שימוש בעציצים מעור העופות לחקר תבניות רקמות ואורגנוגנזה

התפתחות עור עובר העופות היא מודל מצוין לחקר מנגנוני המורפוגנזה בגלל הדפוסים השונים והנגישות למיקרו-כירורגיה ומניפולציה ^1,2. עם זאת, הערכת אירועים תאיים ומולקולריים ברקמות שלמות יכולה להיות קשה מכיוון שנוכחות של רקמות חיצוניות יכולה לסבך תצפיות מיקרוסקופיות. יתר על כן, היכולת לתמרן ביטוי גנים כדי לבחון את תפקידם במורפוגנזה של העור אינה תמיד משימה פשוטה. אנו מוצאים שאנו יכולים לבדוק תפקודי גנים באמצעות התמרה רטרו-ויראלית עם שיעור הצלחה גבוה יותר באמצעות מודלים של צמחי עור. כאן אנו דנים ביתרונות של שלושה מודלים explant העור שפותחו.

תרבית עור עופות עוברית היא מערכת רבת עוצמה להערכת התנהגות תאים, בקרת גנים ותפקוד במהלך התפתחות ניצני נוצות העור 3,4,5,6. הוא מאפשר להעריך את המנגנונים המולקולריים של התפתחות ניצני הנוצות באמצעות הוספה גלובלית של גורמי גדילה המוצבים במדיה התרבותית או שחרורם המקומי מחרוזים מצופים גורמי גדילה. ניתן גם לתפעל גנים רגולטוריים התפתחותיים באמצעות התמרה של גנים נגיפיים של צורות שליליות שלמות או דומיננטיות עבור מחקרים פונקציונליים המעריכים את תפקידם באירועים מורפוגנטיים ספציפיים ^7,8.

תרבית רקומבינציה אפיתל-מזנכימלית של עופות מאפשרת לחוקרים לקבוע את תרומתו של כל מרכיב עור בשלבים המוקדמים של מורפוגנזה של העור. השימוש של רולס בגישה זו גילה כי יחסי הגומלין בין המזנכימה והאפיתל חיוניים ליצירת נספחי עור⁹. המזנכימה יכולה ליצור עיבויים והאפיתל נחוץ כדי לגרום ולתחזק תצורות עיבוי מזנכימליות². מאוחר יותר, גישה זו שימשה כדי להעריך מדוע תרנגולות חסרות קשקשים אינן מצליחות ליצור נוצות. הפגם התגלה במזנכימה¹⁰. Dhouailly ביצע מחקרי רקומת רקמה אפיתל-מזנכימלית בעוברים ממינים שונים. מחקרים אלה סיפקו תובנות התפתחותיות ואבולוציוניות על תקשורת אפיתל-מזנכימלית המקדמת מורפוגנזה של העור³.

מחקר זה שימש להבנה טובה יותר של גורמים השולטים בצמיחת נוצות. השיטה גם משפרת את ההדמיה של אירועים תאיים ומולקולריים המעורבים בעיצוב העור המתרחשים במהלך ייזום נוצות, התפתחות והתארכות לאורך הציר הקדמי-אחורי. כאשר האפיתל מופרד מהמזנכימה ושני המרכיבים משולבים מחדש, אינטראקציות חדשות מבססות מחדש את דפוסי העור. גישה זו מאפשרת לנו להעריך אותות מעוררי מזנכימליה ומולקולות כשירות אפיתל המאפשרות לאפידרמיס להגיב לאותות המזנכימליים¹¹. ניתן לבחון גם את הביטוי המולקולרי העוקב במורד הזרם הדרוש להתפתחות ניצני נוצות וליצירת תבניות. מחקרים אלה קבעו כי מיקום הניצנים נשלט על ידי המזנכימה. סיבוב של אפיתל 90^o לפני recombination עם mesenchyme מדגים כי כיוון התארכות ניצן נוצה נשלט על ידי אפיתל. שיטה זו הייתה חיונית עבורנו כדי לחקור את המנגנון המולקולרי המווסת את כיוון ניצני הנוצות¹².

תרבית בנייה מחדש של עור העופות, שבה מזנכימה של העור מנותקת לתאים בודדים לפני ציפוי בצפיפות תאים גבוהה ומכוסה באפיתל שלם, מאפסת את תאי העור למצב קדמוני. לאחר מכן האקספלנט מתארגן בעצמו כדי ליצור תבנית מחזורית חדשה שאינה תלויה ברמזים הקודמים¹³. מודל זה של בנייה מחדש של העור יכול לשמש לחקר התהליכים הראשוניים של דפוס תקופתי נוצות. השתמשנו בגישה זו כדי לחקור כיצד אפנון היחס בין תאים מזנכימליים לחתיכה אחת של אפיתל יכול להשפיע על גודל או מספר ניצני נוצות. נמצא כי מספר הניצנים גדל, אך לא גודל הניצנים, ככל שהיחס בין התאים המזנכימליים גדל. יתרון נוסף לגישה זו הוא שהתמרה נגיפית של תאים מזנכימליים מראה יעילות גבוהה יותר מאשר בשני תנאי התרבית האחרים ויכולה לייצר פנוטיפים ברורים יותר.