マウス皮膚や毛包パターニングおよび感覚軸索形態の解析への応用のフラットマウントイメージング

皮膚は体性感覚、断熱材/体温調節、および免疫防御¹で重要な機能と体内で最も大きな臓器の一つである。肌の発生と機能の分子細胞基盤を理解することがあるため、生体系および皮膚科学との関連性などの皮膚の基本的に重要で長年注目されています。哺乳類の皮膚は、ケラチノサイトの層状の層、真皮結合組織、毛嚢のいくつかのタイプ、皮脂腺、立毛筋、血管、および求心性の少なくともダースの異なるクラス（感覚）と遠心性神経を含む多細胞構造物の様々な含まれている繊維（ 図1）。身体の異なる領域は、皮膚の特徴的に異なったタイプに関連付けられています。ほとんどの哺乳類では、ほぼ全体表面が密に毛包が充填されている皮膚で覆われている。 [人間と裸のモルラットは番目の例外を構成するパターンです。]髪はまた特殊な表皮パターン（dermatoglyphs）、外分泌腺、および感覚神経終末に関連している手と足の掌表面から欠落しています。増殖、分化、および毛包内の細胞の空間配置を制御する細胞および分子事象は、器官²の中心機能の多くは、小型で、各卵胞の展示として特に興味深い。これらの機能は、幹細胞の存在と幹細胞ニッチ、正確振り付け細胞の移行、および発生学の異なるコンポーネントから多細胞構造のアセンブリを含む。

この記事では、完全な2次元のシートとして、定着、ラベル付け、およびイメージングマウスの皮膚を切開するための方法を説明し、「全体のマウント」または「マウントフラット」の準備と呼ばれる。マウスの皮膚が比較的薄いので、平坦化されたスキー板の全厚を通って画像化することが可能であるnは、従来の共焦点顕微鏡を用いて。哺乳動物の皮膚を撮像するためのフラットマウントアプローチ、それによって構造が光学セクショニングによって完全に再構成することができるように、物理的なセクショニングの必要性をバイパスするため、技術的に有利である。皮膚のほぼ全体が単一のオブジェクトとして処理されるため、本体の軸に相対的な位置姿勢についての情報を保存しながら、フラットマウントアプローチは、体表面の複数の領域の画像化を容易にする。最後に、皮膚内の構造は、典型的には、このように所定の構造の複数の代表者からの画像の収集を容易にする、一定の間隔で繰り返されるパターンで存在する。これらの特性は、網膜ニューロンの形態³の研究のために類似の利点を享受し、中枢神経系の二次元部分で動作神経生物学者にはよく知られている。

ここで説明するフラットマウントのアプローチは、特別なUTILITある皮膚の二次元平面内の比較的大規模に空間的構成を示す構造を研究するためのy。メルケル細胞クラスター、立毛筋、皮脂腺、および神経終末⁴ -大規模空間的構成の一例としては、毛包や毛包関連構造の協調極性である。毛包、皮膚の平面に対してある角度で配向され、皮膚の2次元平面内にある毛包ベクトルの成分は、一般に、正確に決定されるごとに、本体軸に対して配向を呈するている身体上の位置。例えば、足の背側表面に尾する吻側および毛髪からのバックポイントの毛包は、近位から遠位を指す。毛嚢の向きは、平面細胞極性シグナル伝達によって制御される（PCP;とも呼ばれる組織極性^5）。この信号システムは、小さなショウジョウバエで発見されましたコアPCP遺伝子のセットは、クチクラの毛と毛の向きを制御することが見出された。三つの哺乳類コアPCP遺伝子のオルソログ- （もFZ6とも呼ばFZD6、）のfrizzledホモログ6、のEGF LAG 7パスGタイプ受容体1（CELSR1を ）カドヘリン、およびバング様2（Vangl2は ） -哺乳類に類似した役割を果たしている皮膚、身体の軸を毛嚢の向きを調整する。 FZ6ノックアウトマウス（ ^{– / –} FZD6 ^tm1Nat、以下FZ6と称する）の研究は、PCPシグナル伝達の非存在下で一次欠陥は、卵胞の固有の構造に影響を与えず、毛包の向きの初期ランダム化又は無秩序であることを示す^6-8。第二の非PCPシステムは、渦巻きや房のような大規模なヘアパターンの生成をもたらす近くの卵胞のローカルアラインメントを促進するために後で役割を果たします。

大規模の第二の例皮膚内の空間的構成は、感覚軸索アーバーの形態を見られます。皮膚を支配する感覚ニューロンは、脊髄後根および三叉神経節に細胞体を持っている。これらのニューロンは、温度、疼痛、かゆみ、皮膚や毛髪⁹に衝突する機械的変形の様々なタイプを検出する。これらは、軸索の直径および伝導速度、末端神経終末の構造、および受容体、チャネル、および他の分子の発現のパターンに基づいて亜型に分けることができる。そのため皮膚内神経支配の高密度のため、（単一の細胞型は蛍光レポーターの発現によってマークされているときに見られるように）それはすべての軸索（ 例えば 、抗ニューロフィラメント免疫染色）、または単一のクラスであっても、すべての軸索を可視伴う分析する一般的には不可能個々のアーバの形態を定義することが軸索の密な重ね合わせが明らかになった。この問題を回避するために、我々は非常に疎な遺伝的突然変異リットルを使用しているabelingは、個々の十分に単離された軸索アーバは組織化学的レポーター、ヒト胎盤アルカリホスファターゼ¹⁰の発現によって可視化された背部皮膚サンプルを作製した。このアプローチは、個々の軸索アーバの形態を明確に可視化し、形態学的基準に基づいて、体性感覚ニューロンの種類を定義できます。