Cartilagini craniofacciali sviluppare a stretto contatto con altri tessuti e sono difficili da manipolare di animali vivi. Stiamo usando elettroporazione per fornire strumenti molecolari durante la crescita dello scheletro cranio-facciale, mentre bypassando primi effetti embrionale. Questo approccio ci permetterà di testare in modo efficiente molecole candidate<em> In vivo.</em
L'elettroporazione è un metodo efficace di fornire DNA e altre macromolecole carica nei tessuti in punti temporali precisi e in luoghi precisi. Per esempio, elettroporazione è stato utilizzato con successo per studiare lo sviluppo neurale e della retina in Xenopus, pollo e topo 1-10. Tuttavia, è importante notare che in tutti questi studi, gli investigatori non sono stati targeting tessuti molli. Perché siamo interessati allo sviluppo craniofacciale, abbiamo adattato un metodo per indirizzare mesenchima del viso.
Quando abbiamo cercato la letteratura, abbiamo trovato, con nostra sorpresa, rapporti molto pochi di trasferimento genico di successo nel tessuto cartilagineo. La maggior parte di questi studi sono stati studi sulla terapia genica, come la consegna di siRNA o proteine in linee cellulari condrogenico, o, modelli animali di artrite 11-13. In altri sistemi, come il pollo o il mouse, elettroporazione di mesenchima viso è stato impegnativo (COMUNICAZI personaleioni, Dipartimento dello Sviluppo cranio-facciali, KCL). Abbiamo ipotizzato che nei tessuti elettroporazione procartilaginous e cartilagineo in Xenopus potrebbe funzionare meglio. Nei nostri studi, abbiamo dimostrato che il trasferimento genico nelle cartilagini del viso si verifica in modo efficiente nelle fasi iniziali (28), quando il primordio facciale è ancora costituito da tessuti molli prima della differenziazione della cartilagine.
Xenopus è un sistema molto accessibile vertebrati per l'analisi dello sviluppo cranio-facciale. Strutture cranio-facciali sono più facilmente visibili in Xenopus che in qualsiasi altro modello vertebrato, in primo luogo perché gli embrioni sono fecondati esternamente Xenopus, consentendo analisi delle prime fasi, e di facilitare l'imaging dal vivo a risoluzione singola cellula, nonché il riutilizzo delle madri 14. Tra i modelli vertebrati sviluppo esternamente, Xenopus è più utile per l'analisi del cranio di pesce zebra, come larve di Xenopus sono più grandi e più facile dissect, e la regione lo sviluppo del viso è più accessibile per l'imaging rispetto alla regione equivalente nel pesce. Inoltre, Xenopus è evolutivamente più vicina agli esseri umani di zebrafish (~ 100 milioni anni più vicini) 15. Infine, in queste fasi, girini Xenopus sono trasparenti, e l'espressione contemporanea di proteine fluorescenti o molecole permette una facile visualizzazione delle cartilagini di sviluppo. Possiamo anticipare che questo approccio ci permetterà di testare rapidamente ed efficacemente le molecole candidato で un sistema modello in vivo.
In questo video, abbiamo dimostrato la fattibilità di elettroporazione-mediata consegna del gene nel mesenchima facciale di girini Xenopus. Usando questo approccio, siamo in grado di bypassare primi effetti sullo sviluppo di manipolare la funzione del gene che ci permette di indirizzare specifici tessuti nei punti più tardi. I nostri studi mostrano che la popolazione eterogenea di cellule mesenchimali cranio-facciale può essere influenzata, che ci permette di esaminare stirpe di cellule elettroporate così come cellula autonoma requisiti per le proteine di interesse. In combinazione con immagini dal vivo, possiamo usare questo approccio per studiare la funzione dei geni, nel tempo, durante lo sviluppo cranio-facciale. Questo nuovo metodo evidenzia la trattabilità di Xenopus per lo studio della organogenesi. Possiamo anticipare che questo metodo può essere ampiamente adattato per lo studio della morfogenesi e la differenziazione dei tessuti anche altri.
The authors have nothing to disclose.
Siamo grati a Nancy Papalopulu e Boyan Bonev per l'assistenza con elettroporazione Xenopus. Ringraziamo anche Marc Dionne per la lettura critica, Jeremy Green e John Wallingford per utili discussioni ed i membri del laboratorio Liu per il loro sostegno. Questo lavoro è stato finanziato da sovvenzioni da parte del BBSRC (BB/E013872/1) e il Wellcome Trust (081880/Z/06/Z) per KJL.