集団運動属性を解析するためのマウス胚性口蓋前葉細胞の単離とタイムラプスイメージング

口蓋の発達は、口蓋形成の欠陥が口蓋裂につながり、単離した症例で起こる一般的な出生時欠損、または何百もの症候群^1,2の一部として広範囲に研究されてきた。胚性口蓋の発達は、胚組織の移動および融合を伴う動的プロセスである。このプロセスは、口蓋棚の1)誘導、2)舌の隣の口蓋棚の垂直成長、舌の上の口蓋棚の3)上昇、および4)正中線^1、3、4における口蓋棚の融合の4つの主要なステップに分けることができる。過去数十年にわたり、多くのマウス変異体が口蓋裂^{5、6、7、8}を明らかに同定されてきた。これらのモデルの特徴は、口蓋棚誘導、増殖、および融合ステップにおける欠陥を示している。しかし、口蓋棚の標高欠陥はまれであった。したがって、口蓋棚の上昇のダイナミクスを理解することは、興味深い研究分野です。

口蓋棚の標高欠陥を有するいくつかのマウス変異体の慎重な分析は、口蓋棚の非常に前部領域が反転するように見えるが、口蓋棚の垂直から水平移動または「リモデリング」が口蓋^1、3、4の後部領域に起こることを示す現在のモデルにつながっている^{。 9、10、11。}口蓋棚の内側縁上皮は、この改造に必要なシグナリングを開始する可能性が高く、口蓋棚間葉によって駆動される。最近、多くの研究者は、口蓋棚^12,13を含む一過性の経口接着を示すマウスモデルにおける口蓋棚の上昇遅延を同定した。間葉性のリモデリングは、細胞の再編成を伴い、水平方向に膨らみを作り出し、同時に口蓋棚を垂直方向^9、10、14に引き込^む。口蓋棚の上昇および基礎間葉リモデリングに影響を与えるために提案されたいくつかのメカニズムの中には、細胞増殖^{15、16、17、}化学戦術勾配^18、および細胞外マトリックス成分^19、20がある。重要な疑問が生じた:Specc1l-欠損マウスで観察された口蓋棚の標高遅延も、口蓋棚の改造の欠陥も一因であり、この改修欠陥は、原発MEPM細胞²¹の挙動における本質的な欠陥に現れる可能性がありますか?

原発性MEPM細胞は、遺伝子発現^{22、23、24、25、26、27、28、29、}および増殖を伴ういくつかの研究のために頭蓋顔面分野で使用されてきた^30、31、32 を使用しますが、集合的な細胞行動分析には何もありません。MEPM細胞のタイムラプスイメージングを2D培養および創傷修復アッセイで行い、MEPM細胞が集団運動²¹の指向性運動および形成された密度依存性細胞ストリーム属性を示すことを示した。さらに、Specc1l変異細胞は、より狭い細胞ストリームを形成し、高可変細胞移動軌跡を示した。この協調運動性の欠如は、Specc1l変異胚^13,21における口蓋上昇遅延に寄与すると考えられる。したがって、原発性MEPM細胞を用いたこれらの比較的単純なアッセイは、口蓋棚の上昇時に間葉リモデリングを研究するための代理として機能し得る。本論文では、2Dおよび創傷修復アッセイの経時経過イメージングと分析に加えて、一次MEPM細胞の単離と培養について述べている。