マウス胚における初期心臓前駆細胞のライブイメージング

心臓は胚形成の初期に形成され、胚全体に栄養素を送り込み始めますが、発達を続けます¹。マウス胚では、原腸形成の開始から1日半後、初歩的な心臓器官が前極^2,3に集合する。初期ストリーク(ES)段階までに、エピブラストの心臓前駆細胞は原始ストリークを通って新生中胚葉層^4,5,6に侵入し、前極に移動し始め、そこで分化して原始心臓管を形成します。このプロセスを通して、初期の心臓前駆細胞は、遊走に加えて、細胞の再編成、形状転換、および分化を経験します⁷(図1)。

初期の心臓前駆細胞は、機能的な器官を同時に分化および構築する驚くべき能力により、ほぼ1世紀にわたって研究者を魅了してきました。過去20年間、クローン解析と条件付きノックアウトモデルは、初期の心臓発達が非常に動的なプロセスに異なる細胞源を関与させることを示しました^8,9,10。しかし、原始的な心臓管の3D構造とその形態形成の動的な性質は、研究を困難にし(図1)、その完全な複雑さを理解するにはほど遠い¹¹。

これらの動的な細胞プロセスを研究するために、ライブイメージング法は現在、前例のない詳細を提供します⁷、^12、13、14。マウスモデルでは、静的解析では対処が困難な発達トピックを調査するためのライブアプローチが鍵となっています^7,13,15。長期間の生体外培養と堅牢な顕微鏡セットアップは急速に進歩していますが^16,17、生きた胚のイメージングを成功させる専門知識を持っている研究者はほとんどいません。紙ベースの出版物は、ライブイメージング実験を再現するのに十分な技術的詳細を提供しますが、視覚的な例やピアツーピアの支援がなければ、一部のスキルやトリックを把握することは困難です。この学習プロセスを加速し、ラボ間でライブイメージングの使用を広めるために、原腸マウス胚でライブイメージングを実行するために必要なスキルを収集するビデオプロトコル(図2)を組み立てました。

図1:原腸形成の開始から原始的な心臓管形成前の段階までのマウス胚における心臓前駆細胞の早期分化。 心臓前駆細胞は原腸形成の開始直後に中胚葉に侵入し、胚の反対側に移動する。形態学的および胚の日(E)段階は、図の上に書かれています。破線の矢印は、原腸形成中の原始心臓管前駆細胞の移行軌跡を示しています。この図は¹¹から適応されました。略語:ES =初期のストリーク。MS =ミドルストリーク;EHF = 初期のヘッドフォールド。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:初期心臓前駆細胞のライブイメージングのワークフロー図。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。