During mammalian development, early gestational skin wounds heal without a scar. Here we detail a reliable and reproducible model of fetal scarless wound healing in the cutaneous dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.
Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs across species but is age dependent. The transition from a scarless to scarring phenotype occurs in the third trimester of pregnancy in humans and around embryonic day 18 (E18) in mice. However, this varies with the size of the wound with larger defects generating a scar at an earlier gestational age. The emergence of lineage tracing and other genetic tools in the mouse has opened promising new avenues for investigation of fetal scarless wound healing. However, given the inherently high rates of morbidity and premature uterine contraction associated with fetal surgery, investigations of fetal scarless wound healing in vivo require a precise and reproducible surgical model. Here we detail a reliable model of fetal scarless wound healing in the dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.
Foster huden sår leges raskt og scarlessly før sent i svangerskapet 1. Føtalt scarless reparasjon sår er kjennetegnet ved regenerering av normalt vev arkitektur og funksjon. Overgangen fra en scarless til arrdannelse fenotype oppstår i tredje trimester av svangerskapet hos mennesker og rundt embryonale dag 18 (E18) i mus 2,3. I forhold til voksen, er føtal reparasjon såret karakterisert ved hurtig epithelialization, bindevev avsetning, og fibroblast migrasjon.
Mange studier har tilbudt mulige forklaringer på fenomenet scarless sårtilheling under tidlig fosterutvikling. Betennelse er en fundamental del av voksen reparasjon såret; imidlertid føtale sår kjennetegnet ved en mangel på akutt inflammasjon 4. Hvorvidt dette er et resultat av den funksjonelle umodenhet av immunsystemet i løpet av foster faser forblir uklar. En fersk studie antydet at forskjeller i overflod, matteile sikkerhetssitu, og funksjon av mastceller i E15 vs. E18 fosterets hud kan være ansvarlig for overgangen fra en scarless fenotype, i hvert fall i musen tre. Andre studier posit at forskjeller i egenskaper og overflod av føtale og voksne makrofager sår er ansvarlig for reformasjon av normal ekstracellulære matrise (ECM) under foster såret reparasjon fem.
Forskjeller i miljøfaktorer under utvikling foster og voksne kan også påvirke sår reparasjon. Longaker og medarbeidere viste at såret fluid fra fosteret besitter høye nivåer av hyaluronsyre-stimulerende aktivitet, sammenlignet med ingen i voksen sårvæske 6. Følgelig kan høyere nivåer av hyaluronsyre, et glykosaminoglykan som fremmer en mikromiljøet bidrar til cellemotilitet og spredning, i foster sårmiljø være ansvarlig for scarless fenotype sett under tidlig fosterutvikling. Andre linjer av bevis peker på det faktum at fetal såret miljø er relativt hypoxemic og nedsenket i sterile fostervann rik på vekstfaktorer 7. Imidlertid har ingen fasitsvar blitt gitt for en kritisk hendelse eller faktor under embryogenese som utløser overgangen fra scarless regenerering til fibrotisk reparasjon.
Forstå mekanismene ansvarlig for scarless healing hos fosteret nødvendiggjør en presis og reproduserbar modell. Her vi detalj en reproduserbar modell av foster scarless sårtilheling i ryggen E16.5 (scarless) og E18.5 (arrdannelse) museembryoer. I tillegg kan små variasjoner av denne modellen benyttes til å utføre en rekke videre studier, for eksempel analyse av genuttrykk av føtale sår og hud 8,9. Gitt at nettopp tidsbestemte svangerskap er avgjørende for vellykket gjentagelse av denne foster scarless sårtilheling modell, vi også detalj vår protokoll for superovulering timet svangerskap.
Den kirurgiske protokollen presenteres her beskriver en excisional modell av foster murine scarless healing først publisert i 2006 av vårt laboratorium 10. I tillegg til andre etablerte modeller av excisional såret 11, operasjonssåret modeller av foster murine scarless healing eksistere så vel 12,13. Undersøkelser av fosterets scarless sårtilheling i ape, lam, kanin, pungrotte, og rotter har blitt rapportert 14-17. Men mus representerer en ideell modell for å utforske …
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet delvis av en bevilgning fra NIH stipend R01 GM087609 (HPL), en gave fra Ingrid Lai og Bill Shu ære for Anthony Shu (HPL), NIH stipend U01 HL099776 (til MTL), den Hagey Laboratory for Pediatric Regenerative Medicine og The Oak Foundation (til MTL og HPL). GGW ble støttet av Stanford School of Medicine, Stanford Medical Scientist Training Program, og NIGMS trening stipend GM07365. MSH ble støttet av CIRM Klinisk Fellow Training Grant TG2-01159. BxH ble støttet av midler fra Sarnoff Cardiovascular Foundation.
Name of Material/Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
7-O MONOSOF Suture | eSuture | SN-1647G | |
Surgical Forceps | Kent Scientific | INS650916 | |
Micro-scissors | Kent Scientific | INS600127 | |
Autoclip 9mm | Texas Scientific Instruments | 205060 | |
Insulin Syringe | Thermo Fisher Scientific | 22-272-382 | |
Black Pigment | AIMS | 242 | |
BD Safety-Lok 3ml Syringe | BD Biosciences | 309596 | |
Phosphate Buffered Saline | Life Technologies | 10010-049 | |
OPMI-MD Surgical Microscope | Carl Zeiss Surgical Inc | ||
Pregnant Mares Serum (PMS) | Millipore | 367222 | |
Human Chorionic Gonadotropin (HCG) | Sigma-Aldrich | CG10 | |
Povidone Iodine Prep Solution | Dynarex | 1415 | |
Nair (depilatory cream) | Church and Dwight Co. | 22600267058 |