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Developmental Biology

鸟类模型中器官形成早期和晚期的两步探讨: 胸腺和甲状旁腺器官发生范式

doi: 10.3791/57114 Published: June 17, 2018

Summary

本文通过结合新颖的体外实验程序, 为经典鹌鹑-鸡嵌合体系统的研究提供了一种最新的方法。

Abstract

禽胚作为一种实验模型, 对发育生物学中的精发现具有极其重要的意义。在几种方法中, 鹌鹑鸡合体的形成和胚膜 (CAM) 用于维持异位组织发育的时间追溯到上个世纪。目前, 这些经典技术与最近的体外方法相结合, 为进一步探索器官形成提供了新的前景。

在这里, 我们描述了一个两个步骤的方法来研究早期和后期的器官。简言之, 含有该器官推定区域的胚胎区域与鹌鹑胚胎分离, 并在脊髓系统中体外生长 (最多48小时)。培养的组织随后被嫁接到鸡胚的凸轮上。经过10天的发展, 完全形成的器官是从嫁接组织获得。这种方法还允许在整个体外发育步骤中, 通过药物的常规管理和组织遗传操作来调制信号通路。此外, 开发组织可以收集在任何时间窗口, 以分析其基因表达谱 (使用定量 PCR (qPCR), 微阵列) 和形态学 (评估与常规组织学和免疫化学)。

所描述的实验程序可作为一种工具, 遵循鸟类胚胎外的器官形成, 从器官的早期阶段到完全形成和功能器官。

Introduction

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禽胚在精发育生物学研究中得到了广泛的应用。鸟类模型的主要优点包括打开卵子的可能性, 相对容易进入胚胎, 以及执行微操作系统的能力。一些例子包括经典的鹌鹑鸡嵌合体系统研究细胞命运1, 具体生长因子的应用到胚胎2, 以及异位细胞结构的增长在凸轮1,3, 4

为了对器官形成的不同阶段有新的认识, 我们最近开发了一种将嫁接技术与胚胎组织体外操作相结合的方法5。这两个步骤的方法使对器官的早期和后期阶段的歧视和探索, 这往往是有限的, 因为高度动态和复杂的组织相互作用2。此外, 缺乏适当的组织特异标记经常限制使用基因改良动物模型6。这两步方法的新方法基本上克服了这种限制。

为了研究器官形成的早期阶段, 在第一步, 在 48 h 的体外脊髓系统中分离和培养出包括前瞻性器官雏形的鹌鹑胚胎区。在此期间, 特定信号通路的药理调控可以通过加入药物到培养基5,7来进行。此外, 培养组织可以收集在任何阶段的体外生长和探索基因表达 (使用方法, 如 qPCR, 微阵列)。

第二步, 在胚胎日 (E) 8 (cE8) (汉堡和汉密尔顿 (HH)-阶段 33-35)8中, 将48个 h 培养组织移植到鸡 (c) 胚的凸轮上。该凸轮作为营养物质的血管供应商, 允许气体交换1,3,4到嫁接组织, 使其在蛋的发展更长一段时间。这一实验步骤特别适合研究器官的后期阶段, 因为完全形成的器官可以获得后10天的发展5,9,10,11.形态学分析很容易通过传统的组织学来确认适当的器官形成和捐献者的细胞来源可以通过免疫组化使用特定物种的抗体 (单克隆鹌鹑核周 (QCPN)) 鉴定。在凸轮潜伏期, 移植物也可以生长在药理剂的存在, 并收集在任何发展阶段, 以评估器官的进展。

这两步方法, 在这里深入描述, 已经在 Figueiredo使用。5探讨禽甲状旁腺/胸腺共同普利摩顿的发展。因此, 在胸腺和甲状旁腺器官的形成过程中, 胚胎领土和发育阶段的固有特殊性将列于下文。

胸腺和甲状旁腺上皮, 虽然功能上不同, 从咽囊的内胚层 (PP)12。在禽类中, 这些器官的上皮来源于第三和第四 pp 内胚层 (3/4 pp)12, 而在哺乳动物中, 胸腺上皮来源于 3PP, 而甲状旁腺上皮则来源于老鼠和人类的3PP 和 3/4 PP,分别为1314

这些器官形成的最早阶段之一是在普通普利摩顿中出现离散胸腺和甲状旁腺领域。在鸡肉中, 这些领域可以通过原位杂交识别, 用特定的分子标记, 在 E4.515。随着发展的进行, 这些器官的雏形是个性化的, 并与咽分离, 而由神经嵴衍生细胞形成的薄间质胶囊 (在 E5;HH-阶段 27)。随后, 胸腺上皮由造血祖细胞 (E6.5) 所殖民;HH-阶段 30)12

与经典鹌鹑鸡研究1,12, 两步方法是特别有用的研究造血/淋巴器官的形成, 即胸腺5。当鹌鹑外植体, 与器官雏形, 是嫁接在鸡胚前造血祖细胞殖民化, 一个嵌合胸腺形成与鸡血源祖细胞浸润鹌鹑胸腺上皮对应。因此, 该方法是探讨造血细胞在禽换血术/淋巴系统发展中的作用的有用工具。

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Protocol

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所有这些实验都遵循 Medicina Académico 中心的动物保育和道德准则。

1. 受精鹌鹑和鸡卵的孵化

  1. 孵化日本鹌鹑 (鹌鹑鹌鹑) 和鸡肉 (鸡鸡) 受精卵3和8天, 分别。
    1. 放置鸡蛋与空气室 (鸡蛋钝端) 面对在一个湿润的孵化器在38摄氏度。
    2. 用大约20只鹌鹑蛋和40只鸡蛋做这个实验。
      注: 第一次建立此程序时, 这些数字应加倍。

2. 在含有胸腺和甲状旁腺雏形的假定区域的鹌鹑胚胎区的分离

注: 使用水平层流罩和灭菌的仪器和材料, 在无菌条件下执行鸡蛋操作程序。

  1. 准备一个大的硼硅酸盐玻璃碗约3/4 填充冷磷酸盐缓冲盐水 (PBS) 解决方案。
  2. 在3天的孵化后打开一个鹌鹑蛋, 通过敲壳和切割在其钝端与弯曲剪刀的另一侧的圆形开口。小心地取出外壳, 将胚胎转移到装有冷 PBS 的玻璃碗里。
  3. 在薄钳的帮助下, 将鹌鹑 (q) 胚放在 E3 (qE3) (相当于鸡的21级的鹌鹑阶段)。用弯剪刀把卵黄膜包在蛋黄上。继续切割周围和外部的额外胚胎血管的周长。
  4. 在薄钳的帮助下, 将胚胎移植到大约3/4 的小碗里, 用冷 PBS 填充。彻底地从剩下的蛋黄中冲洗胚胎。
  5. 使用撇片将胚胎转移到一个100毫米玻璃培养皿与黑色基地 (见材料表) 包含10毫升的冷 PBS。
  6. 把培养皿放在显微镜下。
    注意: 从这一点向前, 执行显微手术程序在显微镜的渐进放大。作为照明光源, 建议使用显微镜或光纤中的 LED 灯, 考虑到有限的热负荷。
  7. 用薄的昆虫别针把胚放在盘子的底部。放置四针形成一个正方形形状在额外胚胎区域。
  8. 在薄钳的帮助下去除头区的额外胚胎膜, 并在那里放置第五针。
    注: 如果胚胎正确定位, 那么耳囊, 心脏管, 1st, 2 和 3咽弓 (PAs) 应该是可见的。
  9. 用老爷车眼剪刀解剖感兴趣的胚胎区域,3 4 咽弓区 (3/4 标准)。
    1. 开始切割纵向和平行的胚胎轴, 之间的 somite/神经管区和 PAs。
    2. 切除腹部定位心脏管。将剪刀保持在同一位置, 旋转培养皿, 根据切口的方向重新定位胚。
    3. 切割之间的 2和 3PAs 和低于4的 PA
    4. 在薄钳的帮助下, 将剩余的膜从3/4 的标准中分离出来。
  10. 吸入分离的组织 (3/4 标准), 并将其转移到一个玻璃盘3/4 填充冷 PBS 使用2毫升无菌塑料吸管。
    注: 此后, 组织可在体外生长达48小时, 或立即嫁接到 E8 鸡胚的凸轮上。
  11. 在体外试验制备过程中, 将含有隔离3/4 的玻璃器皿放在冰上。

3.体外脊髓测定: 含有胸腺和甲状旁腺雏形的胚胎区域的培养

  1. 用 RPMI-1640 培养基制备培养基, 辅以10% 血清和1% 青霉素/链霉素。
    注: 可溶性药理试剂可以添加到培养基中 (例如, LY-411.575 和 benzazepine 或环杷明和 vismodegib, 以抑制缺口和刺猬 (Hh) 信号通路, 分别。对于这种检测, 使用 50-200 nM 或5-15 µM 的 benzazepine, 以抑制缺口信号在3/4 的标准. 使用20µM 环杷明或10µM vismodegib, 以抑制 Hh 信号在3/4 面值5
  2. 在6井板上制备 3/4 pp外植体的试管培养。
    1. 用5毫升培养基填充6井板中的一个井。在薄钳的帮助下, 在井下放置24毫米聚碳酸酯膜插入物 (见材料表)。
    2. 在显微镜下, 将3/4 标准外植体从玻璃盘子转移到膜表面, 通过移植勺 (或刮刀) 和薄钳的帮助轻轻滑动。将外植体与腹侧向上和背侧与膜接触。每膜插入最多可添加七个外植体。继续执行步骤3.4。
  3. 另外, 漂浮膜过滤器中的培养外植体。
    1. 用5毫升培养基制备35毫米培养皿。借助薄钳, 浮膜过滤器 (见材料表), 保持干燥表面接触空气。
    2. 在显微镜下, 通过移植勺 (或刮刀) 和薄钳的帮助, 将3/4 标准外植体从玻璃盘子转移到膜过滤器。将外植体与腹侧向上和背侧与膜接触。每个膜过滤器最多可添加8个外植体。
  4. 小心地放置在步骤3.2 和3.3 中准备的外植体在37°c 与 5% CO2在一个湿润的孵化器。
  5. 经过48小时的潜伏期, 从孵化器中取出6井板和35毫米培养皿。
    1. 从6井板的膜插入物中收集培养的外植体。
      1. 在室温下 (RT) 将 PBS 添加到膜插入。
      2. 用2毫升不育的塑料吸管, 通过剧烈冲洗将外植体从膜中分离出来。
      3. 在刮刀和薄钳的帮助下, 将培养的外植体转移到在 RT 中填充 PBS 的玻璃盘3/4。
    2. 同样, 在35毫米培养皿中从浮膜过滤器中收集培养出来的外植体。
      1. 将膜过滤器与薄钳转移到一个新的35毫米培养皿, 填充 PBS 在 RT。
      2. 用2毫升不育的塑料吸管, 用有力的吹打从膜过滤器中分离出外植体。
      3. 在薄钳的帮助下, 释放无外植体膜过滤器后, 确认没有外植体仍然附着在它。
      4. 用刮刀和薄钳, 将外植体转移到在 RT 中填充 PBS 的玻璃盘中。
  6. 用刮刀将培养的外植体转移到1毫升的试剂上, 用于 RNA 的分离和基因表达研究。
    警告:接触此试剂 (见材料表) 可能是严重的健康危害。佩戴适当的防护眼镜、衣物和手套。按照操作说明, 阅读制造商提供的安全数据表。
  7. 另外, 将培养的组织移植到 E8 鸡胚的凸轮上。执行步骤4。

4. 凸轮的准备

  1. 从孵化箱中取出8天胚胎发育的鸡卵。
    注: 在加湿的孵化器中, 用空气室在38摄氏度的温度下孵化出卵。
  2. 用透明的塑料胶带盖住鸡蛋的钝端, 防止外壳的碎片落入空气室。轻敲外壳, 用弯剪刀在鸡蛋上切开圆形开口。空气室应该是可见的。
  3. 慎用薄钳将空气室的白色膜取出。CAM 是可见的, 可用于异位组织移植。
    注意: 在移植之前或之后, 不要使用 pbs 来水合凸轮, 因为 pbs 促进了外植体的滑动和错位。如果膜干燥, 丢弃鸡蛋。

5. 将培养的外植体嫁接到凸轮上

  1. 在凸轮较小的血管中创建小的血管病变/伤口, microscalpel 在支架上。
    注: 使用巴斯德吸管的尖端通过毛细现象在过量出血的情况下清除血液。
  2. 使用刮刀和薄钳将培养的外植体转移到凸轮的受伤部位。
  3. 切一张比外植体稍大一点的滤纸, 把它放在外植体的顶部。
    注: 过滤纸在凸轮开发后, 有助于跟踪外植体位置。此外, 如果必要的话 (在步骤5.6 中描述), 它允许每天在蛋开发期间向外植体提供药物。
  4. 用透明的塑料胶带封住鸡蛋窗, 用炭铅笔识别。
    注: 塑料胶带可防止胚胎在潜伏期内脱水。
  5. 在38摄氏度的湿润孵化箱中孵化10天的操作鸡蛋。执行步骤6。
  6. 可选步骤: 在孵化期内每日用药管理。
    1. 要访问过滤器, 请部分提起塑料胶带。添加100µL 的药物溶液, 下降, 在纸上。重新密封的窗口, 并把鸡蛋放回湿式孵化器在38摄氏度。
      注: 对于这一检测, 剂量20µM 的环杷明将抑制 Hh 信号在蛋发展5

6.在蛋发育10天后 CAM 中的异位器官形成

  1. 经过10天的孵化, 从孵化箱取出鸡蛋, 并小心地取出塑料胶带。
  2. 使用弯剪刀将凸轮导出的外植体与滤纸转移到一个小玻璃碗中, 用冷 PBS 填充大约3/4 块。
  3. 在薄钳的帮助下, 将凸轮衍生的外植体转移到100毫米的培养皿中, 黑色底座含有10毫升的 PBS。用老爷车眼剪刀和薄钳轻轻地去除滤纸和多余的膜。
  4. 将凸轮外植体转移到固定液 (PBS 中的3.7% 只粉煤灰) 上, 用撇嘴。弄死鸡胚, 而不将其从卵中取出, 通过在大剪刀的帮助下, 在胚胎的颈部区域进行精确的切割。
  5. 用常规组织学和免疫组化法对凸轮衍生外植体石蜡切片的器官形成进行评价。

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Representative Results

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上述协议详细说明了一种方法, 它允许对器官的早期和后期阶段进行调查, 通常受复杂的细胞和分子相互作用的限制。

这种方法以前曾在 Figueiredo地使用过。5解开缺口和 Hh 信号在禽甲状旁腺/胸腺共同普利摩顿发展中的作用。

在此,图 1图 2中显示了使用相同的器官发生模型的新结果。图 1A描述了用于探索胸腺和甲状旁腺形成早期阶段的实验设计。在脊髓系统中, 包括前瞻性器官雏形 (3/4 标准) 的鹌鹑胚胎区被分离和体外生长48小时。

Figure 1
图 1.用脊髓培养法获得的代表性结果: 体外 培养的胸腺和甲状旁腺 (3/4) 的胚胎区基因表达分析48小时.胚胎的横断面的示意图表示法在兴趣区域和实验设计 (A)。简言之, 3/4 的 qE3 是机械分离和体外培养48 小时。用表 (B) 中的引物进行 qRT PCR 检查, 研究了3/4 与 Tbx1、Six1 和 Bmp4 相关基因的表达。对 Tbx1、Six1 和 Bmp4 的表达进行了新的分离 (3/4-0 h) 和培养 (3/4 标准-48 h) 组织 (C)。在 200 nM Ly411575 (D) 和20µM 环杷明 (E) 的存在下, 分析了48小时体外培养的标准相关基因的表达, 它们是切口和刺猬信号通路的药理抑制剂,分别。每一个转录的表达都被测量为与β肌动蛋白和嘌呤-guaninephosphoribosyltransferase 转录表达水平的平均值的比值, 并以任意单位表示 (控制中的每一个转录 = 1)。利用生物统计学分析和科学图形设计软件确定了方法和标准偏差。误差线表示平均值的标准偏差。采用双尾配对学生t检验, 当p值小于 0.05 (p < 0.05) 时, 结果被认为有显著差异。β肌动蛋白, Actb;环杷明, Cyc;嘌呤-guaninephosphoribosyltransferase, Hprt;LY-411.575;N, Notocord;NT, 神经管;标准喉弓区;PP, 咽袋。请单击此处查看此图的较大版本.

在正常情况下, Tbx11617、Six118和 Bmp41517等已知参与形成par 结构 (par 相关基因) 的基因表达发展。定量实时 pcr (qRT pcr) 被执行如前面描述5 (引物被列出在图 1B)。三基因的记录在新鲜的隔离 (3/4 标准-0 小时) 和48个 h 培养的组织 (3/4 标准-48 h) 检测 (图 1C)。在48小时的培养后, 只有 Bmp4 表达水平显著下降。

为评价缺口和 Hh 信号通路在胸腺和甲状旁腺发育早期的作用,在体外培养中加入了药理抑制剂。抑制剂剂量被描述在 Figueiredo5对三种基因的表达水平在缺口抑制剂存在时显著降低 3/4, 与对照条件 (无药物) 相比 (图 1D)。相反, 当汞信号被阻断时, 在48小时培养的组织中只有 Bmp4 记录明显减少 (图 1E)。

为了研究胸腺和甲状旁腺器官的后期发育, 将培养的组织移植到凸轮上, 允许进一步发展10天 (见图 2A中的实验设计)。

Figure 2
图 2.取得的代表性结果在蛋测定: 胚膜中10天的移植物的形态学分析.在凸轮上接枝 48 h 培养的标准的示意图, 并开发了10天 (A)。用 h & e (bCFG) 染色的凸轮衍生外植体 (bI) 的系列切片, immunodetected 与 QCPN (DE) 和抗 Pan CK (HI) 抗体, 复染与鳃的苏木精。黑色箭头指示 QCPN (E) 和染色 (I) 的强。一种嵌合胸腺的横断面, 与宿主起源的淋巴细胞和鹌鹑源性胸腺上皮细胞有强的 QCPN+信号 (黑色箭头) (E)。胸腺和甲状旁腺上皮中的强 Pan CK+信号 (黑色箭头) (I)。图像采集使用成像软件和显微镜与相机 (见材料表)。钙, 软骨;凸轮、胚膜;肾上腺素、上皮细胞;标准喉弓区;PT, 甲状旁腺;肌肉平滑肌;10 d 十天刻度条、50µm (BDFH) 和100µm (CEGI)。请单击此处查看此图的较大版本.

采用常规组织学和免疫组化方法 (图 2BI.) 对凸轮衍生外植体的器官发育进行形态学分析, 如前所述5。CAM 衍生外植体显示完全形成的嵌合胸腺 (图 2B-E) 与鹌鹑衍生 (QCPN+) 胸腺上皮殖民的淋巴祖细胞的捐赠来源 (鸡) (图 2D, E)。用抗 pan 角蛋白 (抗 pan CK) 抗体 (上皮细胞标记) 进一步处理的凸轮衍生外植体的串联部分, 显示胸腺和甲状旁腺上皮的正常形态特征 (图 2H, I)。胸腺上皮细胞表现为网状结构, 甲状旁腺实质细胞为球状, 排列在团簇中, 周围有许多毛细血管。此外, 在移植物中还可以观察到其他来自呼吸器具的标准源结构。与粘膜相关的软骨、呼吸道上皮和平滑肌, 在图 2B中很容易区分。

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Discussion

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这个方法的成功的一个关键方面是鸡和鹌鹑蛋的质量。考虑到长期的潜伏期, 特别是在蛋试验期间, 良好的鸡卵质量提高了生存率 (高达 90%) 的过程结束。要做到这一点, 测试鸡蛋从不同的供应商。长时间孵化 unmanipulated 卵 (最多16-17 天) 并检查其发育情况。要被认为是一个良好的质量批次, 超过80% 的胚胎应该呈现正常的发展。同样重要的是要确保每个孵化步骤提供可重现的同步发展阶段, 以保证最终可靠和真正具有代表性的结果。由于卵壳的孔隙度, 在孵化过程中保持一个湿润的气氛, 所有孵化步骤。为了避免环境污染, 抗生素可以添加到 PBS 解决方案的过程中 (可选步骤)。

这种方法首先分离鹌鹑器官的雏形, 并在脊髓系统中生长48小时。这一步, 已经用于研究胸腺和甲状旁腺早期发展5, 也可以适用于其他器官, 如果分析的局限性考虑。建议小的器官初级外植体 (少于3毫米) 和短时间内培养(高达48小时), 以防止低效扩散的营养和干燥的组织, 这通常发生时外植物达到较大的尺寸。

这种方法还允许调制信号通路, 绕过复杂的遗传操作, 使用可溶性试剂, 如药理抑制剂5,7。对于这一程序, 应测试增加剂量的药物, 以确定生理/有毒的文化条件。通过信号通路靶基因的基因表达分析可以测定其抑制作用。

在这一步骤中, 将培养的组织移植到凸轮上, 研究器官形成的后期阶段。cam 检测已被用于其他器官的发生, 如骨骼发育和羽毛形成通过直接嫁接器官的雏形到凸轮9,10,11。此外, CAM 植入也成功地应用于小鼠入鸡移植研究睾丸成熟19。虽然 CAM 检测是研究器官形成后期的有力研究工具, 但了解其局限性是很重要的。该协议最关键的步骤之一是凸轮准备接枝。重要的是只针对血管病变的较小血管。然而, 如果只有少数的损伤, 随后的血管生成反应可能不足以促进新的血管起源于凸轮的移植组织的入侵。因此, 移植的组织将没有足够的养分或气体交换来维持生长。另一方面, 如果大血管的完整性在准备受伤区域时被破坏, 胚胎必须被丢弃。

发育的一个重要局限性是, 由于生长外植体的三维约束, 形成器官的解剖位移。这通常导致胸腺和甲状旁腺的不完全分离 (图 2F-I), 并且在胸腺分割不足, 以减少正常器官数量形成5

CAM 系统的另一项约束可能是药理试剂5的次最佳可达性, 即使与日常药物管理, 从而限制了外植体后期发展的分析。作为一个例子, 以前的研究表明, 环杷明成功地抑制了 Hh 信号在蛋, 而缺口信号抑制剂, Ly411575, 显示没有抑制的性质在蛋5

除了这些局限性外, 该方法还为利用禽类模型研究器官形成的早期和晚期提供了重要的实验方法。此外, 开发组织可以在任何时间窗口的体外的发展, 使该方法也适用于器官的纵向研究。

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Disclosures

作者没有什么可透露的。

Acknowledgments

作者感谢 António Cidadão、伊莎贝尔 Alcobia 和德里奥诺佩雷拉对手稿的批判性阅读, 对的视频叙事 Akkapeddi, 并体 Proa 从组织学服务 Histologia e Biologia 做Desenvolvimento, Faculdade de Medicina 里斯本, 里斯本 de 葡京, 为技术支持。我们特别感谢圣保罗 Caeiro 和雨果席尔瓦从 Unidade de audiovisuais (视听股), Faculdade de Medicina 德葡京, 里斯本 de 葡京, 他们对制作这部影片的杰出承诺。我们承认莱卡微系统的亲切提供了一个立体镜配备了视频体系和 Interaves-博彩农业 Pecuária, S. 为鹌鹑受精卵子贡献。这项工作得到葡京 Faculdade de Medicina、里斯本葡京 (FMUL) 的支持。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Chicken fertilized eggs (Gallus gallus) Pintobar, Portugal Poultry farm 
Quail fertilized eggs (Coturnix coturnix) Interaves, Portugal Bird farm 
15 mL PP centrifuge tubes Corning 430052
50 mL PP centrifuge tubes Corning 430290
60 x 20 mm pyrex dishes Duran group 21 755 41
100 x 20 mm pyrex dishes Duran group 21 755 48
Polycarbonate Membrane Insert  Corning 3412 24 mm transwell with 0.4 mm Pore Polycarbonate Membrane Insert 
Membrane filter Millipore DTTP01300 0.6 mm Isopore membrane filter
6-well culture plates Nunc, Thermo Fisher Scientific 140675
Petri dish, 35 x 10 mm Sigma-Aldrich P5112 
Pyrex bowls from supermarket 
Transfer pipettes Samco Scientific, Thermo Fisher Scientific 2041S 2 mL plastic pipet
Glass pasteur pipette normax 5426015
Whatman qualitative filter paper Sigma-Aldrich WHA1001090 Filter paper
Clear plastic tape from supermarket 
Cytokeratin (pan; acidic and basic, type I and II cytokeratins), clone Lu-5 BMA Biomedicals T-1302
Cyclopamine hydrate Sigma-Aldrich C4116 Pharmacological inhibitor of Hh signalling
Fetal Bovine Serum Invitrogen, Thermo Fisher Scientific Standart FBS
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich P6148
Penicillin-Streptomycin Invitrogen, Thermo Fisher Scientific 15140-122
Phosphate-Buffered Saline (PBS) GIBCO, Thermo Fisher Scientific 10010023
QCPN antibody Developmental Studies Hybridoma Bank QCPN
RPMI 1640 Medium, GlutaMAX Supplement  GIBCO, Thermo Fisher Scientific 61870010
Bluesil RTV141A/B Silicone Elastomer 1.1Kg Kit ELKEM/Silmid RH141001KG To prepare the back base for petri dish
Stemolecule LY411575 Stemgent 04-0054 Pharmacological inhibitor of Notch signalling
TRIzol Reagent Invitrogen, Thermo Fisher Scientific 15596026 Reagent for total RNA isolation
Dumont #5 Forceps Fine Science Tools 11251-30  Thin forceps
Extra fine Bonn scissors, curved Fine Science Tools 14085-08 Curved scissors
Insect pins  Fine Science Tools 26001-30
Micro spatula  Fine Science Tools 10087-12 Transplantation spoon
Minutien Pins Fine Science Tools 26002-20 Microscalpel
Moria Nickel Plated Pin Holder Fine Science Tools 26016-12 Holder
Moria Perforated Spoon Fine Science Tools 10370-17 Skimmer
Wecker Eye Scissor Fine Science Tools 15010-11
Camera Leica Microsystems  MC170 HD
Stereoscope Leica Microsystems  Leica M80
Microscope Leica Microsystems  DM2500

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Le Douarin, N. M. The Nogent Institute-50 years of embryology. Int J Dev Biol. 49, (2-3), 85-103 (2005).
  2. Chuong, C. M., Wu, P., Plikus, M., Jiang, T. X., Bruce Widelitz, R. Engineering stem cells into organs: topobiological transformations demonstrated by beak, feather, and other ectodermal organ morphogenesis. Curr Top Dev Biol. 72, 237-274 (2006).
  3. Davey, M. G., Tickle, C. The chicken as a model for embryonic development. Cytogenet Genome Res. 117, (1-4), 231-239 (2007).
  4. Nowak-Sliwinska, P., Segura, T., Iruela-Arispe, M. L. The chicken chorioallantoic membrane model in biology, medicine and bioengineering. Angiogenesis. 17, (4), 779-804 (2014).
  5. Figueiredo, M., Silva, J. C., et al. Notch and Hedgehog in the thymus/parathyroid common primordium: Crosstalk in organ formation. Dev Biol. 418, (2), 268-282 (2016).
  6. National Research Council. Chapter 6 - Recent Advances in Developmental Biology. Scientific Frontiers in Developmental Toxicology and Risk Assessment. The National Academies Press. Washington, DC. (2000).
  7. Moura, R. S., Coutinho-Borges, J. P., Pacheco, A. P., Damota, P. O., Correia-Pinto, J. FGF signalling pathway in the developing chick lung: expression and inhibition studies. PLoS One. 6, (3), e17660 (2011).
  8. Hamburger, V., Hamilton, H. A series of normal stages in the development of the chick embryo. J. Morphol. 88, 49-92 (1951).
  9. Takahashi, Y., Bontoux, M., Le Douarin, N. M. Epithelio-mesenchymal interactions are critical for Quox 7 expression and membrane bone differentiation in the neural crest derived mandibular mesenchyme. EMBO J. 10, (9), 2387-2393 (1991).
  10. Maeda, Y., Noda, M. Coordinated development of embryonic long bone on chorioallantoic membrane in ovo prevents perichondrium-derived suppressive signals against cartilage growth. Bone. 32, (1), 27-34 (2003).
  11. Ishida, K., Mitsui, T. Generation of bioengineered feather buds on a reconstructed chick skin from dissociated epithelial and mesenchymal cells. Dev Growth Differ. 58, (3), 303-314 (2016).
  12. Le Douarin, N. M., Jotereau, F. Tracing of cells of the avian thymus trough embryonic life in interspecific chimeras. J. Exp. Med. 142, 17-40 (1975).
  13. Farley, A. M., et al. Dynamics of thymus organogenesis and colonization in early human development. Development. 140, 2015-2026 (2013).
  14. Gordon, J., Bennett, A. R., Blackburn, C. C., Manley, N. R. Gcm2 and Foxn1 mark early parathyroid- and thymus-specific domains in the developing third pharyngeal pouch. Mech Dev. 103, 141-143 (2001).
  15. Neves, H., Dupin, E., Parreira, L., Le Douarin, N. M. Modulation of Bmp4 signalling in the epithelial-mesenchymal interactions that take place in early thymus and parathyroid development in avian embryos. Dev Biol. 361, (2), 208-219 (2012).
  16. Jerome, L. A., Papaioannou, V. E. DiGeorge syndrome phenotype in mice mutant for the T-box gene, Tbx1. Nat Genet. 27, (3), 286-291 (2001).
  17. Nie, X., Brown, C. B., Wang, Q., Jiao, K. Inactivation of Bmp4 from the Tbx1 expression domain causes abnormal pharyngeal arch artery and cardiac outflow tract remodeling. Cells Tissues Organs. 193, (6), 393-403 (2011).
  18. Zou, D., Silvius, D., Davenport, J., Grifone, R., Maire, P., Xu, P. X. Patterning of the third pharyngeal pouch into thymus/parathyroid by Six and Eya1. Dev Biol. 293, (2), 499-512 (2006).
  19. Uematsu, E., et al. Use of in ovo. chorioallantoic membrane engraftment to culture testes from neonatal mice. Comp Med. 64, (4), 264-269 (2014).
鸟类模型中器官形成早期和晚期的两步探讨: 胸腺和甲状旁腺器官发生范式
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Figueiredo, M., Neves, H. Two-step Approach to Explore Early- and Late-stages of Organ Formation in the Avian Model: The Thymus and Parathyroid Glands Organogenesis Paradigm. J. Vis. Exp. (136), e57114, doi:10.3791/57114 (2018).More

Figueiredo, M., Neves, H. Two-step Approach to Explore Early- and Late-stages of Organ Formation in the Avian Model: The Thymus and Parathyroid Glands Organogenesis Paradigm. J. Vis. Exp. (136), e57114, doi:10.3791/57114 (2018).

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