プパル期のショウジョウバエ上皮の組織オリエンテーションと成長ダイナミクスのイメージングと解析

その役割を達成するために、上皮組織は細胞成分の空間的組織に完全に依存している。ほとんどの上皮では、細胞は正確な石畳層を作り出すために互いに詰め合われているだけでなく、身体の軸に対して自分自身を向いています。

正確な組織組織の機能的重要性は、脊椎動物の内耳や陰部などの感覚上皮において明らかである。最初のケースでは、ヘアセルと支持セルは特定の軸方向に整列し、音や動き^11、22などの機械的入力を効率的に感知します。同様に、感光体細胞空間組織は、レチナ³による最適な光学特性を達成するために不可欠である。細胞の位置と向きの空間的制御は、したがって、適切な生理機能のための特に関連性のである。

ショウジョウバエは、変態を通じて幼虫の体構造の完全な変換を受け、その成体組織を生み出す正形虫である。ショウジョウバエプは、発達細胞遊走^4、細胞分裂および成長ダイナミクス^5、筋収縮^6、細胞死^7、創傷修復^8、および細胞配向⁹を含む様々な動的事象の非侵襲的なライブイメージングのための優れたモデルである。成体ショウジョウバエでは、外的上皮は高度な秩序を示す。これは、毛状突起(すなわち、単一の上皮細胞から生じる細胞突起)およびハエの体表面¹⁰の上の感覚毛の配置に容易に観察される。実際、毛状突起は、空気流¹¹を導く平行な行に整列されている。成体上皮の形態形成と個々の細胞の秩序ある配置は、胚発生の間に始まり、プパル段階で最高潮に達する。胚細胞分裂、インターカレーション、および形状変化はすべて組織オーダー^12、13を減少させるが^、13これは発達の後期段階で、特に子犬の段階では、フライが成熟期⁹に近づくと戻される。

不移動性ショウジョウバの子犬は、細胞の形状および向きの変化を評価するのに理想的なシステムを提供する。パパル腹部表皮は特別な利点を提示する。成人頭部、胸郭、生殖器、および付属物の前駆体が成長し、幼虫段階からパターン化される一方で、幼虫表皮に統合されたヒストラストは、子犬¹⁴時にのみ成長し、分化し始める。この機能は、組織の秩序の確立に関与するすべての時空間的事象を完全に追跡することを可能に^{する 9}.

ヒストブラストは、各推定腹部セグメントの対側位置で胚発生中に指定される。成人の背部腹部表皮は、前部および後部区画^15,16,16に存在する背部位置ヒストブラスト巣に由来する。ヒスト芽細胞が拡大するにつれて、幼虫上皮細胞(LED)を置き換えると、反側の巣は、コンフルエントシート^{17、18、19、20,19,}を形成する背側中線で融合する。^17,20

この研究は、1)ショウジョウバエの解剖、取り付け、および長期ライブイメージングのための方法論、および2)高い時空間分解能における細胞の向きおよび成長のダイナミクスを研究する分析方法を説明する。ここでは、初期の子犬の準備(すなわち、ステージングおよびイメージング)から方向性および方向の特徴の抽出および定量化に必要なすべてのステップをカバーする詳細なプロトコルが提供されています。また、細胞クローンの解析から局所組織特性を推測する方法についても述べている。記載されているすべてのステップは、最小限の侵襲的であり、長期的なライブ分析を可能にします。ここで説明する方法は、容易に適応し、他の発達段階、組織、またはモデル生物に適用することができる。