심장은 배아 발생 초기에 형성되어 전체 배아에 영양분을 펌핑하기 시작하면서 계속 발달합니다¹. 마우스 배아에서, gastrulation이 시작된 지 1 일 반 후, 초보적인 심장 기관이 전극 ^2,3에 모입니다. 초기 줄무늬(ES) 단계에 이르면 상복부의 심장 전구체는 원시 줄무늬를 통해 초기 중배엽층 ^4,5,6으로 침투하고 전극으로 이동하기 시작하여 분화하여 원시 심장관을 형성합니다. 이 과정을 통해 초기 심장 전구체는 이동과 더불어 세포 재배열, 형태 변형, 분화를 겪는다⁷(그림 1).

초기 심장 전구체는 기능 기관을 동시에 구별하고 구축하는 놀라운 능력으로 인해 거의 한 세기 동안 연구자들을 매료 시켰습니다. 지난 20년 동안, 클론 분석 및 조건부 녹아웃 모델은 초기 심장 발달이 매우 역동적인 과정 ^8,9,10에서 뚜렷한 세포 공급원을 연루시킨다는 것을 보여주었다. 그러나 원시 심장관의 3D 구조와 형태 형성의 역동적인 특성으로 인해 연구하기가 어려우며(그림 1), 우리는 그것의 완전한 복잡성을 이해하는 것과는 거리가 멀다¹¹.

이러한 동적 세포 과정을 연구하기 위해 라이브 이미징 방법은 이제 전례 없는 세부 정보를 제공합니다 7,12,13,14. 마우스 모델에서 실시간 접근 방식은 정적 분석 ^7,13,15로 다루기 어려운 발달 주제를 조사하는 데 핵심이었습니다. 장기간의 생체 외 배양과 강력한 현미경 설정이 빠르게 발전하고 있지만^16,17, 살아있는 배아를 성공적으로 이미지화할 수 있는 전문 지식을 갖춘 연구자는 거의 없습니다. 종이 기반 출판물은 실시간 이미징 실험을 재현하기에 충분한 기술적 세부 정보를 제공하지만 일부 기술과 트릭은 시각적 예제나 피어 투 피어 지원 없이는 파악하기 어렵습니다. 이 학습 과정을 가속화하고 실험실 간에 실시간 이미징 사용을 확산하기 위해 우리는 가스를 배출하는 마우스 배아에 대한 라이브 이미징을 수행하는 데 필요한 기술을 수집하는 비디오 프로토콜(그림 2)을 조립했습니다.

그림 1: 마우스 배아에서 심장 전구 세포의 초기 분화는 위축의 시작부터 원시 심장관 형성 이전 단계까지 진행됩니다. 심장 전구 세포는 gastrulation이 시작된 직후 중배엽으로 침투하여 배아의 반대쪽으로 이동합니다. 형태학적 및 배아일(E) 단계가 다이어그램 위에 기록됩니다. 점선 화살표는 gastrulation 동안 원시 심장 튜브 전구 세포의 이동 궤적을 나타냅니다. 이 수치는¹¹에서 채택되었습니다. 약어: ES = Early Streak; MS = 중간 줄무늬; EHF = 초기 머리 접기. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: 초기 심장 전구체의 실시간 이미징을 위한 워크플로 다이어그램. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.