Summary

La inmovilización de las planarias, irradiación parcial, y el trasplante de tejido

Published: August 06, 2012
doi:

Summary

Un método eficaz para el injerto tejido de tamaño definido y constante entre planaria se describe. También se incluye una descripción de cómo la técnica de inmovilización utilizado para el trasplante se puede adaptar, en conjunción con los escudos de plomo, para la irradiación parcial de animales vivos.

Abstract

La planaria, un gusano plano de agua dulce, ha demostrado ser un potente sistema para la disección de la regeneración de los metazoos y 1,2 de células madre biología. La regeneración de las planarias de todos los tejidos perdidos o dañados es posible gracias a las células madre adultas denominado neoblastos 3. A pesar de estas células madre han sido definitivamente demostrado ser pluripotentes y singularmente capaz de reconstituir un animal entero 4, la heterogeneidad en la población de células madre y la dinámica de sus comportamientos celulares siguen siendo en gran medida sin resolverse. Debido al gran número y amplia distribución de las células madre a través del plan corporal planaria, métodos avanzados para la manipulación de las subpoblaciones de células madre para el estudio molecular y funcional in vivo son necesarios.

El trasplante de tejidos y la irradiación parcial de dos métodos por los que se puede una subpoblación de células madre de las planarias aislados para estudios posteriores. Cada técnica tiene sus propias ventajas. Tel trasplante de tema permite la introducción de células madre, en un huésped ingenuo, que son intrínsecamente genéticamente distinta o han sido previamente tratados farmacológicamente. Alternativamente, la irradiación parcial permite el aislamiento de células madre dentro de un huésped, yuxtapuesto al tejido desprovisto de células madre, sin la introducción de una herida o cualquier violación de la integridad del tejido. El uso de estos dos métodos, uno puede investigar los factores celulares autónomos y no autónomos-que controlan las funciones de células madre, como la proliferación, diferenciación y migración.

Tanto el trasplante de tejido de 5,6 y la irradiación parcial de 7 se han utilizado históricamente en la definición de muchas de las preguntas acerca de la regeneración de las planarias que permanecen en estudio en la actualidad. Sin embargo, estas técnicas han permanecido infrautilizada debido a la naturaleza laboriosa e inconsistente de los métodos anteriores. Los protocolos que se presentan aquí representan un gran paso adelante en la reducción del tiempo de unaND esfuerzo necesario para generar de forma reproducible un gran número de animales injertados o parcialmente irradiado con eficacias se aproximan al 100 por ciento. Cubrimos la cultura de los animales grandes, la inmovilización, la preparación para la irradiación parcial, el trasplante de tejido, y la optimización de la recuperación de los animales. Además, el trabajo descrito aquí se muestra la primera aplicación del método de irradiación parcial para su uso con la planaria más ampliamente estudiado, Schmidtea mediterranea. Además, el tejido eficiente de injerto en los gusanos abre la puerta a las pruebas funcionales de las subpoblaciones de células madre no tratados previamente o tratados en los ensayos de repoblación, lo que ha sido durante mucho tiempo el método estándar de oro para ensayar el potencial de células madre adultas en los mamíferos 8. La amplia adopción de estas técnicas, sin duda, conducen a una mejor comprensión de los comportamientos celulares de células madre adultas durante la homeostasis del tejido y la regeneración.

Protocol

Nota: este protocolo sugiere el uso de materiales potencialmente peligrosos (plomo y cloretona). Adquirir, lea y siga las MSDS para todos los materiales potencialmente peligrosos. 1. Cultura Animal, selección y preparación Para el cultivo y uso de animales manejo del agua planaria (1X sales de Montjuïc 9) y pipetas de plástico de transferencia. Sexual biotipo Schmidtea mediterranea se puede utilizar cuando se crían en el laborato…

Discussion

Importancia de la inmovilización

La inmovilización es, con mucho, el paso más crítico para la correcta realización de cualquiera de estos procesos. Si planaria no están bien inmovilizados antes de la irradiación parcial, que puede moverse por debajo de la placa de plomo, produciendo resultados inconsistentes y confusión. Además, si los animales no están lo suficientemente inmovilizada después del trasplante, el gusano anfitrión probable se alejará del tejido del injerto, lo que res…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores desean agradecer a Chiyoko Kobayashi y Agata Kiyokazu de consejos útiles sobre el trasplante de planaria, así como los miembros anteriores y actuales del laboratorio de Sánchez de discusión muy valiosa durante el desarrollo de estas técnicas. Este trabajo fue apoyado por el NIH Formación Grant (5T32 HD0791) a la Oficina del Contralor General y los NIH R37GM057260 a ASA. ASA es un Médico Howard Hughes, investigador del Instituto.

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

  1. Morgan, T. Experimental studies of the regeneration of Planaria maculata. Arch. Entw. Mech. Org. 7, 364-397 .
  2. Reddien, P. W., Sanchez Alvarado, A. Fundamentals of planarian regeneration. Annu Rev Cell Dev Biol. 20, 725-757 (2004).
  3. Randolph, H. The regeneration of the tail in lumbriculus. J. Morphol. 7, 317-344 .
  4. 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).
  5. Santos, F. Studies on transplantation in planaria. Biological Bulletin. 57, 188-197 (1929).
  6. Morgan, L. Regeneration of grafted pieces of planarians. J. Exp. Zoöl. 3, 269-294 (1906).
  7. 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).
  8. Purton, L. E., Scadden, D. T. Limiting factors in murine hematopoietic stem cell assays. Cell Stem Cell. 1, 263-270 (2007).
  9. 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).
  10. Newmark, P. A., Sánchez Alvarado, A. Bromodeoxyuridine specifically labels the regenerative stem cells of planarians. Dev. Biol. 220, 142-153 (2000).
  11. 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).
  12. Pearson, B. J. Formaldehyde-based whole-mount in situ hybridization method for planarians. Dev. Dyn. 238, 443-450 (2009).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Stéphan-Dubois, F. Les cellules de régénération chez la planaire Dendrocoleum lacteum. Bulletin de la Société Zooologique de France. 86, 172-185 (1961).
  16. Gurley, K. A. Expression of secreted Wnt pathway components reveals unexpected complexity of the planarian amputation response. Dev. Biol. 347, 24-39 (2010).
  17. Salvetti, A. Adult stem cell plasticity: neoblast repopulation in non-lethally irradiated planarians. Dev. Biol. 328, 305-314 (2009).

Play Video

Cite This Article
Guedelhoefer IV, O. C., Sánchez Alvarado, A. Planarian Immobilization, Partial Irradiation, and Tissue Transplantation. J. Vis. Exp. (66), e4015, doi:10.3791/4015 (2012).

View Video