Explant Kultur für Studien

Developmental Biology

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Summary

Explant Kultur ist eine Technik, die in der lebenden Zellen oder Gewebe aus einem Embryo für die weitere Entwicklung außerhalb des Organismus entfernt werden. Dieser ex-Vivo -Ansatz ermöglicht Forschern zu manipulieren und zu entwickelnden Gewebe im Wege, die nicht mehr möglich in Vivosind zu beobachten. Sobald hergestellt, wird Explant Kultur häufig verwendet, die Funktion von Genen und Signalmoleküle in Organogenese verstehen.

Dieses Video wird zuerst die Grundprinzipien des modellabhängigen Kultur einzuführen und zeigen ein Protokoll zu isolieren und explantierten Säugetier-Gewebe wachsen. Gemeinsamen genetische und molekularbiologischen Methoden der Manipulation Explant Kulturen werden dann besprochen werden. Schließlich erfährt der Zuschauer wie Explant Techniken derzeit angewendet werden um Organentwicklung zu studieren.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Grundlagen der Entwicklung Biologie. Explant Kultur für Studien. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Explant Kultur ist eine Technik, die in der ganzen Gewebe und Organe entfernt werden, oder "allein," von einem Fötus oder Embryo und kultivierten aus dem Körper oder "Ex Vivo." Diese Methoden bieten ein einzigartiges Fenster um uns den Prozess der Entwicklung durch die Aktivierung von direkten Beobachtungen des Organs und Gewebe Wachstum-ein Prozess namens Organogenese verstehen zu helfen.

Dieses Video wird die Grundprinzipien des modellabhängigen Kultur zu untersuchen, stellen wichtige Schritte des Verfahrens typischen Manipulationen zu diskutieren und bieten spezifische Anwendungen dieser Technik in Studien.

Bevor ich beschreibe, wie man Kultur Explantaten, betrachten wir nun einige der Prinzipien hinter dieser Technik.

Explant Kultur gilt für eine Vielzahl von embryonalen Gewebe aus einer breiten Palette von Organismen. Diese Technik ist ideal für das Studium der Organentwicklung, als strukturelle Veränderungen kann bekannt als Morphogenese, direkt als Funktion der Zeit beobachtet werden. Darüber hinaus können Gewebe mit experimentellen Moleküle zu bestimmen, ihre Auswirkungen auf die Entwicklung behandelt werden. Darüber hinaus Wenn Explant Kultur mit molekulare Werkzeuge kombiniert, gen-Expression und Fluoreszenz-Mikroskopie zu ändern, wird es ein leistungsfähiges Werkzeug für den Umgang mit Fragen der Zell- und Differenzierung.

Als nächstes betrachten wir ein Protokoll für Explant Kultur der Säugetier-Gewebe.

Um den Vorgang zu starten, werden Embryonen aus einem euthanasierten schwanger Nagetier entfernt. Nach der Entfernung der umgebenden Membranen ist der Embryo isoliert. Gewebe oder Organe von Interesse werden dann aus den extrahierten Embryo isoliert und an Platten für Wachstum. Medien mit Antibiotika werden hinzugefügt und die Platten wachsen in einem Inkubator set für 37° C. Gewebe-Explantaten sind nun bereit für die Manipulation.

Sobald Explant Kulturen niedergelassen sind, können verschiedene Arten von Manipulationen durchgeführt werden.

Beispielsweise kann der explantierten Gewebe genetisch manipuliert werden, um die Rolle eines Gens von Interesse für einen bestimmten Entwicklungs-Prozess zu testen. Dies kann erreicht werden durch die Einführung von genetischen Materials in das Gewebe mit Hilfe von Techniken wie Elektroporation, in denen ein elektrisches Feld verwendet wird, injizierten DNA in Zellen der Umgebung fahren.

Explantaten werden auch häufig verwendet, testen Sie die Rollen, die Signalmoleküle, wie Wachstumsfaktoren, spielen in der Organogenese. Gewebe kultiviert in Vitro eignet sich besonders für diese Art von Studien denn mit der Verbindung zu behandeln so einfach ist wie das Hinzufügen der Nährmedien. Kleine Kügelchen, getränkt in experimentellen Verbindungen können jedoch auch in das Gewebe für einen kontrollierten Umgang mit chemischen Behandlung implantiert werden.

Unabhängig von der Ansatz ist ein großer Vorteil der modellabhängigen Technik, dass die Auswirkungen der experimentelle Manipulationen problemlos in Echtzeit, mit Licht oder Fluoreszenz-Mikroskopie visualisiert werden können.

Nun, schauen wir uns einige spezifischen Anwendungen der ex-Vivo -Kultur.

Erstens stellen Explantaten Modellsystem in welches Gewebe Entwicklung direkt visualisiert werden kann. Zum Beispiel diese Forscher aus embryonalen Mäuse entwickelnde Bauchspeicheldrüse entfernt und kultivierten es auf dem Glasboden Geschirr für verbesserte Bildgebung.

Entwicklung des Gewebes durch Lichtmikroskopie beobachtet werden, aber die Verwendung von transgenen Gewebe mit dem Ausdruck fluoreszierenden Marker bietet eine noch detailliertere Ansicht von Entwicklungsprozessen wie Röhrchen angehende. Explantierten Gewebe kann auch Immunostaining, unterliegen die Forscher die Entwicklung von spezifischen Zelltypen, wie die Insulin-produzierenden Zellen, hier abgebildet in blau und grün ermöglicht.

Eine weitere Anwendung der modellabhängigen Kulturen soll helfen, die Rolle von bestimmten Molekülen, wie Wachstumsfaktoren, Organogenese zu entschlüsseln.

Hier wurden fetalen Lunge Explantaten von Mäuseembryonen E12.5 seziert in das Vorhandensein oder Fehlen von einem Wachstumsfaktor für bis zu 48 Stunden angebaut. Die Ergebnisse zeigen, dass dieser Wachstumsfaktor Atemwege Bildung in der fetalen Lunge hemmt.

Schließlich können Explantaten aus frühen Embryo zur Steuerung von gen-Expression in den ersten Stadien der Embryogenese Mechanismen herangezogen werden.

Diese Forscher explantiert zwei verschiedene Zelltypen aus dem 16-Zell-Stadium von Froschembryonen: diejenigen, die zu dorsalen Strukturen bestimmt sind, und diejenigen, die zur ventralen Strukturen beitragen. Die Explantaten durften für etwa einen Tag vor der Färbung zu charakterisieren das Muster des Ausdrucks eines Gens, die spezifisch für dorsalen Gewebe zu entwickeln.

Da dieses Gen nur in Explantaten aus der dorsalen Region beobachtet wurde, wurde der Schluss gezogen, dass gen-Ausdruck-Programme verschlüsselt wurden, in diese embryonalen Zellen, anstatt wird unter der Regie von Zell-Zell-Interaktionen, die später in der Entwicklung auftreten.

Wir haben jetzt Explant Kultur Systeme betrachtet und beobachtet, wie sie in Studien verwendet werden kann. Diese Technik ist ein leistungsfähiges Werkzeug, das unser Verständnis der molekularen Mechanismen Tierentwicklung erleichtert. Danke fürs Zuschauen!

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