وقد تم تطوير طريقة لقياس حجم فموي وجهي وشكل الضفدع الأجنة المورق. في هذا البروتوكول، ويتم الجمع بين قياسات حجم التقليدية مع morphometrics الهندسية للسماح لتحليلات أكثر تطورا التنمية الوجهية والعيوب.
أصبح القيطم أداة هامة لتشريح الآليات التي تحكم تطوير القحفي والعيوب. وهناك طريقة لقياس تطور الوجهية تسمح لتحليل أكثر دقة من الظواهر الوجهية على إلغاء مع المواد التي يمكن وراثيا أو جزيئيا التلاعب التعبير الجيني أو وظيفة البروتين. باستخدام اثنين من صور ثلاثية الأبعاد من رؤساء الجنينية، يتم قياس حجم الأبعاد التقليدية مثل فموي وجهي العرض والطول ويتميز بتصميم داخلي متطور. وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام مقياس استدارة من فتحة الفم الجنينية لوصف شكل الفم. يتم تنفيذ morphometrics هندسية من هذه الصور ثنائية الأبعاد أيضا لتقديم وجهة نظر أكثر تعقيدا من التغيرات في شكل المنطقة الوجهية. يتم تعيين المعالم إلى نقاط محددة في المنطقة الوجهية ويتم إنشاؤها الإحداثيات. ويستخدم تحليل المكون الرئيسي للحد من إحداثيات تاريخية لمكونات المبدأ الذي يميز ثم العلاجالمجموعات. يتم عرض هذه النتائج على أنها مؤامرة مبعثر فيه الأفراد مع الأشكال الوجهية مماثلة العنقودية معا. ومن المفيد أيضا إجراء تحليل التمايز وظيفة، مقارنة إحصائية مواقف المعالم بين مجموعات العلاج اثنين. يتم عرض هذا التحليل على شبكة التحول حيث ينظر التغيرات في المركز التاريخي كما ناقلات. تم فرضه شبكة على هذه النواقل بحيث يتم عرض نمط تزييفها لإظهار حيث تغيرت مواقف تاريخية كبيرة. وتستند التغييرات في شكل تحليل التمايز وظيفة على مقياس إحصائي، وبالتالي يمكن تقييمها من قبل ذات القيمة ص. هذا التحليل هو بسيط ويمكن الوصول إليها، والتي تتطلب فقط المجسام والبرامج مجانية، وبالتالي سيكون البحث والتدريس المورد الثمين.
من بين الأنواع الأكثر انتشارا وتدميرا من العيوب الخلقية الإنسان هي تلك التي تؤثر على الفم والوجه، مثل الشقوق الوجهية 1. الأطفال الذين يعانون من الهياكل الوجهية تالف الخضوع لعمليات جراحية متعددة طوال حياتهم والنضال مع تشوهات الوجه، والكلام والسمع ومشاكل تناول الطعام. وبالتالي، تسهيل البحوث العلمية الجديدة في تطوير والقحف الوجهية أمر بالغ الأهمية للوقاية والعلاج من هذه الأنواع من العيوب الخلقية في الإنسان. وقد برز القيطم المورق كأداة جديدة لتشريح الآليات التي تحكم تطوير القحفي (تشمل بعض الأمثلة 2،3،4 -11). وبالتالي، يمكن لطريقة الكمي لتحليل حجم وشكل التغييرات خلال تنمية الرأس والوجه من هذا النوع أن تكون قوية جدا 3.
هنا، نقدم مثل هذا الأسلوب. الجمع بين القياسات التقليدية الحجم مع morphometrics الهندسية مقتبسة من دراسة القيطم 12 </سوب> وثروة من الدراسات تحليل شكل الوجه البشري 13-15. الهدف من هذا البروتوكول هو السماح للباحثين لقياس حجم الوجه وأشكال التمييز بين الظواهر الوجهية المختلفة أثناء التطور العادية وغير العادية. وهذا التحليل يسمح للتمايز بين أفضل العيوب القحفي خفية مثل تلك الناشئة عن الآثار المستمرة للجينات و / أو العوامل البيئية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذا الأسلوب الكمي أيضا تكشف حتى تحسن طفيف أو إنقاذ عيب فموي وجهي. وبالتالي هذا يجعله دليلا مفيدا في تحليل العلاجات المحتملة.
مزيج من قياسات الوجه وmorphometrics الهندسية التي نقدمها هنا يسمح للتحليل الإحصائي أشمل من كل من حجم وشكل المنطقة الوجهية من البروتوكولات الحالية التي تستخدم إلى حد كبير واحد فقط أو 15-18 الآخرين. وعلاوة على ذلك، فإننا نقدم طريقة بسيطة لتقييم كل من الإنسي والجانبية للطائراتوجه دون الحاجة إلى معدات التصوير المتطورة ثلاثية الأبعاد المستخدمة في الدراسات الحالية 13،19.
نحن لشرح هذا البروتوكول على القيطم المورق الأجنة تعامل مع مثبط مستقبلات حمض الريتينويك أن يدفع تنمية الوجهية غير طبيعية والحنك المشقوق متوسط 2،3. وقد كشفت الكمي لأبعاد وشكل المنطقة الوجهية في هذه الأجنة التغيرات في midface التي هي مماثلة للبشر مع الشقوق الحنكية مماثلة ونماذج الماوس 20،21. ومع ذلك، فإن هذا البروتوكول يمكن استخدامها لتقييم آثار المركبات الأخرى على التنمية الوجهية مثل المواد الطبيعية، ومبيدات الأعشاب، أو بروتينات مثل عوامل النمو. وعلاوة على ذلك، حجم وشكل التغييرات الوجهية الناجمة عن اضطراب في التعبير الجيني عن طريق الخسارة أو الربح من التجارب وظيفة (باستخدام morpholinos العقاقير أو Crispers / Talens) كما يمكن كميا باستخدام هذا البروتوكول. أخيرا، قمنا بتطوير هذه الطريقة specificaLLY لتقييم القيطم التشكل. ومع ذلك، يتم تعديله بسهولة لتحليل أي الفقاريات. ويمكن أن تشمل أيضا تطبيقات أخرى باستخدام هذا البروتوكول لمقارنة وثيقي الصلة للدراسات تطورية أو بيئية. في حين أن المثال نحن نقدم هنا يستخدم هذا البروتوكول لوصف تحليل المنطقة الوجهية، يمكن بسهولة تعديله لتحليل مناطق أخرى، أجهزة، أو الهياكل.
وهذا البروتوكول الكمي فموي وجهي أصبح مصدرا قيما للمجتمع البحوث، وكذلك أداة تعليمية ممتازة للطلاب الجامعيين كدليل الفيديو.
أصبح القيطم المورق أداة مفيدة لتشريح آليات تطوير الوجهية التنموية الأساسية. ومع ذلك، هناك حاليا أي بروتوكولات واصفا حجم وشكل التغييرات في هذه المنطقة في الضفادع. فإن الطريقة الموصوفة هنا تسهم إسهاما كبيرا في مجال التنمية الوجهية عن طريق السماح للالكمي أكثر صرا…
The authors have nothing to disclose.
دعمت بدء الأموال إلى A. ديكنسون من جامعة فرجينيا كومنولث في هذا العمل.
الكتاب نود أن نعترف دان Nacu لموهبته الفنية في خلق الشكل التخطيطي.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Dissecting microscope | Zeiss | fitted with AxioCamICC1 camera | |
Dumont #5 Inox forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
Sterile, disposable scalpel | Sklar | 06-2015 | |
24-well plate | Fisher Scientific | 087721 | |
Standard Disposable transfer pipettes | Fisher Scientific | 13-711-7M | |
150 mm X 15 mm Petri dishes | Falcon | 351058 | |
Incubators | Ectotherm | set to 15C or 20C | |
Modeling Clay | Premo, or other non-toxic modeling clay | in black or white | |
Straight teasing needle | Thermo Scientific | 19010 | |
Capillary Tubing (for needles) | FHC | 30-30-1 | Borosil 1.0mm OD x 0.5mm ID/Fiber, 100 mm each |
Needle Puller, Model P-97 | Sutter Instrument Co, | Needle Puller: P-97 Flaming/ Bown micropipette puller Filament: FB300B | For filaments, use Sutter 3.00mm square box filaments, 3.0mm wide. |
Pipettemen | Gilson | F144802, F123600, F123602 | |
BMS-453 | Tocris | 3409 | |
DMSO | American Bioanalytical | AB00435-01000 | |
Cysteine | Sigma-Aldrich | 52-90-4 | |
Paraformaldehyde powder | Sigma-Aldrich | 158127 | |
Petri dishes | Falcom | 353003, 351058 | 100 mm diameter and 150 mm in diameter |
100% Ethanol | VWR | 89125-170 |