הר הדמיה שטוחה של עור העכבר ויישומו לניתוח של שיער זקיק דפוסים וחושי אקסון מורפולוגיה

העור הוא אחד האיברים הגדולים ביותר בגוף, עם פונקציות חשובות בsomato-תחושה, בידוד / ויסות חום והגנה חיסונית ^1. הבנת הבסיס המולקולרי ותאי של התפתחות עור ותפקוד כבר עניין ארוך שנים בגלל החשיבות הבסיסית של עור כמערכת ביולוגית ואת הרלוונטיות שלה לדרמטולוגיה. עור של יונקים מכיל מגוון של מבנים תאיים, כוללים שכבות מרובדת של קרטינוציטים, רקמת חיבור עורי, מספר סוגים של זקיקי שיער, בלוטות החלב, שרירי פילי arrector, כלי דם, ולפחות תריסר סוגים שונים של הביא (חושיים) ועצב efferent סיבים (איור 1). אזורים שונים בגוף הקשורים לסוגים שונים אופייני של עור. ברוב היונקים, כמעט על פני הגוף כולו מכוסה בעור, כי הוא ארוז בצפיפות עם זקיקי שיער. [בני אדם ועכברושי קרחים מהווים חריגים ההוא דפוס.] השיער חסר ממשטחי כף היד של כפות הידיים ורגליים, אשר קשור גם עם דפוסים מיוחדים אפידרמיס (dermatoglyphs), בלוטות אקסוקרינית, וקצות עצבים תחושתיים. אירועים התאיים ומולקולריים השולטים על הגדילה, התמיינות, וסידור המרחבי של תאים בתוך זקיק השיער הם עניין מיוחד כמו כל מוצגי זקיק, בזעיר אנפין, רבים מהתכונות של organogenesis ² המרכזיות. תכונות אלה כוללות את קיומם של תאי גזע ונישת תאי גזע, הגירת תא כוריאוגרפיה מדויקת, והרכבה של מבנים תאיים מרכיבי embryologically מובחנים.

מאמר זה מתאר שיטות לביתור, תיקון, תיוג, ועור של עכבר ההדמיה כגיליון דו ממדים שלם, המכונים "הר שלם" או "שטוח הר" הכנה. מאז העור של עכבר הוא דק יחסית, ניתן לתמונה דרך העובי המלא של סקי שטוחn באמצעות מיקרוסקופיה confocal הקונבנציונלית. גישת ההר שטוחה להדמית עור של יונקים היא מבחינה טכנית יתרון משום שהוא עוקף את הצורך בחתך פיזי, ובכך לאפשר מבנים ששוחזרו לחלוטין על ידי חתך אופטי. מאחר שכמעט כולו עור מעובד כאובייקט יחיד, השטוח הר גישה גם מאפשרת ההדמיה של אזורים שונים על פני שטח הגוף תוך שמירת מידע על מיקום וכיוון יחסי לצירי הגוף. לבסוף, מבנים בתוך העור הם בדרך כלל נוכחים בדפוסים שחוזרים על עצמם במרווחים זמן קבועים, ובכך להקל על האוסף של תמונות מנציגים רבים של מבנה נתון. מאפיינים אלה הם מוכרים לneurobiologists שעובד על הרשתית, חלק שני ממדים של מערכת העצבים המרכזית, הנהנית מיתרונות דומים ללימודים של מורפולוגיה עצבית ^3.

גישת הר השטוח המתוארת כאן היא של utilit המיוחדy ללימוד מבנים שמפגינים ארגון המרחבי בקנה מידה גדול יחסית בתוך המטוס דו ממדי של העור. דוגמא אחת לארגון המרחבי בקנה מידה גדולה היא הקוטביות מתואמת של זקיקי שיער ומבנים הקשורים לזקיק שיער – צבירי תאי מרקל, שרירי פילי arrector, בלוטות החלב, וקצות עצבים ^4. זקיקי שיער הם בכיוון בזווית ביחס למישור של העור, והמרכיב של וקטור הזקיק שנמצאת בתוך המטוס 2 ממדים של העור, בדרך כלל מפגין התמצאות ביחס לצירי הגוף זה בדיוק נקבע לכל עמדה על הגוף. לדוגמא, זקיקי שיער על הנקודה חזרה ממקורי לזנב ושיער על פני השטח הגבי של כף הרגל מצביעים מפרוקסימלי לדיסטלי. הנטייה זקיק שיער נשלטת על ידי איתות קוטביות תא מישוריים (PCP; מכונית גם קוטביות רקמות ^5). מערכת איתות זה התגלתה בדרוזופילה שבו קטןסט של גנים PCP ליבה נמצא כדי לשלוט בכיוון של שערות וזיפים cuticular. שלוש orthologues יונקים של גנים PCP ליבה – homolog המסולסל 6 (Fzd6, המכונה גם Fz6), cadherin EGF LAG הקולטן G-הסוג שבע העוקף 1 (Celsr1), וכמו Vang-2 (Vangl2) – ממלא תפקידים מקבילים ביונקים עור, תיאום האוריינטציות של זקיקי שיער עם צירי הגוף. מחקרים על עכברי נוקאאוט Fz6 (Fzd6 ^tm1Nat, להלן כFz6 ^{– / -)} מראה כי הפגם העיקרי בהעדר איתות PCP הוא אקראי או חוסר ארגון ראשוניים של אורינטצית זקיק שיער, ללא השפעה על המבנה הפנימי של הזקיקים ^6-8. מערכת שאינו PCP שני פועלת מאוחר יותר כדי לקדם את היישור מקומי של זקיקים בקרבת מקום, מה שמוביל לייצור של דפוסי שיער בקנה מידה גדולה, כגון מערבולות וציציות.

דוגמא שנייה של בקנה מידה גדולהארגון המרחבי בתוך העור נראה במורפולוגיות של סוכות האקסון חושיות. יש עצב סנסורי המעצבב את עור גופי התא שלהם בשורש הגבי הגרעינים ומשולשים. נוירונים אלה לזהות טמפרטורה, כאב, גירוד, וסוגים שונים של עיוותים מכאניות הפוגעים בעור ובשיער ^9. הם יכולים להיות מחולקים לתת מבוססים על קוטר האקסון ומהירות הולכה, מבנה קצה עצב מסוף, ואת דפוסי ביטוי של קולטנים, תעלות, ומולקולות אחרות. בגלל הצפיפות הגבוהה של עצבוב בתוך העור, ניתוחים המערבים לדמיין את כל האקסונים (למשל, immunostaining אנטי neurofilament) או אפילו את כל האקסונים של כיתה אחת (כפי שניתן לראות כאשר סוג תא בודד מתאפיין בביטוי של כתב ניאון) בדרך כלל מגלה סופרפוזיציה צפופה של אקסונים שעושה את זה בלתי אפשרי להגדיר את המורפולוגיה של סוכה בודדת. כדי לעקוף בעיה זו, השתמשנו l גנטי מכוון מאוד דלילabeling לייצר דגימות עור גב שבסוכות האקסון מבודדות היטב בודדות הם דמיינו ידי ביטוי של כתב histochemical, phosphatase אלקליין שליה האנושי ^10. גישה זו מאפשרת להדמיה חד משמעית של מורפולוגיות סוכת האקסון אדם והגדרה של סוגי נוירון החושית על פי קריטריונים מורפולוגיים.