Des explants de la région centrale du cristallin chez le rat l'épithélium de différencier de manière synchrone lorsque cultivées en présence de FGF-2. Microscopie par immunofluorescence de ces cultures peut fournit des informations roman sur l'expression des gènes et des événements de signalisation associées à la différenciation terminale.
La surface antérieure de la lentille oculaire est recouverte par une monocouche de cellules épithéliales, qui prolifèrent dans une zone annulaire sous le corps ciliaire. Après la division, ces cellules migrent arrière, où la diffusion de la rétine FGF induit à se différencier dans un tableau postérieure de cellules allongées en fibres optique, qui composent le gros de la lentille. La différenciation des cellules épithéliales du cristallin en fibres lentille peut être induite in vitro par des explants en culture de la région centrale de l'épithélium antérieur, en présence de FGF-2. Les explants sont préparés à partir des lentilles de rats nouveau-nés en enlevant le cristallin de l'œil et de saisir la capsule du cristallin sur la face postérieure avec des pincettes dissection. La capsule postérieure est déchirée puis doucement ouvert et enfoncé dans le fond d'un plat en plastique culture de tissus. Les régions périphériques de l'explant sont enlevés avec un scalpel et la zone centrale est ensuite mis en culture en présence du FGF-2 100ng/ml aussi longtemps que 2-3 semaines, selon les paramètres à étudier. Comme les cellules épithéliales de différencier les explants cultivés en synchronie approximative sur une période de quelques jours ou semaines, le cours du temps de la signalisation et l'expression des gènes peut être déterminé en utilisant des techniques moléculaires, biochimiques et pharmacologiques. Immunofluorescence est un complément puissant à ces méthodes, car elle démontre la localisation subcellulaire des protéines d'intérêt et peuvent révéler les conséquences physiologiques de manipulations expérimentales des voies de signalisation.
Le système explant rat lentille a été utilisé avec succès par un certain nombre de laboratoires pour étudier la différenciation terminale des cellules épithéliales du cristallin aux fibres optique 21,3,4,5. Lorsqu'ils sont exposés à FGF-2 au 100ng/ml les explants va commencer à montrer les changements dans la signalisation dans les minutes 6, avec des changements dans la morphologie et l'expression des gènes apparaissant séquentiellement sur plusieurs jours 3,4,5. Les cultures restent viables pendant 2-3 semaines, si on prend soin d'éviter toute contamination.
Les explants centrale décrite dans ce protocole sont particulièrement utiles pour l'étude de la séquence des événements associés à la différenciation, car ils contiennent peu ou pas de cellules qui expriment des marqueurs de différenciation, avant le FGF-2 est ajouté 1,5. Les cellules se différencient ensuite synchrone, comme une cohorte, ce qui permet de suivre l'évolution temporelle de la signalisation et les événements transcriptionnels associés à la différenciation. Explants de culture différentes longueurs de temps fournit donc des informations précises sur les événements temporels séquence. Des inhibiteurs spécifiques peuvent être ajoutés au milieu de culture afin d'identifier les voies de signalisation pertinente. Explants peuvent être utilisés pour analyser l'expression des protéines par électrophorèse sur gel SDS et immunoempreinte ou pour analyser l'expression des ARNm spécifiques par RT-PCR. Protéines rendements large de 20 à 50 mg / explant et le rendement en ARN est d'environ 200 à 600 ng / explant, selon la longueur de la période de culture. En général, nous constatons que 5-6 explants par boite fournira suffisamment de protéines ou d'ARN pour des essais de plusieurs années. ARN à partir d'explants peut également être utilisé pour préparer l'ADNc pour évaluer l'expression des gènes par l'analyse des microréseaux, qui permet d'identifier de nouveaux gènes qui peuvent être cruciaux pour la différenciation. Explants peuvent également être transfectées. Bien que l'efficacité de la transfection est généralement faible, il est suffisant pour le dosage de gènes rapporteurs 4, 7, 8. Immunofluorescence des explants fournit un complément utile à des méthodes biochimiques, en déterminant la localisation subcellulaire des protéines d'intérêt. Ainsi, la préparation et à la culture d'explants lentilles rat fournit un système puissant pour l'étude de différenciation terminale optique chez les mammifères, ce qui peut compléter des techniques in vivo, comme la génération de souris transgéniques et knock-out.
La préparation des explants épithéliales du cristallin a été adaptée à partir des méthodes origine dans le laboratoire du Dr John McAvoy 9. Ce travail est financé par le National Eye Institute, Programme de recherche intra-muros Z01-EY000238-22