두개골 mesenchyme 가능성이 신경 주름 상승을위한 원동력을 제공 극적인 morphogenic의 움직임을 겪<sup> 1,2</sup>. 여기 간단한 설명<em> 예 생체</em> neurulation 동안 두개골 mesenchyme의 세포 행동을 성격 분석을 explant. 이 분석은 약리 조작 및 라이브 영상 분석에 대한 의무를 포함하는 다양한 응용 프로그램이 있습니다.
중추 신경 시스템은 neurulation으로 알려진 과정에서 신경 튜브의 형성의 결과로 복잡한 morphogenetic 운동의 시리즈를 거쳐 신경 판에서 파생됩니다. neurulation 동안, 신경 판을 underlies mesenchyme의 morphogenesis는 신경 배 상승을 유도 할 생각됩니다. 두개골 mesenchyme은 paraxial 중배엽과 신경 크레스트 세포로 구성되어 있습니다. 두개골 mesenchyme 양식의 세포 별 모양의 모양의 세포로 구성하고 신경 주름을 지원하는 세포 외 기질 (ECM) 가닥을 intermingling pourous meshwork. neurulation 동안, 두개골 mesenchyme는 확장의 결과로 틀에 박힌 rearrangements를 겪 이러한 움직임이 신경 배 상승을위한 원동력을 제공하기 위해 믿고 있습니다. 그러나 두개골 mesenchyme의 morphogenesis을 유도 경로 및 셀룰러 행위는 제대로 공부 상태입니다. ECM과 두개골 mesenchyme underly thes의 세포 사이의 상호 작용전자 셀 행동. 여기이 세포의 행동을 특성화 고안 간단한 예를 생체의 explant 분석을 설명합니다. 이 분석은 또한 이러한 세포의 동작을 특성화 관련 신호 경로, 라이브 영상 분석을 해부하는 약리 조작에 수정할 수있는 것입니다. 우리는 ECM 구성 요소의 다양한 두개골 mesenchyme의 이동 특성을 특성화이 분석의 유틸리티를 보여주는 대표적인 실험을 제시한다.
두개 지역의 신경 튜브 폐쇄는 배아 일 8.5 (E8.5)와 마우스 배아 9.5 사이에 발생합니다. 제대로 anencephaly, 인간의 일반적인 구조 출생 결함의 머리 결과에 신경 튜브를 닫고하지 않으면 생명과 호환되지 않습니다. 두부 신경 튜브 폐쇄를 운전 세력은 신경 조직 자체와 주변 표피와 mesenchyme 3 모두에서 생성됩니다. 두개골 mesenchyme의 특정 확장에는 두개골 신경 주름의 1,2 상승을 위해 필수적이라고 생각합니다. 두개골 mesenchyme은 헤파린 황산염의 proteoglycans, 콘드로이틴 sulfates과 hyaluronate 4-8와 같은 특정 glycosylated 단백질의 ECM 단백질이 풍부하다.
신경 크레스트 세포가 신경 튜브 폐쇄에 따라 등쪽의 신경 튜브의 이민 닭의 배아에서와 달리, 마우스의 배아에서 신경 문장은 신경 주름이 연구에 시작하는 동시에 마이그레이션이세 (5 체절 단계 이후). 따라서 마우스 배아의 neurulation 동안, 두개골 mesenchyme은 신경 문장과 paraxial 중배엽에서 파생 된 세포로 구성되어 있습니다. 신경 문장과 paraxial 중배엽 집단은 개발에서 다른 시간에 유도되며, 배아의 여러 위치에서 지역화 및 다른 구조 9,10으로 개발할 수 있습니다. paraxial 중배엽은 원시 줄무늬에서 유래하여 추정 신경 판을 기초하는 배의 앞쪽 지역 마이그레이션합니다. 신경 문장은 신경 플레이트와 표피 외배엽의 교차점에서 유도되며, 전환을 mesenchyme하는 상피를 겪과 쥐의 배아에서 신경 배 상승 직전에 delaminates. 신경 크레스트 세포는 아가미의 아치, frontonasal 및 periocular mesenchyme에 subectodermal paraxial의 중배엽에서 stereotypic 길을 따라 마이그레이션됩니다. paraxial 중배엽은 두개골 천장과 얼굴 근육의 뼈의 일부에 기여할 것이다; 반면 일전자 신경 문장은 두개골 신경 9-11에 추가 두개골과 얼굴의 다른 뼈에 기여하는 것입니다. paraxial 중배엽과 신경 문장의 lineages은 differentially 각각 9 Mesp1-cre과 Wnt1-cre 유전자 변형 마우스 라인에 의해 표시 될 수 있습니다.
신경 튜브 폐쇄의 두개골 mesenchyme의 필수 역할이 실험에서 유추 된 지역 ECM 이러한 neurulation 장애인 신경 튜브 폐쇄 7시 hyaluronidase, chondroitinase ABC, heparitinase 또는 디아 조 – 옥소-norleucine (돈)와 같은 에이전트를 방해과 쥐 배아의 치료, 12-14. 이 실험에서, neurulation 다음 정적 섹션의 조직 학적 분석은 두개골 mesenchyme 7,12-14의 관련 dysmorphogeneis을 공개했다. teratogenic 에이전트가 여러 조직에 대한 액세스 권한을 가지고 있기 때문에,이 두개골 mesenchyme 정말 대상 조직 경우 결정하기 위해 남아 있습니다. 결론 지원에 해당이 조직neurulation에 필수적이며, 두개골 mesenchyme는 exencephaly 15-17과 일부 마우스 돌연변이의 조직 학적 분석시 이상 나타납니다. 하지만, 대부분의 경우에, 두개골 mesenchyme의 세포 행동에 돌연변이의 효과는 해결되지 않았습니다.
우리는 직접 두개골 mesenchyme 세포 15 행동에 유전자 변이 또는 약리 조작의 결과를 검토 할 수있는 전직 생체의 explant 분석을 고안했습니다. 이 분석은 두개골 mesenchyme의 차별화 가능성에 액세스 할 수 Tzahor 외 2003 출판 비슷하다 그 underlies 앞 신경을 기초 우리가 두개골 mesenchyme이 더 앞쪽에 인구의 이동 특성을 연구 explant의 절개를 수정 한 경우를 제외하고 rhombomeres 18 판. 우리의 방법은 KE로 신경 문장의 이동 행동을 분석 할 닭의 배아에서 수행 explant의 assays의 수정입니다Y 차이. 이전 준비는 각각의 문장이나 더 뒤쪽 paraxial 중배엽 19,20을 explanted 있습니다. 또한, 닭의 배아에서 신경 배 상승하는 동안, 신경 문장은 아직 등쪽의 신경 튜브로부터 이민 오지 않았으며, 따라서 앞 paraxial 중배엽의 촬영 explants는 신경 크레스트 세포를 포함하지 것입니다. 우리의 분석에서 paraxial 중배엽, 신경 문장 및 표면 외배엽으로 구성된 두개 mesenchyme의 explants은 기판에 준비 도금되어 있습니다. 유전자 돌연변이의 explants의 고립, 다른 ECM 또는 약리 치료에 explants를 도금 등의 실험 조작을 수행 할 수 있습니다. explant과 거리 번호와 행동의 세포 마이그레이션 분석 및 치료 그룹 사이를 비교할 수 있습니다. 또한이 준비 라이브 영상 기술에 의한 세포 이주의 분석에 수정할 수있는 것입니다. 모피로 마이그레이션 실험 후, explants가 해결 될 수 있으며 immunohistochemical 분석의 대상이트리트먼트의 효과를 명료하게하다 군터. 전체에서 여기에 제시된 프로토콜은 두개 mesenchyme의 동작을 조사하는 간단한 예를 생체 분석이다. 대표 실험으로, 우리는 서로 다른 세포 기판에 두개 mesenchyme의 마이그레이션을 검토하는이 분석을 활용한다.
여기에 적용 방법은 두개골 mesenchyme 세포의 동작을 검사 할 수있는 강력한 분석을 제공합니다. 여기에 제시된 정적 분석뿐만 아니라, GFP-라벨 단백질의 표현으로 시야 또는 조합 이미징 실험을 살고들은 explant에서 마이그레이션로 실시간으로 세포의 행동을 검토하는 고용 할 수 있습니다. 라이브 이미징 실험 explants는 DiI로 표시 될 수 또는 paraxial 중배엽, 로사-YFP에서 신경 문장의 마이그레이션을 차별화하는 데, Mesp1-cre이나 로사 – YFP, Wnt1-cre 또는 기타 유전자 변형 라인을 사용할 수 있습니다. 두개골 mesenchyme-ECM 상호 작용도이 explant 분석을 활용하여 검토 할 수 있습니다. 여기 그 세포가 다른도에 이러한에 이전하고 ECM은 세포의 형태에 영향을 미치는 것을 보여주기 위해 두개골 mesenchyme에 존재하는 다른 ECM 기판에 판 explants. 또한, explants는 cel의 행동에 액세스 할 3 차원 매트릭스에 포함 할 수 있습니다이 맥락에서인가요. 이 explant 분석은 마이그레이션을 조절하고 수정할 수 있습니다 본질적인 및 외부 신호를 분석 할 두개골 mesenchyme 행동에 대한 유전 및 약리 조작의 효과 분석에 수정할 수있는 것입니다. 예를 들어, 우리는 Hectd1 돌연변이 두개골 mesenchyme 15 이상 세포 행동에 과잉 분비 Hsp90의 역할을 분별하기 위해 우리의 연구에서이 분석을 활용. 이 실험에서 우리는 Hectd1 돌연변이 세포의 비정상적인 동작이 초과 세포 Hsp90 15 인해 있다는 것을 입증하는 Hsp90의 분비를 차단하는 안티 – Hsp90 항체와 explants, Hsp90 단백질 geldanamycin 및 DMA (디메틸 amelioride)를 처리. 비슷한 접근 방식은 pharmacologically 두개골 mesenchyme의 정상 또는 비정상적인 morphogenesis의 근간이 추가 경로를 해부하는 데 사용할 수 있습니다. 분석이 완료되면 explants 및 마이그레이션 세포는 방법 호스트에 의해 분석 될 수 있습니다. 예를 들어, immunohistochemical 분석의 C이 세포 움직임에 대한 중요한 단백질의 국산화를 검토 고용 할 수. Transcriptome 분석은 또한 치료 유전자 발현에 영향을 미칠 방법을 결정하기 위해 사용될 수있다.
이 기법 중 하나 중요한 한계는 그들이 생체에서 발생하는 것처럼 세 차원의 모델 행동을하지 않는 것입니다. explants는 형광 단백질 마크 세포 구획의 표현과 함께 3 차원 매트릭스 (예 : matrigel)에 포함되어있는 프로토콜의 변경이 문제를 해결하는 데 필요한 고용 할 수있다. 이러한 수정이 수행 된 경우에도 생체에 사람들과이 전 생체 분석에서 볼 행동을 상호 연관하기 위해 추가 실험이 필요 것입니다. 다른 제한은 정적으로 중요한 데이터를 생성하기에 충분한 숫자를 생성하는 데 필요한 배아의 큰 번호가 포함됩니다. 가장 중요한 것은, 절개가 비교적 간단하다, 그것은 마스터에 연습을 필요로하지 않습니다.
The authors have nothing to disclose.
이 작품은 IEZ에 R01-HD058629에서 지원