During mammalian development, early gestational skin wounds heal without a scar. Here we detail a reliable and reproducible model of fetal scarless wound healing in the cutaneous dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.
Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs across species but is age dependent. The transition from a scarless to scarring phenotype occurs in the third trimester of pregnancy in humans and around embryonic day 18 (E18) in mice. However, this varies with the size of the wound with larger defects generating a scar at an earlier gestational age. The emergence of lineage tracing and other genetic tools in the mouse has opened promising new avenues for investigation of fetal scarless wound healing. However, given the inherently high rates of morbidity and premature uterine contraction associated with fetal surgery, investigations of fetal scarless wound healing in vivo require a precise and reproducible surgical model. Here we detail a reliable model of fetal scarless wound healing in the dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.
Føtal hud sår heler hurtigt, og scarlessly indtil sent i drægtighedsperioden 1. Føtal scarless sårheling er kendetegnet ved regenerering af normalt væv arkitektur og funktion. Overgangen fra en scarless til ardannelse fænotype forekommer i tredje trimester af graviditeten hos mennesker og omkring fosterdag 18 (E18) i mus 2,3. I forhold til voksne, er føtal sår reparation præget af hurtig epitelialisering, bindevæv aflejring, og fibroblast migration.
Mange undersøgelser har tilbudt mulige forklaringer på fænomenet scarless sårheling i den tidlige fosterudvikling. Inflammation er et grundlæggende element i voksne sår reparation; imidlertid føtale sår er kendetegnet ved en mangel på akut inflammation 4. Hvorvidt dette er en følge af den funktionelle umodenhed af immunsystemet under føtale stadier forbliver uklar. En nylig undersøgelse foreslog, at forskelle i overflod, maturity, og funktion af mastceller i E15 vs E18 føtal hud kan være ansvarlig for overgangen fra en scarless fænotype, i hvert fald i musen 3. Andre undersøgelser postulere, at forskelle i egenskaber og overflod af føtale og voksne sår makrofager er ansvarlige for reformation af normal ekstracellulær matrix (ECM) under føtal sårheling 5.
Forskelle i miljøfaktorer under føtal og voksen udvikling kan også påvirke sårheling. Longaker og kolleger har vist, at sårvæske fra fosteret besidder høje niveauer af hyaluronsyre-stimulerende aktivitet sammenlignet med ingen i voksen sårvæske 6. Følgelig kan højere niveauer af hyaluronsyre, en glycosaminoglycan, der fremmer en mikromiljø befordrende for cellemotilitet og proliferation i den føtale sårmiljø ansvarlig for scarless fænotype set i den tidlige fosterudvikling. Andre linjer af beviser peger på, at fetal sårmiljø er relativt hypoxemiske og nedsænket i steril fostervand rig på vækstfaktorer 7. Der er dog ikke endeligt svar er givet for en kritisk begivenhed eller faktor under embryogenese, der udløser overgangen fra scarless regenerering til fibrotisk reparation.
Forstå de mekanismer ansvarlige for scarless helbredelse i fosteret kræver en præcis og reproducerbar model. Her har vi detaljeret en reproducerbar model af føtalt scarless sårheling i dorsum E16.5 (scarless) og E18.5 (ardannelse) museembryoer. Derudover kan mindre ændringer af denne model anvendes til at udføre en række yderligere undersøgelser, såsom genekspression analyse af føtale sår og hud 8,9. Da netop timede graviditeter er afgørende for en vellykket sammenfatning af denne føtal scarless sårheling model, vi også detaljer vores protokol for superovulation timed graviditeter.
Den kirurgiske protokol præsenteres her beskriver en excisional model af føtalt murine scarless healing først udgivet i 2006 af vores laboratorium 10. Ud over andre etablerede modeller af excisional såret 11, incisional modeller af føtal murine scarless healing eksisterer så godt 12,13. Undersøgelser af føtal scarless sårheling hos aber, lam, kanin, opossum, og rotte er rapporteret 14-17. Dog udgør mus en ideel model for at udforske føtal scarless sårheling på gru…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev støttet delvist af en bevilling fra NIH tilskud R01 GM087609 (til HPL), en gave fra Ingrid Lai og Bill Shu ære for Anthony Shu (til HPL), NIH tilskud U01 HL099776 (til MTL), den Hagey Laboratorium for Pediatric regenerativ medicin og The Oak Foundation (til MTL og HPL). GGW blev støttet af Stanford School of Medicine, Stanford Medical Scientist Training Program, og NIGMS træning tilskud GM07365. MSH blev støttet af CIRM Clinical Fellow Training Grant TG2-01159. BxH blev støttet af midler fra Sarnoff Cardiovascular Foundation.
Name of Material/Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
7-O MONOSOF Suture | eSuture | SN-1647G | |
Surgical Forceps | Kent Scientific | INS650916 | |
Micro-scissors | Kent Scientific | INS600127 | |
Autoclip 9mm | Texas Scientific Instruments | 205060 | |
Insulin Syringe | Thermo Fisher Scientific | 22-272-382 | |
Black Pigment | AIMS | 242 | |
BD Safety-Lok 3ml Syringe | BD Biosciences | 309596 | |
Phosphate Buffered Saline | Life Technologies | 10010-049 | |
OPMI-MD Surgical Microscope | Carl Zeiss Surgical Inc | ||
Pregnant Mares Serum (PMS) | Millipore | 367222 | |
Human Chorionic Gonadotropin (HCG) | Sigma-Aldrich | CG10 | |
Povidone Iodine Prep Solution | Dynarex | 1415 | |
Nair (depilatory cream) | Church and Dwight Co. | 22600267058 |