いくつかのテクニックを使用して視覚化することができますマウス初期胚のオーガナイザーをシグナリング過渡では脊索板とノードです。ここでは、我々 は詳細にその構造と形態形成を研究する技術の 2 つを行う方法をについて説明: 1) 走査電子顕微鏡 (SEM);2) 全台紙蛍光 (WMIF)。
マウスの着床後胚原腸陥入と形態形成の開始後主要な形状変化を経る。形態形成の特徴一時的な主催者は、ノードおよび原始線条を通過した細胞から、脊索板の形成であります。これらのシグナリング センターの適切な形成はボディ計画の開発に不可欠なそれらを可視化する技術がマウス発達生物学者に関心の高い。ノードと脊索板日 (E) 7.5 開発の周りの gastrulating のマウス胚の腹側表面にうそをつきます。ノードは、そのセルを所有、単一細長い繊毛各カップの形の構造です。適切な細胞内局在とノード ピットで繊毛の回転、左右非対称性を決定します。ノード細胞のそれらより短いとはいえ、脊索板セルは、また孤立線毛を所有しています。脊索板とニューラル パターンの重要なシグナリング主催者として機能する脊索を形成します。ノードや脊索板の細胞一過性の表面にある繊毛を持っているので、彼らは走査型電子顕微鏡 (SEM) を使用して視覚化できます。などのテクニックを使用して視覚化する細胞レベルでこれらの構造はノードと脊索板で高発現している蛋白に対する抗体を用いた全台紙蛍光 (WMIF) です。本報告では、マウス胚組織形状と野生型の細胞組織の評価のために、突然変異体の胚の原腸陥入の SEM およびノードと脊索板の WMIF を実行する私たちの最適化されたプロトコルについて述べる。
原腸陥入とそれに伴う形態形成運動マウス胚1を形成するために重要です。細胞の形状と形態形成における組織の変化は、細胞の運命を調節し、また正確に新たに形成された胚芽層1を多様化する彼らの機能を実行するその後のシグナル伝達経路を許可に位置情報を指示します。発達プログラム2の実行は一時的な構造を整理してシグナル センター ノードと脊索などの形成が欠かせません。発達生物学者はこれらの構造は、携帯電話の記者とライブ前のヴィヴォ細胞および細胞レベル下の動作2 のダイナミクスに従うイメージングの使用であるの最も顕著な形態形成を研究するのにさまざまなテクニックを使用しています。 ,3,4。このレポートは、最適化されたプロトコルの詳細を説明するこれらの技術の 2 つの焦点: 走査電子顕微鏡 (SEM) と全台紙蛍光 (WMIF) が、まだノードの形態形成の研究に尽力脊索板、脊索の前駆体。
マウス胚ノードは原腸陥入と形態形成 (萌芽期日、E7.5 E8) 中後期ヘッド倍上旬頃マウス胚の腹側表面にある細胞のティア ドロップ型のカップ2,5、 6,7。脊索板形態学的ノード3から前方は生まれない。ノードと脊索板内の各セルは、節細胞で、長いが、長さが異なる発達段階2外に突き出ている単一の繊毛によって特徴付けられます。ノードのピットで繊毛の回転は、左右非対称性4を決定するシグナリングのために重要であると示されています。脊索板脊索、隣接する体節と覆っている神経管3のパターンの重要なシグナリング センターの前駆体であります。
場所 (表面)、形状 (カップ) と異なる外側の細胞構造 (繊毛) 所有している属性のため SEM 伝統的に使用されているノードと脊索板を視覚化し、研究の形成と構造の2,7. SEM、ノード自体またはその繊毛形成8,9,10と同様、原腸陥入、形態形成に影響を与える突然変異細胞の繊毛の構造の変化を分析する使用もします。SEM は、生体試料11等の外面のトポロジカルな微細構造を調査する電子の集束ビームを利用する手法です。サンプルは通常固定、乾燥し、スパッタ – 金属被覆走査型電子顕微鏡下で観察のステップ 1 で説明するよう。
WMIF は、3 次元 (3 D) でタンパク質などの遺伝子産物を視覚化する染色法です。組織や臓器全体の生物の WMIF は、3 D で得られた構造の形状と信号の分布に関する空間情報を提供します。技術は、蛍光の抱合体と染色サンプルの修正に基づいています。マウス胎 〜 E7.5 は小さいと透明な WMIF プロトコル ノードと脊索板を視覚化するための理想的な。たとえば、Barchyury (T) がノードと脊索板と胚の発育の良い作業抗体 WMIF T E7.5 E8 の周りの原始線条の程度の核で発現は転写因子は、市販利用可能な汚損プロシージャを可能にして。ノードや脊索板の細胞も、外側に直面し、こうして、根尖狭窄部でマーク F アクチンを蛍光標識ファロイジンと汚されることができる収縮頂端表面によって特徴付けられます。T と F アクチンの WMIF による染色の組み合わせ例としてこれらの試薬を使用して、ノードおよび 3 D gastrulating マウス胚における脊索板の表現ステップ 2 8で説明とを提供します。ただし、ノードと脊索板など FOXA2 の他の印と同様、ARL13B またはアセチル化チューブリンなどの繊毛のマーカーは成長マウス胚3,4で WMIF を実行するも使用できます。
私たちは striatin と相互作用する蛋白質 1 (STRIP1) は通常原腸陥入と8マウス胚の形態形成に不可欠なことを示しています。STRIP1 は striatin と相互作用するホスファターゼと私たちと他の人がアクチン細胞骨格組織8,12に関与するキナーゼ複合体 (STRIPAK) のコア コンポーネントです。Strip1変異胚の主要な欠陥は、(ノードと脊索板) 軸中胚葉の形成と前後の体軸の延長です。代表結果と対応する図に示すようにノードおよび野生型 (WT) とStrip1変異胚における脊索板を分析する SEM と WMIF を使いました。
今回、マウス胚ノードと脊索板を視覚化する SEM および WMIF を実行する方法を示します。Gastrulating マウス胚の小型 ~ E7.5 と表面にこれらの構造の存在は、それらが技術説明2,7、8を使用して研究に最適。T と繊毛のマーカーなどの良い抗体の可用性は、構造、組織、これらの本質的な萌芽期主催者8の形成 WMIF を使用して優れた 3 D 情報を与えます。
マウス萌芽期の開発の非常に急速なペースで進行、ノードと脊索板のみ一過性胚の表面に存在して、のでタイミングはこれらの実験2,3の成功に不可欠。たとえば、2-4 体節胚は長い線毛を成熟したノード ピットの SEM 解析に適しています。はるか以前またはそれ以降の胚 (たとえば、12 h の前に、または後) には、ノードを表面上に存在できない場合があります。WMIF はこの点でもう少し柔軟、構造自体は、開発時にも一時的なタイミングは、ここでは研究者の興味に依存します。
試薬の純度はまたこれらの技術の成功に不可欠特に胚に固執する通常 SEM. 小さな不純物による微細構造を調査結果、巨大なアーティファクト。
SEM の 1 つの胚の固定の 2 つの異なる方法をテストしている 1x PBS で半分 Karnovsky の定着剤 (2.5% グルタルアルデヒド、2% パラホルムアルデヒドと 0.1 M cacodylate バッファー) と単純な 2.5% グルタルアルデヒドを使用します。グルタルアルデヒドと PBS 定着剤手順 1 で説明されているように使うことが望ましい、ただし、我々 と他の人も使用して半分 Karnovsky の定着剤正常に SEM のため
また臨界点乾燥機または HMD のステップ 1 に記載されてを使用して、サンプルの質に差が見られなかったし14は別途報告し SEM のための胚を乾燥の 2 つの方法を比較しました。
我々 は 1% 低融点アガロースの最終的な洗浄ステップが 35 mm ガラス底皿の上にマウントされた後に胚を埋め込むと、それからそれをトッピング テスト ステップ 2 〜 10 μ L のメディアをマウント。この埋め込みメソッドが動作し、胚の元の 3 D 構造と関連付けられた構造を保持ただし、多光子顕微鏡は通常共焦点顕微鏡はそのまま胚に深く達することができないので、供試体をイメージする必要 (~ 1 mm)。
これらの 2 つの手法を使用してノードと脊索のプレートの構造正常な開発の間に、これらの構造の形成に欠陥を示す突然変異体の相補的な情報を与えることと考えています。
The authors have nothing to disclose.
ヘモグロビンは、医学部とケルン大学の SFB829 からスタートアップの資金によってサポートされます。DFG によってサポートされて C.X. BA 5810/1-1 を与えます。CECAD 研究センター、メモリアルスローンケタ リングがんセンター (ニューヨーク、米国) のイメージング施設に感謝したいと思います。ホアキン グレゴ ベッサ (スペイン国立マドリッド、スペイン心血管研究センター) は、WMIF の胚を取り付けに関する彼の洞察力を感謝いたします。
1,1,1,3,3,3 Hexamethyldisilazane (HMDS) | Carl Roth | 3840 | |
Anti-T antibody | R&D Systems | AF2058 | |
Critical Point Dryer | Blazers Union | CPD 020 | |
DAPI | AppliChem | A4099,0005 | |
Glutardialdehyde solution 25% | Merck | 1042390250 | |
Triton X-100 | Sigma Aldrich | X100-100ML | |
Tween 20 | AppliChem | A4974,0500 | |
SEM coating unit PS3 | Agar Aids for Electron Microscopy | PS3 | |
SEM microscope Quantum FEG 250 | ThermoFisher Scientific (FEI) | Quantum FEG 250 |