Un ratón fetal Modelo de la piel de la reparación de heridas sin cicatrices
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
Heridas en la piel fetales curan rápidamente y scarlessly hasta finales de la gestación 1. La reparación de heridas sin cicatrices fetal se caracteriza por la regeneración de la arquitectura del tejido normal y la función. La transición de una cicatriz de fenotipo cicatrización se produce en el tercer trimestre del embarazo en los seres humanos y en todo el día embrionario 18 (E18) en ratones 2,3. En comparación con los adultos, la reparación de heridas fetal se caracteriza por una rápida epitelización, la deposición de tejido conectivo, y la migración de fibroblastos.
Muchos estudios han ofrecido posibles explicaciones para el fenómeno de la cicatrización de heridas sin cicatrices durante el desarrollo fetal temprana. La inflamación es un componente fundamental de la reparación de heridas de adultos; Sin embargo, las heridas fetales se caracterizan por una falta de inflamación aguda 4. Si esto es una consecuencia de la inmadurez funcional del sistema inmune durante las etapas fetal permanece poco clara. Un estudio reciente sugiere que las diferencias en la abundancia, esteraureza, y la función de los mastocitos en E15 E18 vs. piel fetal pueden ser responsables de la transición de un fenotipo sin cicatrices, al menos en el ratón 3. Otros estudios postulan que las diferencias en las propiedades y la abundancia de macrófagos heridas fetales y adultos son responsables de la reforma de la matriz extracelular normal (ECM) para la reparación de la herida fetal al 5.
Las diferencias en los factores ambientales durante el desarrollo fetal y adulto también pueden afectar a la reparación de heridas. Longaker y sus colegas mostraron que el fluido de la herida del feto posee altos niveles de actividad estimulante de ácido hialurónico en comparación con ninguno de heridas en adultos fluido 6. En consecuencia, los niveles más altos de ácido hialurónico, un glicosaminoglicano que promueve un microambiente favorable para la motilidad celular y la proliferación, en el entorno de la herida fetal puede ser responsable del fenotipo sin cicatrices visto durante el desarrollo fetal temprana. Otras líneas de evidencia apuntan al hecho de que el queso fetaambiente l herida es relativamente hipoxémica y sumergido en el líquido amniótico estéril rico en factores de crecimiento 7. Sin embargo, hay una respuesta definitiva se ha previsto un evento crítico o factor durante la embriogénesis que desencadena la transición de la regeneración de cicatrices de reparación fibrótica.
La comprensión de los mecanismos responsables de la curación sin cicatrices en el feto requiere un modelo preciso y reproducible. A continuación te detallamos un modelo reproducible de fetal sin cicatrices cicatrización de heridas en el dorso de E16.5 (cicatrices) y embriones E18.5 (cicatrización) del ratón. Además, pequeñas variaciones de este modelo se pueden utilizar para realizar una serie de estudios adicionales, como el análisis de la expresión génica de las heridas fetales y 8,9 piel. Dado que los embarazos precisamente cronometrados son críticos para la recapitulación con éxito de este modelo de curación sin cicatrices de heridas fetal, también detalle nuestro protocolo de superovulación cronometrado embarazos.
Protocol
Representative Results
Discussion
El protocolo quirúrgico se presenta aquí se describe un modelo de escisión de la curación sin cicatrices fetal murino publicado por primera vez en 2006 por nuestro laboratorio 10. Además de otros modelos establecidos de la herida excisional 11, existen modelos de incisión de la curación sin cicatrices fetal murino, así 12,13. Las investigaciones de la cicatrización de heridas sin cicatrices fetal en el mono, cordero, conejo, tlacuache, y la rata se han reportado 14-17.</sup…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado en parte por una subvención del NIH subvención R01 GM087609 (a HPL), un regalo de Ingrid Lai y Bill Shu en honor a Anthony Shu (a HPL), NIH U01 subvención HL099776 (a MTL), el Laboratorio de Hagey Pediátrica Medicina Regenerativa y La Fundación Oak (a MTL y HPL). GGW recibió el apoyo de la Escuela de Medicina de Stanford, el Programa de Capacitación de Stanford Medical Scientist, y GM07365 beca de formación NIGMS. MSH fue apoyada por el CIRM Clinical Fellow Formación Subvención TG2-01159. De WXH fue apoyado por fondos de la Fundación Cardiovascular Sarnoff.
Materials
| 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 |
Riferimenti
- Larson, B. J., Longaker, M. T., Lorenz, H. P. Scarless fetal wound healing: a basic science review. Plastic and reconstructive surgery. 126, 1172-1180 (2010).
- Wilgus, T. A. Regenerative healing in fetal skin: a review of the literature. Ostomy/wound management. 53, 16-31 (2007).
- Wulff, B. C., et al. Mast cells contribute to scar formation during fetal wound healing. The Journal of investigative dermatology. 132, 458-465 (2012).
- Lorenz, H. P., Adzick, N. S. Scarless skin wound repair in the fetus. The Western journal of medicine. 159, 350-355 (1993).
- Longaker, M. T., et al. Wound healing in the fetus. Possible role for inflammatory macrophages and transforming growth factor-beta isoforms. Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 2, 104-112 (1994).
- Longaker, M. T., et al. Studies in fetal wound healing. IV. Hyaluronic acid-stimulating activity distinguishes fetal wound fluid from adult wound fluid. Annals of surgery. 210, 667-672 (1989).
- Colombo, J. A., Napp, M., Depaoli, J. R., Puissant, V. Trophic influences of human and rat amniotic fluid on neural tube-derived rat fetal cells. International journal of developmental neuroscience : the official journal of the International Society for Developmental Neuroscience. 11, 347-355 (1993).
- Colwell, A. S., Longaker, M. T., Peter Lorenz, H. Identification of differentially regulated genes in fetal wounds during regenerative repair. Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 16, 450-459 (2008).
- Hu, M. S., et al. Gene expression in fetal murine keratinocytes and fibroblasts. The Journal of surgical research. , (2014).
- Colwell, A. S., Krummel, T. M., Longaker, M. T., Lorenz, H. P. An in vivo mouse excisional wound model of scarless healing. Plastic and reconstructive surgery. 117, 2292-2296 (2006).
- Wilgus, T. A., et al. The impact of cyclooxygenase-2 mediated inflammation on scarless fetal wound healing. The American journal of pathology. 165, 753-761 (2004).
- Iocono, J. A., Ehrlich, H. P., Keefer, K. A., Krummel, T. M. Hyaluronan induces scarless repair in mouse limb organ culture. Journal of pediatric surgery. 33, 564-567 (1998).
- Chopra, V., Blewett, C. J., Krummel, T. M. Transition from fetal to adult repair occurring in mouse forelimbs maintained in organ culture. Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 5, 47-51 (1997).
- Adzick, N. S., Longaker, M. T. Animal models for the study of fetal tissue repair. The Journal of surgical research. 5, 47-51 (1991).
- Block, M. Wound healing in the new-born opossum (Didelphis virginianam). Nature. 187, 340-341 (1960).
- Longaker, M. T., Dodson, T. B., Kaban, L. B. A rabbit model for fetal cleft lip repair. Journal of oral and maxillofacial surgery : official journal of the American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons. 48, 714-719 (1990).
- Longaker, M. T., et al. A model for fetal cleft lip repair in lambs. Plastic and reconstructive surgery. 90, 750-756 (1992).
