10.000 mg/ml Estreptomicina)Gibco  15140
Ácido AscórbicoSigma A0278fazer 5 mg/ml de estoque, filtro, alíquota e armazenar a -20 & Pipeta
de boca C (montagem de tubo de aspirador Drummond 1-15 polegadas)Fisher  21-180-10remova o conjunto do aspirador e substitua-o por um 1.000 µ l ponta da pipeta que atua como um adaptador para conectar uma pipeta Pasteur de vidro de 6 polegadas.
de pasteur de vidro de 6 polegadas
Tubos CapilaresWorld Precision Instruments TW100F-4agulhas de puxar para 4
% Paraformaldeídofeito em 1 x PBS, pH para 7.3
culturaFalcon 
Tela de aço inoxidável de malha finacomprada em loja
Membranas de policarbonatoThomas scientific 4663H25alternativamente, corte as membranas Corning Costar 3428 dos suportes transwell
Compra instantânea de colaem loja de ferragensà base de gel preferencialmente
placas de 35 x 10 mmFalcon 
7% de agaroseSigma  A9414prepare w/v em 1x DPBS, aquecendo para dissolver em um banho maria
minucienspinos Ferramentas de Belas Ciências 26002-20
Meio livre de vermelho de fenol (DMEM)Gibco 21063-029
Xilazina (100 mg/ml)AnaSed 139-236
MatrigelBD356231matriz de membrana basal, fator de crescimento reduzido, sem vermelho de fenol
3-4% agaroseSigma A9414preparar w/v em 1x DPBS, aquecimento para dissolver em banho-maria
Imagem de intestinos
Nome do Material/Equipamento Número deCatálogoda EmpresaComentários/Descrição
vaselinacompra na farmáciausada para fazer VALAP: partes iguais de vaselina, lanolina, parafina
lanolinaSigma L7387usado para fazer VALAP: partes iguais de vaselina, lanolina, parafina
e parafinaSurgipath39601006usado para fazer VALAP: partes iguais de vaselina, lanolina, parafina
70% glicerol em 1 x PBS
Focus clear e Mount ClearCelExplorer Labs Co.  F101-KIT
Compra de argila de modelagemna loja
fita
aplicador de algodão, cotonetes
, moldes de plástico, 10mm x 10mm x 5 mm)Tecido Tek;4565
lamínulas de
http://www.emouseatlas.org/emap/ema/theiler_stages/ downloads/theiler2.pdf
Microscópio confocal Leica SP5X LeicaUsado para conduzir a imagem ao vivo 
Suporte Leica DMI 6000LeicaUsado para conduzir a imagem ao vivo 
Meio de montagem aquoso (Prolongar Ouro)Sondas Moleculares P36930
Nome do Material/Equipamento Número deCatálogoda EmpresaComentários/Descrição
Placa de 24 poçosCostar  3524
Triton X-100Sigma T-8787usado para fazer Solução de permeabilização: 0,5% Triton X-100 em 1 x PBS
Sorousado para fazer Solução de bloqueio: 4% Soro de cabra, 0,1% Tween20 em 1x PBS
Tween20 Sigma  Pág. 9416
70%451007Pipetas Placas de 353037de ferragens351008fixosde materiais de arte, dupla face, slides limpeza de laboratório Kimberly Clark 34155 limpeza de tarefa delicada sem fiapos Theiler staging chart  de cabra

Referências

  1. Grosse, A. S., et al. Cell dynamics in fetal intestinal epithelium: implications for intestinal growth and morphogenesis. Development. 138, 4423-4432 (2011).
  2. Walton, K. D., et al. Hedgehog-respons....

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Reimpressões e permissões

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