使用禽皮肤外植体研究组织模式和器官发生

禽胚胎皮肤发育是研究形态发生机制的极好模型，因为它具有独特的模式以及显微外科手术和操作的可及性^1,2。然而，评估完整组织中的细胞和分子事件可能很困难，因为外来组织的存在会使显微镜观察复杂化。此外，操纵基因表达以测试其在皮肤形态发生中的作用的能力并不总是一项简单的任务。我们发现我们可以使用逆转录病毒转导来测试基因功能，使用皮肤外植体模型具有更高的成功率。在这里，我们讨论了已经开发的三种皮肤外植体模型的优点。

禽胚胎皮肤培养是一种强大的系统，用于评估皮肤羽毛芽发育过程中的细胞行为、基因调控和功能3,4,5,6。它允许通过在培养基中放置生长因子的全局添加或它们从生长因子包被的珠子中局部释放来评估羽毛芽发育的分子机制。发育调控基因也可以使用完整或显性阴性形式的病毒基因转导进行操作，用于功能研究，评估它们在特定形态发生事件中的作用 ^7,8。

禽上皮–间充质重组培养 使研究人员能够确定每种皮肤成分在皮肤形态发生的早期阶段的贡献。罗尔斯（Rawles）对这种方法的使用揭示了间充质和上皮之间的相互作用对于形成皮肤附属物至关重要⁹。间充质可以形成凝结，需要上皮来诱导和维持间充质凝结的形成².后来，这种方法被用来评估 为什么无鳞 鸡无法形成羽毛。发现缺陷位于间充质¹⁰ 中。Dhouailly对不同物种的胚胎进行了组织上皮-间充质重组研究。这些研究为促进皮肤形态发生的上皮-间充质通讯提供了发育和进化的见解³.

这项研究被用来更好地了解控制羽毛生长的因素。该方法还改善了在羽毛起始、发育和沿前后轴伸长过程中发生的皮肤图案中涉及的细胞和分子事件的可视化。当上皮细胞与间充质分离，然后将两种成分重新组合时，新的相互作用会重新建立皮肤模式。这种方法使我们能够评估间充质诱导信号和上皮能力分子，这些信号和上皮能力分子使表皮能够对间充质信号做出反应¹¹。还可以检查羽毛芽发育和模式形成所需的后续下游分子表达。这些研究已经确定，芽的位置是由间充质控制的。在与间充质重组之前，上皮细胞的旋转 90^o 表明羽毛芽伸长的方向受上皮细胞的控制。该方法对于我们研究调控羽毛芽取向的分子机制至关重要¹²。

禽皮肤重建培养，其中皮肤间充质解离为单细胞，然后以高细胞密度铺板并覆盖完整的上皮，将真皮细胞重置为原始状态。然后，外植体自我组织，形成独立于先前线索的新周期性模式¹³。这种皮肤重建模型可用于研究羽毛周期性图案的初始过程。我们使用这种方法来探索调节间充质细胞与单块上皮细胞的比例如何影响羽毛芽的大小或数量。发现随着间充质细胞比例的增加，芽的数量增加，但芽的大小没有增加。这种方法的另一个优点是，间充质细胞病毒转导比其他两种培养条件显示出更高的效率，并且可以产生更明显的表型。