頭蓋間充織は、おそらく神経ヒダの上昇のための駆動力を提供する劇的な形態形成運動を起こす<sup> 1,2</sup>。ここでは、シンプルに記述する<em> ex vivoで</em神経胚形成中に頭蓋間充織の細胞挙動を特徴づける>植アッセイ。このアッセイは、薬理学的操作とライブイメージング解析に従順であることなど、多数のアプリケーションを持っています。
中枢神経系は、神経胚形成として知られているプロセスの神経管が形成される複雑な形態形成の一連の動きを受け、神経板から派生しています。神経胚形成時には、神経板の根底にある間葉の形態形成は、神経倍上昇を駆動するように考えられている。頭蓋間充織は沿軸中胚葉および神経堤細胞から構成されています。頭蓋間葉形の細胞が神経襞を支える肝星状細胞と混ざり、細胞外マトリックス(ECM)のストランドから成るpourous網目構造。神経胚形成の間、頭蓋間充織は、その拡大をもたらし陳腐な再編成を経て、これらの動きは、神経倍上昇させるための駆動力を提供すると考えられている。しかし、頭蓋間葉の形態形成を駆動する経路と細胞行動はあまり研究されたままになります。 ECMと頭蓋の間充織基礎となるthesの細胞間の相互作用E細胞の挙動。ここでは、これらの細胞の挙動を特徴づけるために考案されたシンプルなex vivoで植検定について説明します。このアッセイは、さらに、これらの細胞の挙動を特徴づけるために関与するシグナル伝達経路とライブイメージング解析を解剖する薬理学的操作に修正可能です。我々は、ECM成分の様々な頭蓋間充織の遊走特性を特徴付ける際に、このアッセイの有用性を実証した代表的な実験を紹介する。
頭蓋領域における神経管閉鎖は胎生8.5(E8.5)とマウス胚では9.5の間で発生します。適切に無脳症、ヒトの共通の構造先天性欠損症で頭結果に神経管を閉じてしないと、人生とは互換性がありません。頭部神経管閉鎖を駆動力は神経組織自体や周囲の表皮と間充織3の両方から生成されます。頭蓋間葉の特定の拡張では頭部神経襞1,2の上昇のために不可欠であると考えられている。頭蓋間充織は、ヘパリン硫酸プロテオグリカン、コンドロイチン硫酸やヒアルロン酸4月8日のような特定のグリコシル化タンパク質でECMタンパク質を豊富に含んでいます。
神経堤細胞は神経管閉鎖後に神経管背側から移住ニワトリ胚の場合とは異なり、マウス胚の神経堤は神経襞がrに開始と同時に移行ISE(5体節期の後)。マウス胚における神経胚形成の間にこのように、頭蓋の間葉は神経堤と沿軸中胚葉由来の細胞で構成されています。神経堤と沿軸中胚葉集団は、開発中の異なる時期に誘導され、胚の異なる位置に局在し、異なる構造9,10へと発展する。沿軸中胚葉は原始線条由来すると推定される神経板の根底にある胚の前方領域に移行されます。神経堤は神経板と表皮外胚葉の合流地点に誘導され、間葉移行をする上皮を経て、げっ歯類の胚における神経倍上昇の直前に離層。神経堤細胞は鰓弓、frontonasal及び眼周囲の間葉へsubectodermal沿軸中胚葉における常同経路に沿って移行します。沿軸中胚葉は、頭蓋骨のボルトと顔の筋肉の骨の一部に貢献していきます。番目のに対し、電子神経堤は脳神経9月11日に加えて、頭蓋骨や顔の他の骨に貢献していきます。沿軸中胚葉および神経堤系統は差はそれぞれ9、Mesp1-CREとWnt1-Creトランスジェニックマウス系統でマークすることができます。
神経管閉鎖における頭蓋間葉の重要な役割は、ECMとげっ歯類の胚の治療は、ヒアルロニダーゼ、コンドロイチナーゼABC、神経胚形成損なわ神経管閉鎖7時ヘパリチナーゼまたはジアゾ-オキソ-ノルロイシン(DON)、などの薬剤を中断した実験から推測されている12月14日 。これらの実験では、神経胚形成に続く静的セクションの組織学的分析は頭蓋間葉7,12-14の関連dysmorphogeneisを明らかにした。催奇形性薬剤が複数の組織へのアクセスを持っていたしかし、それは頭蓋間充織が本当に標的組織である場合、決定されていない。結論を支持して、この組織神経胚形成のために不可欠であり、頭蓋間充織は、脳脱出15から17といくつかのマウス変異体における組織学的分析時に異常な表示されます。それでも、ほとんどの場合、頭蓋間充織の細胞挙動に対する突然変異の効果が解決されていません。
我々は、直接頭蓋間葉細胞15の挙動に遺伝子突然変異または薬理学的操作の結果を調べるためにex vivoでの植検定を考案した。我々は前方神経の根底頭蓋間充織のより前方集団の回遊特性を研究するために植解剖を変更した場合を除き、このアッセイは、根底rhombomeres 18その頭蓋の間葉の分化能にアクセスするTzahor ら 2003年までに発行されたものと同様であるプレート。我々の手法はまた、KEと神経堤の回遊行動を分析するためにニワトリ胚で行わ植アッセイの変形例であり、yの違いがあります。前準備は神経堤以上後方沿軸中胚葉19,20を植しました。さらに、ニワトリ胚における神経倍上昇中に、神経堤はまだ神経管背側から移住していないので、前方沿軸中胚葉の取ら外植片は、神経堤細胞が含まれていませんでした。我々のアッセイでは、沿軸中胚葉、神経堤と表面外胚葉から成る頭蓋間葉外植片は、基板上に作製し、メッキされています。遺伝的変異体からの外植片の分離、異なるECMまたは薬理学的治療上の外植片をめっきを含む実験的操作を行うことができます。外植片との距離、数や行動からの細胞の移行を分析し、治療群間で比較することができます。また、この準備は、ライブイメージング技術による細胞遊走の分析に修正可能です。毛皮への移行実験の後、外植片を固定することができますし、免疫組織化学分析に供治療の効果を明らかTHER。全体的に、ここで紹介するプロトコルは頭蓋間充織の振る舞いを調べるための簡単なex vivoでアッセイである。代表的な実験として、我々は別の細胞外基質上の頭蓋間充織の移行を調べるには、このアッセイを利用しています。
ここで適用された方法は、頭蓋の間充織細胞の挙動を調べるための強力なアッセイを提供する。ここで紹介する静的解析に加えて、GFP標識タンパク質の発現と明視野で、または組み合わせてイメージング実験を生きるには、彼らは外植片からの移行のようにリアルタイムでの細胞の挙動を調べるために用いることができる。ライブイメージング実験では、外植片はDIIで標識されていなかったか、沿軸中胚葉、ROSA-YFPから神経堤の移行を区別するために、Mesp1-CreまたはROSA-YFP; Wnt1-Creまたは他のトランスジェニック系統を用いることができる。頭蓋間充-ECM相互作用もまた、この外植片アッセイを利用して調べることができます。ここでは、その細胞が異なる程度にこれらに移行し、ECMは、細胞の形態に影響を及ぼすことを示すことが頭蓋間充織に存在する異なるECMの基板上のプレートの外植片。さらに、外植片はCELの動作にアクセスする三次元マトリックスに埋め込むことができますこの文脈でls。この植アッセイは、移行を調節し、変更することができます内因性および外因性の手がかりを分析するために頭蓋間充織の行動上の遺伝的および薬理学的操作の効果の分析に修正可能です。例えば、私たちはHectd1変異頭蓋間葉15で異常な細胞行動に過剰分泌のHsp90の役割を識別するため、我々の研究では、このアッセイを利用した。これらの実験では、我々は、抗Hsp90の抗体とHectd1変異細胞の異常行動が過剰な細胞外Hsp90の15によるものであることを実証するために、Hsp90の分泌をブロックするHsp90の蛋白質、ゲルダナマイシンおよびDMA(ジメチルamelioride)を外植片を処理した。同様のアプローチは、薬理学的に頭蓋間葉の正常または異常な形態形成の基礎となる追加の経路を分析するために使用することができる。アッセイが完了したら、外植片と遊走する細胞は、メソッドのホストにより分析することができる。例えば、免疫組織化学分析C細胞運動のための重要なタンパク質の局在を調べるために使用すること。トランスクリプトーム解析はまた、治療は、遺伝子発現にどのように影響するかを決定するために使用することができる。
この手法には重大な制約があり、それらが生体内で起こるであろうとして、それが3次元でモデルの動作をしないということです。外植片を蛍光タンパク質でマークされた細胞区画の発現と共に三次元マトリックス( 例えばマトリゲル)に埋め込 まれているプロトコルの変更は、この問題に対処するために必要な使用することができる。これらの変更が行われた場合であっても、 生体内でそれらを使用してこのex vivoのアッセイで見られる挙動を相関させるため、さらなる実験が必要であろう。その他の制限は、静的なデータを生成するために十分な数を生成するために必要な胚が多数含まれています。最も重要なのは、解離は比較的簡単ですが、それはマスターに練習を必要としません。
The authors have nothing to disclose.
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