Appartement Mont imagerie de la peau de souris et son application à l'analyse des follicules pileux Modélisation et sensorielle Axon Morphologie

La peau est l'un des organes les plus importants dans le corps, avec des fonctions importantes dans somato-sensation, isolation / thermorégulation, et la défense immunitaire ^1. Comprendre les bases moléculaires et cellulaires du développement et de la fonction peau a été de longue date un intérêt en raison de l'importance fondamentale de la peau comme un système biologique et sa pertinence pour la dermatologie. La peau des mammifères contient une variété de structures multicellulaires, y compris les couches stratifiées de kératinocytes, du tissu conjonctif dermique, plusieurs types de follicules pileux, les glandes sébacées, les muscles arrector de pili, les vaisseaux sanguins, et au moins une douzaine de classes distinctes de afférente (sensorielles) et efférentes nerf des fibres (figure 1). Les différentes régions du corps sont associées à des caractéristiquement différents types de peau. Dans la plupart des mammifères, près de la surface du corps est recouvert d'une peau qui est très dense avec les follicules pileux. [Les humains et les rats-taupes nus constituent des exceptions à THest modèle.] cheveux est absent de la face palmaire des mains et des pieds, qui sont également associés avec des motifs spécialisées de l'épiderme (les dermatoglyphes), les glandes exocrines, et les terminaisons nerveuses sensorielles. Les événements cellulaires et moléculaires qui contrôlent la croissance, la différenciation et la disposition spatiale des cellules dans le follicule pileux sont d'un intérêt particulier que chaque follicule expositions, en miniature, un grand nombre des caractéristiques centrales de l'organogenèse ^2. Ces caractéristiques comprennent l'existence de cellules souches et une niche de cellules souches, les migrations cellulaires précisément chorégraphiés, et l'ensemble des structures multicellulaires de composants embryologiquement distinctes.

Cet article décrit les méthodes de dissection, la fixation, l'étiquetage et la peau imagerie de la souris comme une feuille bidimensionnelle intact, dénommé un «tout support» ou «plat monter" préparation. Comme la peau de la souris est relativement mince, il est possible d'image à travers toute l'épaisseur de ski aplatin en utilisant la microscopie confocale classiques. L'approche plat de montage à l'imagerie peau de mammifère est techniquement avantageuse car elle contourne la nécessité de sectionnement physique, permettant ainsi des structures à reconstruire entièrement par sectionnement optique. Etant donné que la presque totalité de la peau est traité comme un seul objet, la monture plate approche facilite également la formation d'image de plusieurs régions de la surface du corps tout en conservant des informations sur la position et l'orientation par rapport aux axes du corps. Enfin, les structures à l'intérieur de la peau sont généralement présents dans des motifs qui se répètent à intervalles réguliers, ce qui facilite le recueil d'images à partir de plusieurs représentants d'une structure donnée. Ces caractéristiques sont familiers aux neurobiologistes qui travaillent sur ​​la rétine, une partie en deux dimensions du système nerveux central qui bénéficie des avantages analogues pour les études de morphologie neuronale ^3.

L'approche plat monter décrit ici est de utilit spécialey pour l'étude des structures qui présentent une organisation spatiale sur une échelle relativement grande dans le plan en deux dimensions de la peau. Un exemple d'organisation à grande échelle spatiale est la polarité coordonnée des follicules pileux et des structures du follicule associée cheveux – amas de cellules de Merkel, arrecteur muscles de pili, les glandes sébacées, et les terminaisons nerveuses ^4. Les follicules pileux sont orientées selon un angle par rapport au plan de la peau, et la composante du vecteur du follicule qui se trouve dans le plan 2-dimensionnel de la peau présente généralement une orientation par rapport aux axes du corps qui est déterminée avec précision pour chaque position sur le corps. Par exemple, les follicules pileux sur le point de rostrale de retour à caudale et les cheveux sur la surface dorsale des pieds font de proximal en distal. Follicule pileux orientation est commandée par la signalisation de la polarité planaire cellulaire (PCP; également appelé polarité tissulaire ^5). Ce système de signalisation a été découvert chez la drosophile, où un petitensemble de gènes de PCP de base a été trouvé pour contrôler l'orientation des poils et des poils cuticulaires. Trois orthologues mammifères de gènes PCP de base – homologues crépus 6 (Fzd6, aussi appelé Fz6), cadhérine FEM LAG sept-pass récepteur de type G 1 (Celsr1), et vang-like 2 (Vangl2) – jouent des rôles analogues à des mammifères peau, de coordonner les orientations de follicules pileux avec les axes du corps. Les études de FZ6 knockout souris (Fzd6 ^tm1Nat, ci-après dénommé Fz6 ^{– / -)} montrent que le défaut primaire en l'absence de signalisation de PCP est une randomisation initiale ou la désorganisation de l'orientation du follicule pileux, sans effet sur ​​la structure intrinsèque des follicules ^6-8. Un deuxième système non-PCP agit plus tard à promouvoir alignement local de follicules à proximité, ce qui conduit à la production de modèles de cheveux à grande échelle tels que tours et des touffes.

Un deuxième exemple de grande échelleorganisation spatiale dans la peau est vu dans les morphologies des tonnelles axonales sensorielles. Les neurones sensoriels qui innervent la peau ont leurs corps cellulaires dans la racine dorsale et les ganglions de Gasser. Ces neurones détectent la température, la douleur, les démangeaisons, et divers types de déformations mécaniques incidentes sur la peau et les cheveux ^9. Ils peuvent être divisés en sous-types basés sur le diamètre de l'axone et la vitesse de conduction, de la structure de terminaison du nerf terminal, et les profils d'expression de récepteurs, de canaux et d'autres molécules. En raison de la forte densité d'innervation à l'intérieur de la peau, des analyses qui impliquent la visualisation de l'ensemble des axones (par exemple, l'immunomarquage anti-neurofilaments) ou même tous les axones d'une seule classe (comme on le voit lorsque un seul type cellulaire est caractérisée par l'expression d'un rapporteur fluorescent) révèle généralement une superposition dense des axones qui rend impossible de définir la morphologie d'un arbre individuel. Pour contourner ce problème, nous avons utilisé très clairsemée l génétiquement dirigéeAbeling pour produire des échantillons de peau dorsale dans laquelle chaque tonnelles axonales bien isolées sont visualisés par l'expression d'un journaliste histochimique, la phosphatase alcaline placentaire humaine ^10. Cette approche permet la visualisation sans ambiguïté des différents morphologies axone tonnelle et une définition des types de neurones somato-sensoriel basé sur des critères morphologiques.