Cartilagens craniofacial desenvolver em estreito contato com outros tecidos e são difíceis de manipular em animais vivos. Estamos usando eletroporação para entregar ferramentas moleculares durante o crescimento do esqueleto craniofacial, enquanto ignorando cedo efeitos embrionárias. Esta abordagem irá permitir-nos testar de forma eficiente as moléculas de candidato<em> In vivo.</em
Eletroporação é um método eficiente de entrega de DNA e outras macromoléculas cobrados nos tecidos em momentos precisos e em locais precisos. Por exemplo, eletroporação tem sido utilizado com grande sucesso para estudar o desenvolvimento neural e da retina em Xenopus, frango e mouse 1-10. No entanto, é importante notar que em todos esses estudos, os investigadores não foram alvo de tecidos moles. Porque estamos interessados no desenvolvimento craniofacial, adaptamos um método para alvejar mesênquima facial.
Quando buscamos a literatura, encontramos, para nossa surpresa, poucos relatos de transferência de genes de sucesso no tecido cartilaginoso. A maioria destes estudos foram os estudos de terapia genética, como siRNA ou proteína entrega em linhagens de células condrogênicos, ou, modelos animais de artrite 11-13. Em outros sistemas, tais como a galinha ou o mouse, eletroporação de mesênquima facial tem sido um desafio (pessoal comunicandoíons, Departamento de Desenvolvimento Craniofacial, KCL). Nossa hipótese é que eletroporação em tecidos procartilaginous e cartilaginosa em Xenopus poderia funcionar melhor. Em nossos estudos, nós mostramos que a transferência de genes nas cartilagens faciais ocorre de forma eficiente nas fases iniciais (28), quando o primórdio facial ainda é composta por tecido mole antes da diferenciação da cartilagem.
Xenopus é um sistema muito acessível vertebrados e para análise do desenvolvimento craniofacial. Estruturas craniofaciais são mais facilmente visível em Xenopus do que em qualquer outro modelo de vertebrados, principalmente porque os embriões Xenopus são fertilizados externamente, permitindo análises das primeiras etapas, e facilitando a imagem ao vivo na resolução única célula, assim como a reutilização das 14 mães. Entre os modelos de desenvolvimento de vertebrados externamente, Xenopus é mais útil para a análise craniofacial de peixe-zebra, como larvas Xenopus são maiores e mais fácil de dissect, ea região em desenvolvimento facial é mais acessível à imagem do que a região equivalente em peixe. Além disso, Xenopus é evolutivamente mais próximos do homem do que peixe-zebra (~ 100 milhões ano mais próximo) 15. Finalmente, nestes estágios, girinos Xenopus são transparentes, e expressão simultânea de proteínas fluorescentes ou moléculas permitirá uma fácil visualização das cartilagens em desenvolvimento. Nós antecipamos que esta abordagem irá permitir-nos rapidamente e eficientemente teste moléculas candidato em um sistema modelo in vivo.
Neste vídeo, demonstramos a viabilidade de eletroporação mediada entrega do gene para o mesênquima facial de Xenopus girinos. Usando essa abordagem, podemos contornar primeiros efeitos no desenvolvimento de manipular a função do gene que nos permite atingir tecidos específicos em momento posterior. Nossos estudos mostram que as populações heterogêneas de células mesenquimais craniofacial pode ser afetado, o que nos permite analisar a linhagem de células electroporated, bem como requisitos de células autônomas para as proteínas de interesse. Combinado com imagens ao vivo, podemos usar essa abordagem para estudar a função do gene, ao longo do tempo, durante o desenvolvimento craniofacial. Esse novo método destaca a rastreabilidade de Xenopus para o estudo da organogênese. Nós antecipamos que este método pode ser amplamente adaptados para estudar a morfogênese e diferenciação de outros tecidos também.
The authors have nothing to disclose.
Somos gratos a Nancy Papalopulu e Bonev Boyan de assistência com eletroporação Xenopus. Agradecemos também a Marc Dionne para a leitura crítica, Green Jeremy e John Wallingford para discussões úteis e os membros do laboratório de Liu pelo seu apoio. Este trabalho foi financiado por concessões do BBSRC (BB/E013872/1) e do Wellcome Trust (081880/Z/06/Z) para KJL.