Immobilization Planarian, הקרנה חלקית, השתלת רקמות
Summary
השיטה יעילה השתלת רקמות בגודל מוגדרת ועקבית בין planaria מתואר. היא כללה גם תיאור של איך להשתמש בטכניקה immobilization להשתלה ניתן להתאים, בשיתוף עם מגן עופרת, הקרנה חלקית של בעלי חיים.
Abstract
Planarian, השטוחה מים מתוקים, הוכיחה להיות מערכת רב עוצמה לנתח התחדשות מטזואניים ו תא גזע 1,2 ביולוגיה. התחדשות Planarian של כל רקמות חסרים או פגומים מתאפשרת על ידי בתאי גזע בוגרים כינה neoblasts 3. למרות אלה בתאי גזע הוכחו בוודאות להיות pluripotent ומסוגלים לשחזר להפליא של כל בעל חיים 4, ההטרוגניות בקרב האוכלוסייה לתאי גזע ואת הדינמיקה של התנהגות הסלולר שלהם נותרו לא פתורות, במידה רבה. בשל ריבוי והפצה רחב של בתאי גזע ברחבי תוכנית הגוף planarian, שיטות מתקדמות של subpopulations מניפולציה בתאי גזע לצורך מחקר מולקולרי ומתפקד in vivo יש צורך.
השתלת רקמות הקרנה חלקית שתי שיטות שבו subpopulation בתאי גזע planarian ניתן לבודד למחקר נוסף. הטכניקה לכל אחד יש יתרונות ברורים. Tהשתלת הנושא מאפשר הקדמה של בתאי גזע, לתוך שורה תמימה, כי הם או מטבעו שונה גנטית או טופלו בעבר פרמקולוגית. לחלופין, הקרנה חלקית מאפשר בידוד בתאי גזע בתוך הפונדקאי, זה לצד זה לרקמות ללא בתאי גזע, ללא הקדמה של פצע או עכוז של שלמות רקמות. באמצעות שתי השיטות, ניתן לחקור את הגורמים תאים אוטונומיים ולא אוטונומיים הנובעות בקרת התא פונקציות, כגון התפשטות, בידול, והגירה.
הן רקמות להשתלה 5,6 ו חלקית קרינה 7 שימשו היסטורית בהגדרת רבים של שאלות על התחדשות planarian שנותרו תחת מחקר היום. עם זאת, טכניקות אלה נשארו underused בשל אופי מייגע ובלתי עקבית של השיטות הקודמות. הפרוטוקולים המוצגים כאן מייצגים צעד גדול קדימה בהפחתת זמןND המאמץ הנדרש כדי reproducibly לייצר מספר רב של בעלי חיים מורכבים או מוקרן באופן חלקי עם efficacies מתקרב 100 אחוז. אנו מכסים את כל התרבות של בעלי חיים גדולים, חוסר תנועה, לקראת הקרנת חלקית, השתלת רקמות, אופטימיזציה של התאוששות בעלי חיים. יתר על כן, העבודה המתוארת כאן ממחיש את היישום הראשון של שיטת הקרנה חלקית לשימוש עם planarian ביותר למד נרחב, Schmidtea mediterranea. בנוסף, רקמות יעיל השתלת ב planaria פותחת את הדלת לבדיקה תפקודית של subpopulations של בתאי גזע נאיבי או מטופלים מבחני repopulation, אשר כבר זמן רב את שיטת תקן הזהב של מנסה לאמוד את הפוטנציאל למבוגרים בתאי גזע אצל יונקים 8. אימוץ רחב של שיטות אלו יהיה ללא ספק להוביל להבנה טובה יותר של התנהגויות הסלולר של בתאי גזע בוגרים במהלך הומאוסטזיס רקמה והתחדשות.
Protocol
Discussion
החשיבות של חוסר תנועה
Immobilization הוא ללא ספק השלב הקריטי ביותר על ההשלמה המוצלחת של כל התהליכים האלה. אם planaria הם משותקים באופן לא תקין לפני הקרנה חלקית, הם עלולים לעבור מתחת למגן את ההובלה, ייצור תוצאות לא עקביות ולא בלבול. בנוסף, אם בע?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מבקשים להודות Chiyoko קוביאשי ו Kiyokazu אגתה עבור עצות מועילות על השתלת planarian כמו גם חברים בעבר ובהווה של המעבדה סאנצ לדיונים יסולא בפז במהלך הפיתוח של טכניקות אלה. עבודה זו נתמכה על ידי NIH הדרכה גרנט (5T32 HD0791) כדי OCG ו NIH R37GM057260 את אס"א. אס"א הוא הווארד יוז חוקר רפואי במכון.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| General Purpose Transfer Pipette | Samco | 691 |
| Capillary tubes (ID 0.75 mm) | FHC | 30-30-0 |
| Capillary tubes (OD 0.7 mm) | FHC | 30-50-08 |
| Parafilm M | VWR | 52858-076 |
| Kimwipes 34155 | VWR | 500029-891 |
| Black filter paper | Schleicher & Schuell | 10310809 |
| Whatman #2 filter paper 1002-055 | Fisher Scientific | 09-810B |
| Whatman #3 filter paper 1003-185 | Fisher Scientific | 09-820E |
| Cigarette rolling paper | Zig-Zag, original | NA |
| Petri dishes | VWR | 82050-544 |
| Forceps DUMONT, INOX #5 | FST | 11251-20 |
| Chloretone | Sigma Aldrich | 112054 |
| Casein | Sigma Aldrich | C3400 |
| Lead Shields | Alpha Systems Corp., Bluffdale, UT | Custom design |
| XRAD-320 Biological Irradiator | Precision X-Ray, North Branford, CT | NA |
References
- Morgan, T. Experimental studies of the regeneration of Planaria maculata. Arch. Entw. Mech. Org. 7, 364-397 .
- Reddien, P. W., Sanchez Alvarado, A. Fundamentals of planarian regeneration. Annu Rev Cell Dev Biol. 20, 725-757 (2004).
- Randolph, H. The regeneration of the tail in lumbriculus. J. Morphol. 7, 317-344 .
- Wagner, D. E., Wang, I. E., Reddien, P. W. Clonogenic neoblasts are pluripotent adult stem cells that underlie planarian regeneration. Science. 332, 811-816 (2011).
- Santos, F. Studies on transplantation in planaria. Biological Bulletin. 57, 188-197 (1929).
- Morgan, L. Regeneration of grafted pieces of planarians. J. Exp. Zoöl. 3, 269-294 (1906).
- Dubois, F. Contribution á l ‘ètude de la migration des cellules de règènèration chez les Planaires dulcicoles. Bull. Biol. Fr. Belg. 83, 213-283 (1949).
- Purton, L. E., Scadden, D. T. Limiting factors in murine hematopoietic stem cell assays. Cell Stem Cell. 1, 263-270 (2007).
- Cebria, F., Newmark, P. A. Planarian homologs of netrin and netrin receptor are required for proper regeneration of the central nervous system and the maintenance of nervous system architecture. Development. , 132-3691 (2005).
- Newmark, P. A., Sánchez Alvarado, A. Bromodeoxyuridine specifically labels the regenerative stem cells of planarians. Dev. Biol. 220, 142-153 (2000).
- Miller, W., Kennedy, R. J. X-ray attenuation in lead, aluminum, and concrete in the range 275 to 525 kilovolts. Radiology. 65, 920-925 (1955).
- Pearson, B. J. Formaldehyde-based whole-mount in situ hybridization method for planarians. Dev. Dyn. 238, 443-450 (2009).
- Hayashi, T., Asami, M., Higuchi, S., Shibata, N., Agata, K. Isolation of planarian X-ray-sensitive stem cells by fluorescence-activated cell sorting. Dev. Growth Differ. 48, 371-380 (2006).
- Reddien, P. W., Oviedo, N. J., Jennings, J. R., Jenkin, J. C., Sánchez Alvarado, A. SMEDWI-2 is a PIWI-like protein that regulates planarian stem cells. Science. 310, 1327-1330 (2005).
- Stéphan-Dubois, F. Les cellules de régénération chez la planaire Dendrocoleum lacteum. Bulletin de la Société Zooologique de France. 86, 172-185 (1961).
- Gurley, K. A. Expression of secreted Wnt pathway components reveals unexpected complexity of the planarian amputation response. Dev. Biol. 347, 24-39 (2010).
- Salvetti, A. Adult stem cell plasticity: neoblast repopulation in non-lethally irradiated planarians. Dev. Biol. 328, 305-314 (2009).
