Wohnung Berg-Imaging von Mäusehaut und ihre Anwendung auf die Analyse von Mustern und die Haarfollikel Sinnes Axon Morphologie

Die Haut ist eines der größten Organe im Körper, mit wichtigen Funktionen in somato-Sensation, Isolierung / Wärmeregulation und Immunabwehr ^ein. Das Verständnis der molekularen und zellulären Grundlagen der Entwicklung und Funktion der Haut hat der langjährige Interesse wegen der grundlegenden Bedeutung der Haut als biologisches System und seine Bedeutung für Dermatologie gewesen. Säugetierhaut enthält eine Vielzahl von multizellulären Strukturen, einschließlich geschichteten Lagen von Keratinozyten, dermale Bindegewebe, verschiedene Arten von Haarwurzeln, Talgdrüsen, arrector Pili Muskeln, Blutgefäße, und mindestens ein Dutzend verschiedene Klassen von afferenten (sensorischen) und ableitenden Nerven Fasern (Abbildung 1). Verschiedene Regionen des Körpers mit charakteristisch unterschiedliche Hauttypen zugeordnet. In den meisten Säugetieren wird fast die gesamte Körperoberfläche mit der Haut, die dicht mit Haarfollikel verpackt ist abgedeckt. [Menschen und Nacktmulle Ausnahmen von thist Muster.] Das Haar ist von den Hohlhandflächen der Hände und Füße, die auch mit spezialisierten epidermalen Muster (Dermatoglyphen), exokrine Drüsen und sensorischen Nervenenden verbunden sind, fehlt. Die zellulären und molekularen Ereignisse, die das Wachstum, die Differenzierung und die räumliche Anordnung der Zellen innerhalb der Haarfollikel zu steuern sind von besonderem Interesse, da jedes Follikel aufweist, in Miniatur viele der zentralen Merkmale der Organogenese ^2. Zu diesen Funktionen gehören die Existenz von Stammzellen und Stammzellnische, präzise choreographierte Zelle Migrationen und die Montage von mehrzelligen Strukturen aus embryologisch unterschiedliche Komponenten.

Dieser Artikel beschreibt Methoden zum Präparieren, Fixieren, Kennzeichnung und Imaging-Mäusehaut als intakte zweidimensionalen Blatt, bezeichnet als "whole mount" oder "flat mount" Vorbereitung. Seit Mäusehaut relativ dünn ist, ist es möglich, Bild durch die gesamte Dicke des abgeflachten Skin mit herkömmlichen konfokalen Mikroskopie. Die flache Halterung Ansatz auf Säugetierhaut Bildgebung ist technisch vorteilhaft, weil es umgeht die Notwendigkeit für physische Schnitte, wodurch Strukturen vollständig durch optische Schnitte rekonstruiert werden. Da fast die gesamte Haut wird als ein einzelnes Objekt bearbeitet, die flache Montage Ansatz ermöglicht auch die Darstellung von mehreren Bereichen der Körperoberfläche unter Beibehaltung Informationen über Position und Orientierung relativ zu den Körperachsen. Schließlich sind die Strukturen innerhalb der Haut typischerweise in Mustern, die in regelmäßigen Abständen wiederholt werden und erleichtert so die Sammlung von Bildern aus verschiedenen Vertretern einer gegebenen Struktur vorhanden. Diese Eigenschaften sind dem Neurobiologen, die auf der Netzhaut eines zweidimensionalen Teil des zentralen Nervensystems, die analog Vorteile für die Untersuchung der neuronalen Morphologie ³ befindet arbeiten.

Die hier beschriebene Wohnung montieren Ansatz ist von besonderer utility für die Untersuchung Strukturen, die räumliche Organisation in der zweidimensionalen Ebene der Haut zeigen auf einem relativ großen Maßstab. Ein Beispiel von Großraumorganisation ist die koordinierte Polarität der Haarfollikel und Haarfollikel-assoziierte Strukturen – Merkel-Zell-Cluster, arrector Pili Muskeln, Talgdrüsen und Nervenenden ^4. Haarfollikel in einem Winkel bezüglich der Ebene der Haut, und die Komponente des Vektors Follikel, die in den 2-dimensionalen Ebene der Haut liegt orientierten zeigt im allgemeinen eine Orientierung in Bezug auf die Körperachsen, die jeweils genau bestimmt ist Position auf dem Körper. Zum Beispiel, um die Haarfollikel auf der Rückseite Punkt von rostral nach kaudal und Haare auf der dorsalen Oberfläche der Füße zeigen von proximal nach distal. Haarfollikel Orientierung wird durch planare Zellpolarität Signalisierung gesteuert (PCP, auch als Gewebe Polarität ^5). Dieses Signalisierungssystem wurde in Drosophila gefunden, wo ein kleinesSatz von Kern PCP Genen gefunden wurde, um die Orientierung kutikulärer Haare und Borsten steuern. Drei Säugetier-Orthologe von Kern PCP Gene – frizzled Homolog 6 (Fzd6, die auch als Fz6 genannt) Cadherin EGF LAG sieben Pass G-Typ-Rezeptor 1 (Celsr1) und Vang-like 2 (Vangl2) – analog zu spielen Rollen in Säuger Haut, die Koordination der Orientierungen der Haarfollikel mit den Körperachsen. Studium der Fz6 Knockout-Mäusen (Fzd6 ^tm1Nat, im Folgenden bezeichnet Fz6 ^{– / -)} zeigen, dass der primäre Defekt in der Abwesenheit von PCP-Signalisierung ist eine erste Randomisierung oder Desorganisation der Haarfollikel Orientierung, ohne Wirkung auf die intrinsische Struktur der Follikel ^08.06. Ein zweiter nicht-PCP-System wirkt später auf lokale Ausrichtung der Nähe Follikel, die auf die Produktion von großen Haarmuster wie Quirle und Büschel führt fördern.

Ein zweites Beispiel für Großräumliche Organisation in der Haut ist in den Morphologien der sensorischen Axon Lauben gesehen. Sensorische Neuronen, die die Haut innervieren haben ihre Zellkörper in der Hinterwurzel und Trigeminalganglien. Diese Neuronen erfassen Temperatur, Schmerz, Juckreiz, und verschiedene Arten von mechanischen Verformungen Auftreffen auf die Haut-und Haar ^9. Sie können in Untergruppen, basierend auf Axondurchmesser und Leitungsgeschwindigkeit, Anschluß Nervenende Struktur, und die Muster der Expression von Rezeptoren, Kanäle und andere Moleküle unterteilt werden. Aufgrund der hohen Dichte der Innervation in der Haut, Analysen beinhalten, dass Visualisierung aller Axone (zB Anti-Neurofilament-Immunfärbung) oder sogar alle Axone von einer einzelnen Klasse (so gesehen, wenn ein Zelltyp wird durch Expression eines fluoreszierenden Reporter markiert) offenbart im allgemeinen eine dichte Überlagerung der Axone, die es unmöglich macht, die Morphologie eines einzelnen Dorn definiert ist. Um dieses Problem zu umgehen, haben wir sehr spärlich genetisch gerichteten l verwendetAbeling, um Rückenhautproben, in denen einzelne gut isoliert Axon Lauben sind Ausdruck einer histochemischen Reporter menschlichen Plazenta-alkalische Phosphatase ¹⁰ visualisiert produzieren. Dieser Ansatz ermöglicht die eindeutige Visualisierung der einzelnen Axon Laube Morphologien und eine Definition des somatosensorischen Neuronen Typen basierend auf morphologischen Kriterien.