رواية<em> خارج الحي</em> الطريقة الثقافة لالجنينية القلب
Summary
ويعوق الدراسات التنموية في الماوس عن طريق عدم إمكانية الوصول إلى الجنين أثناء الحمل. لتعزيز ثقافة طويلة الأمد من القلب الجنينية في المراحل المتأخرة من الحمل، وضعنا بروتوكولا التي يتم تربيتها قلب رفعه في شبه صلبة، Matrigel المخفف.
Abstract
ويعوق الدراسات التنموية في الماوس عن طريق عدم إمكانية الوصول إلى الجنين أثناء الحمل. وهكذا، وبروتوكولات لعزل والثقافة الأجهزة الفردية للمصلحة ضرورية لتوفير وسيلة لكلا تصور التغييرات في التنمية والسماح استراتيجيات العلاج الرواية. لتعزيز ثقافة طويلة الأمد من القلب الجنينية في المراحل المتأخرة من الحمل، وضعنا بروتوكولا التي يتم تربيتها قلب رفعه في شبه صلبة، Matrigel المخفف. يوفر هذا الركيزة ما يكفي من الدعم للحفاظ على هيكل ثلاثي الأبعاد ولكن هو مرنة بما فيه الكفاية للسماح استمرار الانكماش. باختصار، يتم رفعه قلوب من الجنين وضعت في خليط من Matrigel الباردة المخفف 1:1 متوسطة النمو. بعد يتصلب Matrigel المخفف، يضاف متوسطة النمو إلى الطبق الثقافة. كانت قلوب رفعه في وقت متأخر من يوم الجنينية 16.5 قابلة للحياة لمدة أربعة أيام بعد تشريح. ويبين تحليل الضفيرة التاجية أن هذا الأسلوب لاتعطيل التنمية الأوعية الدموية التاجية. وبالتالي، فإننا نقدم وسيلة جديدة لثقافة طويلة الأمد من قلوب الجنينية.
Introduction
خلال السنوات الأخيرة، كان الماوس المعدلة وراثيا في النظام النموذجي السائد لدراسة عيوب القلب التنمية. ومع ذلك، فقد ثبت الكائنات نموذج آخر، مثل الزرد، لديك مزايا هامة على الماوس. ثلاث مزايا رئيسية من الزرد هي زرع الخارجية للبيض، لسهولة الوصول إلى الأجنة، والشفافية البصرية من الأجنة، والذي يسمح التصور سهل للتنمية القلب؛ وسهولة تطبيق العلاجات الجزيئية صغيرة لتعديل وضع الجنين 1. وبالتالي، فإن تطوير تقنية الثقافة التي سمحت نمو الرحم السابقين من جهاز الجنينية الالتفافية، على الأقل في جزء، والقيود من ذوي الخبرة حاليا من قبل الباحثين الذين يدرسون العمليات التنموية في الفئران المعدلة وراثيا.
وقد وضعت خارج الحي نظم الاستزراع القلب في كل من جنين فأر كتكوت والتي تسمح للعلاج مع جزيئات صغيرة وتحليل لكيفية DIFالمناطق مختلفتين من القلب التواصل 2-6. للماوس كلها ثقافة قلب، قلوب المأخوذة من الأجنة تصل إلى الجنينية (E) 12.5 من العمر يمكن وضعها في مستنبت مع أو بدون هزاز 2،3،5. باستخدام هذه التقنية، وقلوب الجنينية وقد حضنت بنجاح إلى معادلة من E13.5، ولقد تم الحفاظ على قلوب تربيتها مع هزاز لطالما ثلاثة أيام (ابتداء من الساعة E10.5) 3. ومع ذلك، فقد الإبلاغ عن أي دراسات ثقافة الناجح للقلوب من الأجنة في السن. وبالمثل، فقد التجارب الإنقاذ اقتصرت على تطبيق كيل العلاجية على الصعيد العالمي لثقافة المتوسط 2.
كما تم استخدام نظام ثقافة شريحة، الذي يتم رفعه قلوب، جزءا لا يتجزأ، ومقطوع باستخدام vibratome، سواء بالنسبة لقلوب الشباب، مثل E12.5 قلوب الماوس وهمبرغر هاملتون المرحلة 36 (ما يقرب من E16 في الماوس) قلوب كتكوت 2،4،6، وكبار السن القلوب، مثل ح الماوس بعد الولادة وتعليم الكبارearts وقلوب الإنسان البالغ 7،8. في حين أن التحليلات الجنينية قد تستخدم عادة أبواب سميكة 150 ميكرون 2،4، ويمكن أن يكون سمك الباب الكبير الى 500 ميكرون من دون دليل على الحرمان من الأكسجين 8. وقد تم الحفاظ على هذه الثقافات شريحة طالما شهرين في الثقافة، مع معظم شرائح الحفاظ على انقباض طوال هذه الفترة 9. مقارنة دراسات في العضلية معزولة، هذه الثقافات شريحة تسمح الرئيسين ثقافة العضلية مع أنواعها الخلية المجاورة وتوفير وسيلة مفيدة لتحليل فيفو السابقين. ومع ذلك، هذه الثقافات يتطلب أكثر تفصيلا انشاء من مجرد وضع القلب في مستنبت (مثل تضمين قلب حي لباجتزاء على vibratome)، وأي تحليل محدود من الواضح إلى جزء من القلب داخل القسم.
ونظرا للقيود المذكورة أعلاه لزراعة قلوب الماوس الجنينية وثروة المعدلة وراثيا الفئران افاilable للدراسة، وضعنا في الجسم الحي الماوس قلب نظام الثقافة السابقين مشابه لنظام الثقافة الرئة فيفو السابقين التي وضعتها ويفر، وآخرون. 10 نظام ثقافتنا ثقافة يسمح على المدى الطويل والتخيل من الدورة التاجية إعادة عرض ضمن كله قلوب الماوس الجنينية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام Matrigel يسمح الخرز الذي سيعقد في مكان بالقرب من القلب، وبالتالي توفير العلاج الموضعي مع العوامل العلاجية. هذه التجارب لا يمكن أن يؤديها في مختلف نقاط زمنية التنموية للمقارنة بين تأثير العلاج معين على عملية تشكيل مثل الشريان التاجي. لأن جزيئات صغيرة يمكن نشرها من خلال Matrigel، يمكن لهذا النظام ثقافة أن تستخدم أيضا لثقافة المناطق تشريح من القلب بالقرب من بعضها البعض لتحديد ما إذا اتصالات خلية خلية محددة ضرورية للعمليات التنموية معينة أو ما إذا كان يشير نظير الصماوي من منطقة إلى أخرى هو اللازمة.
هذا النظام ثقافةهو بسيط نسبيا، وعلى عكس نظام ثقافة شريحة، يجعل من استخدام الكواشف الثقافة الأساسية ومجموعة عمليات التي تتوافر بسهولة في معظم المختبرات. باختصار، يتم تربيتها قلوب الجنينية رفعه في Matrigel المخفف، الذي يوفر دعما شبه صلبة. هذا الدعم كافيا للحفاظ على مورفولوجيا ثلاثي الأبعاد للقلب مع السماح أيضا القلب إلى العقد. باستخدام هذا النظام، يمكن الحفاظ على قلوب كامل من أجنة الفئران الأكبر سنا (E14.5-E16.5) في الثقافة لمدة تصل إلى أربعة أيام. يتم الحفاظ على الضفيرة التاجية بأكمله، خلافا لما حدث في الثقافات شريحة، لذلك تبقى أي العظة مما يشير إلى أن تحدث من مناطق مختلفة من قلب الحاضر. وعلاوة على ذلك، يمكن أن الأصباغ الفلورية الخلية الحية تتخلل Matrigel للسماح التصور من قلب حي، والخرز البروتين، مترافق يمكن وضعها بالقرب من القلب إلى توفير مصدر إشارات المترجمة. معا، وهذه المزايا تجعل هذه التقنية وسيلة مثالية لدراسة العمليات التنموية في embryonIC قلب فأر.
Protocol
Representative Results
Discussion
النظام الحالي يشكل ثقافة مزايا هامة لدراسات القلب الماوس الجنينية. هذا النظام يحافظ على ثقافة انقباض عضلة القلب والضفيرة التاجية، مع وجود علامات محدودة من النخر، حتى بعد أربعة أيام في الثقافة. علاوة على ذلك، يوفر مصفوفة شبه صلبة بما فيه الكفاية دعم للحفاظ على مورفول…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونود أن نشكر اندريا بورتبري لقراءة نقدية للمخطوطة والمعاهد الوطنية للصحة (منحة # R01HL061656) لدعم التمويل.
Materials
| REAGENTS | |||
| Timed-pregnant mice | To be dissected at the embryonic stage of interest | ||
| PBS (1x) | |||
| DMEM | Cellgro | ||
| FBS | Sigma-Aldrich | F2442 | |
| Growth factor-reduced Matrigel | BD Bioscience | 356231 | |
| Syto-16 | Invitrogen | S7578 | Used as directed in 13 |
| 24-well culture plate | Fisher Scientific | 07-200-84 | |
| EQUIPMENT | |||
| Stereoscopic microscope | Nikon | SMZ645 | |
| Cell culture incubator | Thermo | 3110 |
References
- Tu, S., Chi, N. C. Zebrafish models in cardiac development and congenital heart birth defects. Differentiation. 84, 4-16 (2012).
- Lavine, K. J., et al. Fibroblast growth factor signals regulate a wave of Hedgehog activation that is essential for coronary vascular development. Genes Dev. 20, 1651-1666 (2006).
- Red-Horse, K., Ueno, H., Weissman, I. L., Krasnow, M. A. Coronary arteries form by developmental reprogramming of venous cells. Nature. 464, 549-553 (2010).
- Stuckmann, I., Evans, S., Lassar, A. B. Erythropoietin and retinoic acid, secreted from the epicardium, are required for cardiac myocyte proliferation. Dev. Biol. 255, 334-349 (2003).
- Zhang, J., et al. The FGF-BMP signaling axis regulates outflow tract valve primordium formation by promoting cushion neural crest cell differentiation. Circ. Res. 107, 1209-1219 (2010).
- Pillekamp, F., et al. Establishment and characterization of a mouse embryonic heart slice preparation. Cellular Physiology and Biochemistry: international journal of experimental cellular physiology, biochemistry, and pharmacology. 16, 127-132 (2005).
- Habeler, W., Peschanski, M., Monville, C. Organotypic heart slices for cell transplantation and physiological studies. Organogenesis. 5, 62-66 (2009).
- Janssen, P. M., Lehnart, S. E., Prestle, J., Hasenfuss, G. Preservation of contractile characteristics of human myocardium in multi-day cell culture. J. Mol. Cell Cardiol. 31, 1419-1427 (1999).
- Brandenburger, M., et al. Organotypic slice culture from human adult ventricular myocardium. Cardiovasc. Res. 93, 50-59 (2012).
- Weaver, M., Dunn, N. R., Hogan, B. L. Bmp4 and Fgf10 play opposing roles during lung bud morphogenesis. Development. , 127-2695 (2000).
- Viragh, S., Challice, C. E. The origin of the epicardium and the embryonic myocardial circulation in the mouse. Anat. Rec. 201, 157-168 (1981).
- Kirby, M. L. . Cardiac Development. , (2007).
- Arima, S., et al. Angiogenic morphogenesis driven by dynamic and heterogeneous collective endothelial cell movement. Development. 138, 4763-4776 (2011).
