L'épiderme embryonnaires d'embryons de drosophile au stade très tardif fournit un système in vivo pour l'analyse rapide de réponse ponction de la plaie et peuvent être combinés à des manipulations génétiques de micro-injection ou de traitements chimiques, pour faire avancer les études dans la cicatrisation des plaies pour la traduction dans les modèles de mammifères.
L'embryon de drosophile développe une couche épidermique robuste qui sert à la fois pour protéger les cellules internes d'un environnement externe exigeants ainsi que pour maintenir l'homéostasie cellulaire. Blessure de ponction avec des aiguilles de verre fournit une méthode directe pour déclencher une réponse rapide de la plaie de l'épiderme qui active la transcription, la plaie reporters qui peuvent être visualisées par un signal du gène rapporteur localisé dans les embryons ou les larves vivantes. Ponction ou laser blessure fournit également des signaux qui favorisent le recrutement des hémocytes au site de la plaie. Étonnamment, sévère (par et à travers) les blessures de ponction dans les embryons à un stade avancé perturbe que très rarement le développement embryonnaire normal, que plus de 90% de ces embryons blessés survivent à l'âge adulte lorsque les embryons sont injectés dans un milieu d'huile qui minimise les fuites immédiate de l'hémolymphe des sites de ponction . La procédure de la plaie exige de micromanipulation sur des embryons de drosophile, y compris l'alignement manuel des embryons sur agplaques d'ar et le transfert des embryons alignés sur des lames de microscope. Le dosage de la réponse épidermique de la plaie Drosophila fournit un système rapide pour tester les exigences génétiques d'une variété de fonctions biologiques qui favorisent la cicatrisation des plaies, ainsi que d'un moyen pour cribler des composés chimiques potentiels qui favorisent la cicatrisation des plaies. Le cycle de vie court et facile routine de culture font la drosophile un modèle de l'organisme puissant. Drosophila propre cicatrisation semble coordonner l'épiderme réponse régénérative, avec la réponse immunitaire innée, de façons qui sont encore à l'étude, qui fournit un excellent système pour trouver conservée réglementaire des mécanismes communs pour la drosophile et les mammifères épidermique blessures.
La manipulation d'embryons de Drosophila en utilisant une technique de micro-injection est un dosage bien établi 1. L'importance de la méthode épidermique plaie réponse rapporteuse est de combiner le protocole pour la perforation / une micro-injection avec les reporters fluorescents et de visualiser in vivo une réponse à une lésion de l'épiderme dans les embryons de Drosophila. Le but de cette méthode est de permettre à un plus large éventail de scientifiques à utiliser la drosophile comme un outil pour étudier les processus qui régulent la réponse transcriptionnelle des blessures épidermique de ponction. L'épiderme seule couche chez la drosophile fournit un système simple à étudier une réponse épidermique de la plaie après une blessure perforante 2. L'embryon de drosophile est un système de modèle robuste pour disséquer génétiquement les stades de la cicatrisation des plaies, y compris la réponse des plaies, l'inflammation et la réépithélialisation 3. C'est en partie parce que beaucoup ou la plupart des mutants zygotiques survivent à la fin de embryogenesest et de développer des barrières épidermiques, même si la structuration de développement va profondément mal. La caractérisation précédente d'un facteur de transcription tête bien conservée grenue (Grh), identifiés que les gènes Grh-cibles Dopa décarboxylase (DDC) et la tyrosine hydroxylase (exemple) sont la transcription activés autour des sites de lésion 4. Drosophile comme un organisme modèle pour la réponse de la plaie fournit une ligne complémentaire d'enquête pour faire progresser les études chez les mammifères cicatrisation 5. Des études ultérieures ont identifié des gènes supplémentaires induites par la plaie de drosophile et développé une «boîte à outils» de nombreux journalistes de la plaie fluorescents pour suivre in vivo épidermique réponse dans la plaie pour nettoyer blessant 6. Des rapports récents sur la réglementation de la guérison des plaies chez la drosophile ont porté sur le phénotype de fermeture de plaie, permettant la découverte de nombreuses voies de régulation la migration des cellules 7,8. Avec l'analyse de l'journalistes de la plaie fluorescentes, nos études ont identifié une nouvelle série de gènes nécessaires à l'expression localisée de l'épiderme inductibles par une blessure gènes 9. L'un des mérites de la méthode réaction à la blessure de journaliste, c'est que les résultats fournissent plus de perspicacité dans un mécanisme de comment les signaux sont transduction du site de la lésion aux cellules voisines. Cependant, un des inconvénients de la méthode réaction à la blessure de journaliste, c'est que les résultats ne renvoient directement à des phénotypes pas dans la guérison ou la cicatrisation des plaies. Utilisation plus large du protocole piqûre propre dans les écrans génétiques et chimiques permettra de nouveaux régulateurs de la réponse transcriptionnelle à épidermique blessant être identifiés et d'autres la traduction de cicatrisation des plaies découvertes dans les modèles de mammifères de traitements de blessures.
Une réponse de régulation transcriptionnelle immédiate aux signaux externes permet aux cellules de coordonner une réponse localisée à des stimuli extracellulaires, qui peuvent inclure le stress, les dommages, ou d'infection. Le contrôle abusif d'une réponse localisée peut avoir des effets néfastes sur les cellules voisines, ainsi que d'un gaspillage de ressources pour réparer le préjudice. L'embryon de drosophile est un excellent système pour mener des expériences de cicatrisation des plaies de base dans un à entretenir facile organisme modèle peu coûteux et. Le potentiel de collaborations entre la recherche dans d'autres organismes modèles et Drosophila offre une occasion unique d'explorer de nombreuses questions biologiques.
Une autre technique de reporters de la plaie est la combinaison génétique des mutants de milieux, en fournissant une méthode efficace pour tester la contribution de nouveaux gènes à l'activation de la voie de réponse épidermique de la plaie. Nous avons épidermiques journalistes transcription induite plaies avDISPONIBLES à la fois sur la 2 ème et 3 ème chromosomes 5. Dans cette étude, nous utilisons SAMU et des systèmes de GAL4 de la surexpression 16. Pour les études avec des allèles mutants létaux nous déterminons le fond génétique utilisant un chromosome d'équilibrage fluorescent, par exemple Kruppel-GFP 17. Nous avons analysé la localisation blessure de journaliste dans plusieurs fonds génétiques (tableau 1).
Une modification possible de la technique est de combiner la micro-injection et blessures. La micro-injection peut être utilisée pour introduire une solution chimique dans l'embryon. Plusieurs composés chimiques ont été testés et ont été trouvés à réglementer l'activité des journalistes épidermique de la plaie 9. Cette méthode de la blessure et la micro-injection simultanée peut être utile d'augmenter le nombre de cellules dans l'embryon de drosophile qui répondent un signal de la plaie et peut être directement utilisé pour surveiller les changements d'expression génique après la blessure 18. Une application future de la technique de micro-injection sera de tester de nouveaux produits chimiques pour la régulation de la réponse épidermique de la plaie.
Drosophile comme système modèle pour les études génétiques propose une large gamme de protocoles simples pour répondre efficacement à des questions complexes. Les récents rapports sur la faisabilité des techniques de Drosophila souligne l'utilisation de la migration des hémocytes 19 et l'infection de guêpe parasite 20 comme un moyen d'élargir encore davantage l'impact de la communauté de recherche drosophile. En plus des études de cicatrisation des plaies, la drosophile est un modèle classique pour la régénération avec le système de disque imaginai 21,22. Les progrès combinés à imaginaux études de régénération de disque et ponction / microinjection blessure fournit un excellent système pour découvrir les composants bien conservées de la réparation des tissus.
The authors have nothing to disclose.
Ce protocole a été élaboré en collaboration avec les anciens membres du laboratoire McGinnis, Kim A. Mace et Joseph C. Pearson. Nous remercions les efforts continus de la drosophile Stock Center Bloomington pour leur travail pour organiser et distribuer les stocks de valeur. Ce travail a été soutenu par un financement de la National Institutes of Health (R01 GM077197 et K12 GM68524) et la famille de Herbert Stern. MTJ est actuellement soutenu par Grant Nombre 5G12RR003060-26 du National Center for Research Resources et Grant Number 8G12MD7603-27 de l'Institut national sur la santé des minorités et les disparités en santé. Le contenu est exclusivement la responsabilité de leurs auteurs et ne représentent pas nécessairement les vues officielles de l'Institut national de la minorité de la santé et les disparités en santé ou les National Institutes of Health.
yeast | Sigma Aldrich | 51475 | |
apple juice | Generic | ||
agar | Fisher Scientific | 50-824-297 | |
bleach | Generic | ||
halocarbon oil, 700 W | Sigma Aldrich | H8898 | |
halocarbon oil, 27 W | Sigma Aldrich | H8773 | |
1-phenoxy-2-propanol | Sigma Aldrich | 484423 | |
hydrogen peroxide | Fisher Scientific | H324 | |
methyl-β-cyclodextrin | Sigma Aldrich | C4555 | |
toluidine blue | Sigma Aldrich | 89640 | |
formaldehyde, 16% | Polysciences, Inc | 18814-20 | toxic chemical |
heptane | Fisher Scientific | H360-1 | toxic chemical |
methanol | Fisher Scientific | A412-1 | toxic chemical |
10x PBS | Fisher Scientific | 50-899-90013 | |
0.5 M EGTA | Fisher Scientific | 50-255-956 | |
RNase free H2O | Fisher Scientific | BP2819-100 | |
Equipment | Company | Catalog Number | Comments |
Drosophila incubator | Genessee Scientific | 59-197 | |
fly cage | Genessee Scientific | 59-100 | |
embryo collection tube | Genessee Scientific | 46-101 | |
plastic Petri dish | Fisher Scientific | 50-202-037 | |
double-stick tape | Generic | ||
paintbrush | Generic | ||
dissection needle | Fisher Scientific | 08-965A | sharp object |
glass cover slip | Thermo Scientific | 3306 | sharp object |
microscope slide | Thermo Scientific | 4445 | sharp object |
dissecting microscope | Carl Zeiss | Stemi-2000 | |
capillary needle | FHC | 30-30-1 | sharp object |
needle puller | Narishige | PC10 | |
microinjection needle holder | Narishige | MINJ4 | |
micromanipulator | Narishige | MN151 | |
inverted microscope | Carl Zeiss | Primo-Vert | |
glass Petri dish | Fisher Scientific | 08-747A | sharp object |
glass Pasteur pipette | Fisher Scientific | 22-063-172 | sharp object |
transfer bulb | Fisher Scientific | 03-448-25 | |
Kimwipe | Fisher Scientific | 06-666A | |
scintillation vial | Fisher Scientific | 03-337-7 | sharp object |
orbital shaker | Fisher Scientific | 14-259-260 | |
1.5 ml tube | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
laser scanning confocal | Leica | SP2 | |
fixation solution | (5 ml) | ||
16% formaldehyde | 2.5 ml | toxic chemical | |
10x PBS | 0.5 ml | ||
0.5 M EGTA | 0.5 ml | ||
RNase free H2O | 1.5 ml | ||
Halocarbon oil mix | (10 ml) | ||
halocarbon oil, 700 W | 5 ml | ||
halocarbon oil, 27 W | 5 ml |