Co-localização de marcadores de células de linhagem e o sinal de tomate
Summary
Nós desenvolvemos dois conjuntos de rastreamento combinações em Rosa26 tdtomato (ubiquamente expressa em todas as células) / Cre (especificamente expresso em condrócitos) camundongos: um com 2.3Col1a1-GFP (específico para osteoblastos) e um com imunofluorescência (específico para células ósseas). Os dados demonstram a transformação directa de condrócitos em células ósseas.
Abstract
O sistema de rastreamento de linhagem celular foi usado predominantemente em estudos de biologia do desenvolvimento. A utilização da recombinase Cre permite a activação do repórter em uma linha celular específica e toda a progénie. Aqui, utilizou-se a linhagem de células rastreio técnica para demonstrar que os condrócitos transformar directamente em osteoblastos e os osteócitos durante ossos longos e desenvolvimento côndilo mandibular utilizando dois tipos de Cre, Col10a1-Cre e agrecan-Cre ERT2 (Agg-Cre ERT2), cruzados com Rosa26 tdTomato. Ambos Col10 e agrecano marcadores são bem reconhecido para condrócitos.
Nesta base, nós desenvolvemos uma nova linhagem de células método de rastreio em conjunto com o destino celular imuno-fluorescente para definir por meio da análise da expressão de marcadores de células específicos. Runx2 (um marcador de células osteogênicas em início de carreira) e protein1 matriz de dentina (DMP1; um marcador para células em estágio final osteogênicos) foramutilizado para identificar as células de osso derivadas de condrócitos e o seu estado de diferenciação. Esta combinação não só amplia a aplicação de rastreio linhagem celular, mas também simplifica a geração de ratinhos compostos. Mais importante, os status de número, a localização e diferenciação de progênie de células-mãe são exibidos simultaneamente, fornecendo mais informações do que a linhagem celular de rastreamento sozinho. Em conclusão, a co-aplicação de técnicas de rastreio de linhagem celular e de imunofluorescência é uma ferramenta poderosa para investigar a biologia de células in vivo.
Introduction
Durante o desenvolvimento, a formação de osso endocondral responde por mais de 80% do volume do esqueleto. Acredita-se que começa com a apoptose de condrócitos hipertróf icos. Subsequentemente, as células da medula óssea subjacente invadir e iniciar angiogénese, seguido por nova deposição óssea por marrow- óssea e células derivadas de periósteo 1,2. O destino de células de condrócitos hipertróficas (HCs), no entanto, tem sido um tema de debate durante décadas 3. Inicialmente, foram consideradas HCs ser o final da via de diferenciação de condrócitos, e a apoptose foi geralmente considerado para ser o destino final de HCs. Agora, alguns investigadores sugerem que pelo menos alguns HCs poderia sobreviver e contribuir para a formação de osso endocondral. Embora eles proposto que o crescimento dos condrócitos placa tinha a capacidade de transdiferenciar em osteoblastos com base em ultra-estrutura, coloração imuno-histoquímica, e estudos in vitro, 46, nenhum destes métodos were definitiva em condrócitos demonstrando contribuição para a linhagem dos osteoblastos.
A técnica de linhagem celular de rastreamento fornece uma maneira mais rigorosa para estudar o destino celular. Resumidamente falando, uma enzima recombinase, o qual é expresso apenas em um tipo específico de célula, estimula a expressão do gene repórter. Desta forma, este tipo de célula e seus descendentes são permanentemente marcado 7. O sistema Cre-loxP é comumente usado no rastreamento de linhagem. Cre (a enzima recombinase) vai excisar a sequência de paragem entre os dois locais loxP e activar o repórter em uma linha celular específica (Figura 1A). Em alguns casos, o investigador pode escolher um ponto de tempo favorável para activar Cre usando uma droga, tal como tamoxifeno, causando Cre para fundir a uma forma modificada do receptor de estrogénio (Cre ERT2) 8. repórteres fluorescentes tornaram-se o padrão na linhagem rastreamento experimentos porque reduzem drasticamente a complexidadee melhorar a precisão e eficiência da célula destino traçado 8,9. tdTomato está se tornando a melhor escolha entre os repórteres fluorescentes uma vez que tem o mais brilhante proteína fluorescente ea epifluorescência mais forte, tornando-se facilmente visualizado 7 (Figura 1A).
Ao utilizar o Rosa26 tdTomato linhagem sistema de detecção, o nosso grupo e outros investigadores mostraram que HCs pode alterar o seu fenótipo em células ósseas durante o desenvolvimento 10-14. Para conseguir isso, nós desenvolvemos dois conjuntos de rastreamento combinações com Rosa26 tdtomato (expressão omnipresente em todas as células) / Cre (específico para condrócitos) ratos: 2.3Col1a1-GFP (específico para osteoblastos) e imunofluorescência (específico para células ósseas). Os dados demonstram que ambos os métodos são meios viáveis para estudar o destino celular in vivo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Devido às limitações tecnológicas, é sempre difícil de investigar o comportamento de células in vivo. No entanto, a técnica de linhagem celular de rastreamento está provando ser uma ferramenta poderosa para estudar biologia celular 7-9. Neste estudo, nós melhorar ainda mais este protocolo, combinando-a com a imunofluorescência. Deste modo, o destino da célula pode ser definido por vários marcadores relacionados, que alarga a aplicação do rastreio linhagem. Além disso, esta co-localiza…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by NIH grant DE025014 to JQF.
Materials
| Tamoxifen | Sigma | T5648 | activate the Cre event |
| Paraformaldehyde | Sigma | P6148 | fix the sample |
| Ethylenediaminetetraacetic acid | Alfa Aesar | A10713 | decalcify the hard tissue |
| Sucrose | Sigma | S0389 | dehydrate the tissue |
| Hyaluronidase from bovine testes | Sigma | H4272 | retrieve antigen for immunochemical staining |
| Bovine serum albumin | Sigma | A3059 | blocking solution |
| primary antibody for Runx2 | Cell Signal | D1L7F | primary antibody for immunochemical staining |
| primary antibody for DMP1 | provided by Dr. Chunlin Qin | primary antibody for immunochemical staining | |
| anti-rabbit IgG | Sigma | 18140 | control for immunochemical staining |
| secondary antibody | Invitrogen | A11008 | second antibody for immunochemical staining |
| OCT | Tissue-Tek | 4583 | embed the sample for frozen section |
| Tween 20 | Fisher Scientific | BP337 | PBST |
| non-fluorescing antifade mountant | Life technologies | P36934 | mounting slides |
| DAPI | Life technologies | P36931 | nuclear staining |
| Hydrophobic Barrier Pen | Vector Laboratories | circle the section on the slide for for immunochemical staining | |
| Xylazine | AnaSed | anesthetization | |
| Ketaset | Zoetis | anesthetization | |
| cryosection machine | Leica | CM1860 UV | |
| confocal microscope | Leica | DM6000 CFS |
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