Summary

The Slice Kultur Metode for følgende utvikling av Tooth Germs I Eksplantering Kultur

Published: November 13, 2013
doi:

Summary

Her har vi detalj en metode for å kultur tann bakterier i kjeven skiver ved hjelp av en vev chopper. Denne metoden gir en unik tilgang til tannen under utvikling, og gir utmerket mulighet for manipulasjon og avstamning tracing, ikke tilgjengelig ved hjelp av mer tradisjonelle kultur metoder.

Abstract

Eksplantering kultur tillater manipulering av å utvikle organer på bestemte tidspunkter og er derfor en viktig metode for utviklingsbiologen. For mange organer er det vanskelig å få tilgang til utvikling av vev for å tillate overvåking under ex vivo kultur. Stykket kultur metoden gir tilgang til vev slik at morphogenetic bevegelser kan følges og spesifikke cellepopulasjoner kan være målrettet for manipulasjon eller avstamning sporing.

I denne artikkelen beskriver vi en metode for skive kultur som har vært svært vellykket for kultur av tann bakterier i en rekke arter. Metoden gir utmerket tilgang til tannen bakterier, som utvikler på et tilsvarende sats til den som ble observert in vivo, omgitt av de andre kjeve vev. Dette tillater vev interaksjoner mellom tannen og omgivende vev som skal overvåkes. Selv om dette dokumentet fokuserer på tann bakterier, kan den samme fremgangsmåte anvendes for å følge utviklingen av en rekkeav andre organer, som for eksempel spyttkjertler, Meckels brusk, nese kjertler, tunge og øre.

Introduction

For en rekke eksperimenter er det viktig å være i stand til kultur vev ex vivo for å følge utviklingen. Dyrkning av utvikling av vev gir tilgang ved definerte perioder med utvikling og tillater manipulasjon av genene ved tilsetning av faktorer til kulturmediet eller på lastet perler og ved bruk av transfeksjon og elektroporering 1.. For mange eksperimenter er det viktig å være i stand til å visualisere vevet som det vokser, for eksempel, for å følge skjebnen til lineage merkede celler som vevet gjennomgår morphogenesis. Dette kan være spesielt problematisk for vev som utvikler seg dypt inne i embryo, som ikke er åpenbare når en blokk av vev fra embryo dyrkes. Tennene er gode eksempler på dette, som de utvikler i kjeven, overkjeve og frontal nasal prosessen. Når hele kjeven blir dyrket overfladiske strukturer av tannen kan sees, men forandringer i morfologi kan bare analyseres etter snitting av fast vev <sopp> to. Vi har tilpasset en live skive kultur teknikken tillater oss å følge tann bakterie utvikling og gi tilgang til de ulike deler av tannen under utvikling. Teknikken kulturer tann bakterie skiver på gass-væske-grensesnittet, ved hjelp av en modifisert Trowell metode tre. Disse skive kulturer har vært svært nyttig i direkte følge morfogenese av tannen, og slik avstamning sporing av forskjellige komponenter, for eksempel emalje knute og tann papilla og hårsekken 1,4-7. Teknikken er ikke begrenset til museembryoer og har med hell blitt brukt til kultur live-skiver av gris og slange dental vev 8,9. I tillegg til fordelen ved å være i stand til å visualisere tannutvikling, har den skive-metoden har også den fordel at de tynne skiver av vev har økt tilgang på næringsstoffer fra mediet og luft fra inkubatoren. Dette resulterer i forbedret vekst av tann bakterier, som svarer til utvikling av in vivo, og viser invasion av endotelceller i papilla 7.. I motsetning til dette tann bakteriene i hele kjevebenet kulturer utvikle langsommere enn de som er in vivo, og sentrum av kulturen er ofte nekrotisk i langtidskulturer. I skive kultur, utvikler tannen i løpet av en skive i kjeven, og dets interaksjon med det omgivende ben, og utvikling av andre vev kan overvåkes. I vår metode vevet er hakket rett etter disseksjon uten behov for å bygge inn i en støtte medium 10,11 og ikke behov for noen system for å feste vevet til hoggestabben. Fremgangsmåten er derfor ikke-invasiv og hurtig, slik at mange kjever for å bli delt i en sesjon.

Protocol

En. Set Up Skjerp instrumentene disseksjon (ved hjelp av en skjerping stein smurt med mineralolje) og sterilisere før bruk for orgel kultur ved hjelp av en 70% etanol spray og tørr-varme sterilisering. Skjerpe disseksjon nåler ved hjelp av elektrolyse i 2 M natriumhydroksid ved hjelp av en 12 V-forsyningen. Forbered kultur medium som brukes for disseksjon og kultur av embryonale organer, som består av Advanced Dulbeccos Modified Eagle Medium F12 (DMEM F12) supplert med 1% Glutamax og 1% penicill…

Representative Results

For å følge bevegelsen av den første molar tann hårsekken, ble 250 mikrometer frontale snitt tatt gjennom en underkjeve med metoden som er beskrevet ovenfor. Tann follicle er laget av mesenchyme som omgir den ytre emalje epitel (OEE) av den tredje tann, og har tidligere blitt vist å ta del i dannelsen av vev av periodontium 6.. Kjever ble dissekert ved E14.5, hetten stadium av tannutvikling. I stykket omrisset av tann epitel var klar, og den kondenserende tann mesenchyme kan bli identifisert som en mørk…

Discussion

Denne metoden for tannkulturen har den fordel at tilgang til tannen bakterie er utmerket, slik at nøyaktig avstamning oppsporing og plassering av perler i epitelet, eller mesenchyme. Definerte regioner i utviklings tann bakterie kan derfor være spesielt målrettet. Under kultur skiftende morfologi av tannen bakterie kan følges, og effekten av manipulasjoner raskt vurderes.

Fremgangsmåten er imidlertid bare egnet for små tann bakterier før vesentlig dannelse av hardt vev, for eksempel d…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Sarah A. Alfaqeeh er finansiert av Kind Saud University School of Dentistry, Ministry of Higher Education, Kingdom of Saudi Arabia.

Materials

Name of Reagent/Material Company Catalog Number Comments
Ethanol VWR 101077Y 100% ethanol was diluted in distilled H2O to 70%.
DMEM F12 Gibco 12634-010 Advanced Dulbecco's Modified Eagle Medium F12
GlutaMAX Gibco 35050-061
Invitrogen
Penicillin-streptomycin Sigma P0781
DiI (Molecular probes) Vybrant V-22885 Cell-labeling solution
Invitrogen Cell tracker CM-DiI, C-7000
DiO (Molecular probes) Vybrant V22886
Invitrogen
Geminator 500 Thomas Thomas No. 3885A20 Dry-heat sterilization
McIlwain tissue chopper Ted Pella, Inc. 10180 Standard table
Organ culture dish (Center-Well Organ Culture Dish) Falcon 353037
Membranes (Cell Culture Inserts, 0.4 μm pore size) BD Falcon 353090 PET track-etched membrane, 6-well format
Metal grids (Stainless Steel – AISI 304 – Mesh) Goodfellow FE228710 (Fe/Cr18/Ni10)
AutoFlow Direct Heat CO2 Incubator Nuaire NU-5500
Picospritzer III Intracel Ltd 051-0500-900 0-100 psi Single channel picospritzer III
Glass capillary with filament 1 mm WPI TW100F-4
Tungsten wire 0.1 mm Goodfellow W005138
Tungsten wire 0.38 mm Goodfellow W005155
Aspirator tubes Sigma A5177 Used for mouth aspiration lineage tracers

Riferimenti

  1. Rothova, M., Peterkova, R., Tucker, A. S. Fate map of the dental mesenchyme: dynamic development of the dental papilla and follicle. Developmental biology. 366, 244-254 (2012).
  2. Ferguson, C. A., et al. Activin is an essential early mesenchymal signal in tooth development that is required for patterning of the murine dentition. Genes & development. 12, 2636-2649 (1998).
  3. Trowell, O. A. The culture of mature organs in a synthetic medium. Experimental cell research. 16, 118-147 (1959).
  4. Matalova, E., Antonarakis, G. S., Sharpe, P. T., Tucker, A. S. Cell lineage of primary and secondary enamel knots. Developmental dynamics : an official publication of the American Association of Anatomists. 233, 754-759 (2005).
  5. Mitsiadis, T. A., Tucker, A. S., De Bari, C., Cobourne, M. T., Rice, D. P. A regulatory relationship between Tbx1 and FGF signaling during tooth morphogenesis and ameloblast lineage determination. Developmental biology. 320, 39-48 (2008).
  6. Diep, L., Matalova, E., Mitsiadis, T. A., Tucker, A. S. Contribution of the tooth bud mesenchyme to alveolar bone. Journal of experimental zoology. Part B, Molecular. 312B, 510-517 (2009).
  7. Rothova, M., Feng, J., Sharpe, P. T., Peterkova, R., Tucker, A. S. Contribution of mesoderm to the developing dental papilla. The International journal of developmental biology. 55, 59-64 (2011).
  8. Buchtova, M., et al. Initiation and patterning of the snake dentition are dependent on Sonic hedgehog signaling. Developmental biology. 319, 132-145 (2008).
  9. Buchtova, M., Stembirek, J., Glocova, K., Matalova, E., Tucker, A. S. Early regression of the dental lamina underlies the development of diphyodont dentitions. Journal of dental research. 91, 491-498 (2012).
  10. Cho, S. W., et al. The primary enamel knot determines the position of the first buccal cusp in developing mice molars. Differentiation; research in biological diversity. 75, 441-451 (2007).
  11. Sakano, M., et al. Cell dynamics in cervical loop epithelium during transition from crown to root: implications for Hertwig’s epithelial root sheath formation. Journal of periodontal research. , (2012).
  12. Fisher, A. R. Morphological development in vitro of the whole and halved lower molar tooth germ of the mouse. Archives of oral biology. 16, 1481-1496 (1971).
  13. Coin, R., Schmitt, R., Lesot, H., Vonesch, J. L., Ruch, J. V. Regeneration of halved embryonic lower first mouse molars: correlation with the distribution pattern of non dividing IDE cells, the putative organizers of morphogenetic units, the cusps. The International journal of developmental biology. 44, 289-295 (2000).
  14. Kavanagh, K. D., Evans, A. R., Jernvall, J. Predicting evolutionary patterns of mammalian teeth from development. Nature. 449, 427-432 (2007).
  15. Munne, P. M., Tummers, M., Jarvinen, E., Thesleff, I., Jernvall, J. Tinkering with the inductive mesenchyme: Sostdc1 uncovers the role of dental mesenchyme in limiting tooth induction. Development. 136, 393-402 (2009).

Play Video

Citazione di questo articolo
Alfaqeeh, S. A., Tucker, A. S. The Slice Culture Method for Following Development of Tooth Germs In Explant Culture. J. Vis. Exp. (81), e50824, doi:10.3791/50824 (2013).

View Video