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Methodenartikel

Studieren Wnt Signaling Während Patterning of Conducting Airways

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DOI:

10.3791/53910

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16. Oktober 2016

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In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die Verwendung von Reporter - Mäuse gekoppelt ganze Berg und Abschnitt Färbung, Mikroskopie und in - vivo - Tests erleichtert die Analyse der Mechanismen , die die normale Strukturierung der Atemwege zu Grunde liegen. Hier beschreiben wir, wie diese Techniken zur Analyse der Wnt-Signal während trachealen Entwicklung beigetragen.

Zusammenfassung

Wnt-Signalwege spielen eine entscheidende Rolle während der Entwicklung der Atemwege. Die Definition präziser Mechanismen der Differenzierung und Morphogenese, die durch den Wnt-Signalweg gesteuert werden, ist erforderlich, um zu verstehen, wie Gewebe während der normalen Entwicklung strukturiert sind. Dieses Wissen ist auch entscheidend für die Bestimmung der Ätiologie von Geburtsfehlern wie Lungenhypoplasie und Tracheobronchomalazie. Die Analyse der frühesten Entwicklungsstadien der Atemwege stellt eine Herausforderung dar, da die begrenzte Menge an Gewebe die Durchführung von Standardprotokollen verhindert, die besser für postnatale Studien geeignet sind. In diesem Artikel diskutieren wir Methoden zur Untersuchung der Zelldifferenzierung und -proliferation in den Atemwegen. Wir beschreiben Techniken wie die Färbung des gesamten Passepartouts, die Verarbeitung des Gewebes für die konfokale Mikroskopie und die Immunfluoreszenz in Paraffinschnitten, die bei der Entwicklung der trachealen Lunge angewendet werden. Wir diskutieren auch Methoden zur Untersuchung der Differenzierung des trachealen Mesenchyms, insbesondere der Knorpelbildung. Die in der vorliegenden Arbeit diskutierten Ansätze und Techniken umgehen die Begrenzung des Materials bei der Arbeit mit embryonalem Gewebe und ermöglichen ein besseres Verständnis des Strukturierungsprozesses bei der Entwicklung leitender Atemwege.

Einleitung

Respirationstrakt Entwicklung wird durch embryonaler Tag 9 (E9) mit dem Auftreten von Nkx2.1 - positiven Zellen in der Bauch endodermalen foregut 1,2 eingeleitet. Ösophagus-Trachealtubus Trennung wird durch E11.5 lösen , wenn die Rohre als getrennte Einheiten unterschieden werden kann, die jeweils 3 durch mesenchymale Gewebe umgeben. Wnt - Signalisierung spielt eine Schlüsselrolle in der Spezifikation des Respirationstraktes wie Deletion Wnt2 und Wnt2b durch die splanchnic Mesenchym und Löschung von β-Catenin von der endodermalen respiratorischen Epithels exprimiert wird in Lunge agenesis 4,5 führen. Unsere ....

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Protokoll

Die Tiere wurden in pathogenfreien Bedingungen untergebracht. Die Mäuse wurden nach Protokollen genehmigt durch CCHMC Institutional Animal Care und Use Committee (Cincinnati, OH USA) behandelt. Mäuse in diesen Studien verwendet wurden, in einem gemischten Hintergrund gehalten.

1. Ganze Berge X-Galactosidase-Färbung

  1. Euthanize schwangere Frau bei E11,5 bis E14,5, durch CO 2 Inhalation. Setzen Sie Tiere in CO 2 Kammer, laden Sie die Kammer mit CO 2. Pflegen Sie Tiere in der Kammer für mindestens 5 min. Führen Sie sekundäre Methode der Euthanasie durch Genickbruch.
  2. Saubere Bauchbereich mit....

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Ergebnisse

Wnt / β-Catenin-Aktivität

Ganze Berge Lac-Z - Färbung wurde in Tracheal-Lungengewebe von Embryonen aus Reporter Axin2 Lac -Z Mäuse 11 getrennt nachgewiesen werden . Seiten der Färbung zeigen Wnt / β-Catenin-Aktivität. Analyse von Abschnitten ganze Berg Färbung bestimmt, dass Wnt / β-Catenin-Aktivität im Mesenchym der Trachea vorhanden war und in Mesenchym der peripheren Regionen der En.......

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Diskussion

Veranstaltungen der Morphogenese der Atemwege zugrunde liegen, sind nicht vollständig verstanden, insbesondere die für die Strukturierung der leitenden Atemwege erforderlichen Prozesse. Frühere Studien haben ex vivo - Techniken verwendet , wobei die Entwicklung Explantate kultiviert werden an der Luft-Flüssigkeit - Zwischenphasen - oder eingebettet in Matrigel 21,22. Diese Studien haben gezeigt, wie Wachstumsfaktoren, die Strukturierung der Entwicklungs Trachea und die Bildung von Trachealknorpels be.......

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Offenlegungen

"Die Autoren haben nichts zu offenbaren."

Danksagungen

Wir erkennen die Unterstützung von Mike Muntifering und Matt Kofron mit konfokaler Bildgebung und Gail Macke mit histologischen Verfahren. Diese Arbeit wurde teilweise von der National Institutes of Health-NHLBI (K01HL115447 DS) unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Anti Sox9 ab.MilliporeAB55351:400 , Kaninchen
Anti Sox9 ab.Santa CruzSc-200951:50, Kaninchen
Anti Glatte Muskulatur Aktin ab.SigmaA52281:2k, Maus
Anti NKX2.1 ab.Seven Hillsn/a1:100, Meerschweinchen
Anti NKX2.1 ab.Seven Hillsn/a1:400, Maus
Anti Brdu ab.AbcamAB18931:200, Schaf
Anti Brdu ab.Santa CruzSc-323231:4k, Maus
PNA LectinSigmaL 7381
SekundärantikörperLebenstechnologienAlexa Fluor Molekulare Sonden
K3Fe(CN)6SigmaP8131
K4Fe(CN)6Sigma-AldrichP3289
MgCl2Sigma-AldrichM9272
NaDOCLife Technologies89905
NP4OLife Technologies85124
Alcian Blue 8GXSigmaA-3157
Fisher brand super-frost plusFisher12-550-15
PFA (16%)EMS15710
PBSGibco70011-044
Fötales KälberserumSigma11K413
BlockierungsreagenzInvitrogenBestandteil des TSA-Kits #2      ( T20932)
BrDuSigmaB5002-5g
Vectashield EindeckmediumVector labsH-1000
PermountFisherSP15-500
Tissue-loc Kassetten HistoscreenFisherC-0250-GR
BiopsiekassettenPremiereBC0109Erhältlich in verschiedenen Farben
Nuclear fast red  Kernechtrot 0,1%SigmaN3020
ZitronensäureSigmaC1909-500G
Natriumcitrat dreibasisches DihydratSigmaS4641-1Kg
Trizma HydrochloridSigmaT5941-500G
XylolPharmco-AAPER399000000
EthanolPharmco-AAPER111000200
MikromesserFST10318-14
Dumont #5 keramikbeschichtetFST11252-50
Dumont #5COFST11295-20
Dumont # 5FST91150-20
Thermo/Shandon Excelsior ESThermo Fisher
MikrotomLeicaRM2135
Nikon i90NikonWeitfeldmikroskop
NikonA1RsiNikonKonfokalmikroskopie. Einstellungen:NikonA1 plus Kamera, Scanner: Galvano, Detektor:DU4. Optik Plan Apo lambda 10X. Modalität: Weitfeld-Fluoreszenzlaser konfokal. 
Leica MS 16 FALeicaFluoreszenzmikroskop
ZeissZeissAutomatisiertes Fluoreszenzmikroskop
Leica Application SuiteLeicaLeica Bildgebungssoftware
NISNikonNikon Bildgebungssoftware
IMARISBitplaneBildverarbeitungssoftware

Referenzen

  1. Maeda, Y., Dave, V., Whitsett, J. A. Transcriptional control of lung morphogenesis. Physiol Rev. 87, 219-244 (2007).
  2. Morrisey, E. E., Hogan, B. L. Preparing for the first breath: genetic and cellular mechanisms in lung development. Dev Cell. 18, 8-23 (2010).

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Nachdrucke und Genehmigungen

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