セル形状変化のイメージングと細胞運動で<em>ショウジョウバエ</emDEカドヘリンレポータートランスジェニックハエを使用>原腸陥入
Summary
Herein we describe a procedure to capture live images of Drosophila gastrulation. This has enabled us to better understand the apical constriction involved in early development and further analyze mechanisms governing cellular movements during tissue structure modification.
Abstract
原腸形成は、 ショウジョウバエのような多細胞動物の胚発生中に発生する形態学的に動的なイベントの最初のセットです。この形態学的変化はまた、間葉移行（EMT）に上皮として認識されています。 EMTの調節不全は、線維症および癌転移に関連しています。 EMTは、分子機構の数によって制御されることを出現の証拠があります。このように、頂端収縮を制御する多くの重要な遺伝子はまた、癌転移で観察されたEMTにおいて重要な要因であることが知られています。 ショウジョウバエの原腸形成の間にEMTのように、上皮細胞は、その形状を変更するように誘導することができ、様々な他の細胞型に向けて細胞の運命をリダイレクトするように再プログラムされます。ここでは、胚発生のこの段階の間に形態形成の細胞運動の開始と細胞運命の識別をアッセイするために、ショウジョウバエの原腸陥入の堅牢な撮像方法を提供します。この方法を使用して、我々は、cを識別しますエル原腸陥入時の再配列およびGFPを用いて、原腸陥入時の頂端収縮の重要性を実証するには、DEカドヘリンを標識しました。
Introduction
原腸形成は、 ショウジョウバエ 1,2などの多細胞動物の胚発生中に発生する形態学的に動的なイベントの最初のセットです。興味深いことに、証拠出現すると、このプロセスは、機械的および分子機構3との間の相互作用を介して調節されることを示唆しています。また、原腸形成において重要なプロセスである間葉移行（EMT）、上皮はまた、癌転移4-8、ヒト疾患過程に関与しています。このように、頂端収縮を制御する多くの遺伝子はまた、癌転移9で観察されたEMTにおいて重要な要因であることが知られています。このように、原腸陥入時の根尖狭窄は、前述の調節メカニズムを調査すると癌転移の我々の理解を高めるための優れたモデルです。この技術の利点は、我々はリアルタイムで原腸陥入時の細胞運動を観察することができ、したがって、私たちはなるということです原腸形成だけでなく、癌の転移に関与する遺伝子をスクリーニングすることができます。
比較的未知のが、細胞-細胞接着は、頂端狭窄1において中心的な役割を果たしていると考えられています。 ショウジョウバエの遺伝学は、規制分子メカニズムを探求する単一細胞レベルの研究に適しています。このモデルは、原腸陥入時の頂端収縮の重要性を明らかにすることが可能となります。また、この方法は、癌の転移に関与する遺伝子をスクリーニングするために使用することができます。 ショウジョウバエの原腸形成のライブ画像をキャプチャすること、さらに、より詳細に組織再編成を支配する分子メカニズムを理解することができました。ここで、我々はこれを達成するための簡単な方法の包括的な説明を提供します。
Protocol
Representative Results
Discussion
Although we have previously reported a similar procedure to capture live images of the gastrulation process in Drosophilla1, the method we describe here is detailed and easy to trace endogenous cadherin expression and thus is quite useful for genetic screening of key factors involved in gastrulation. To maximize success with this imaging procedure, it is essential to use an indented slide. Mechanical pressure sometimes causes embryonic death. Therefore, it is also important to handle the embryos as ge…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by the Astellas Foundation for Research on Metabolic Disorders (HT), Takeda Science Foundation (HT), and MEXT-Supported Program for the Strategic Research Foundation at Private Universities (HT).
Materials
| Halocarbon oil 700 | Sigma | MKBH 5726 | |
| Vacuum grease Silicone | Beckman | 335148 | |
| Glass coverslip | Matsunami glass | Thickness No1 | 24-36mm |
| Embryo stariner | Corning | Corning3477 | |
| Plastic Drosophilla Stock Bottles | Hitec | MKC-100 | |
| DE-Cadherin knock-in flies | REF (10) |
Riferimenti
- Haruta, T., Warrior, R., Yonemura, S., Oda, H. The proximal half of the Drosophila E-cadherin extracellular region is dispensable for many cadherin-dependent events but required for ventral furrow formation. Genes Cells. 15 (3), 193-208 (2010).
- Oda, H., Takeichi, M. Evolution: structural and functional diversity of cadherin at the adherens junction. J. Cell Biol. 193 (7), 1137-1146 (2011).
- Fernandez-Sanchez, M. E., Serman, F., Ahmadi, P., Farge, E. Mechanical induction in embryonic development and tumor growth integrative cues through molecular to multicellular interplay and evolutionary perspectives. Methods Cell Biol. 98, 295-321 (2010).
- Alderton, G. K. Metastasis: Epithelial to mesenchymal and back again. Nat. Rev. Cancer. 13 (1), 3 (2013).
- Fabregat, I., Malfettone, A., Soukupova, J. New Insights into the Crossroads between EMT and Stemness in the Context of Cancer. J. Clin. Med. 5 (3), (2016).
- Serrano-Gomez, S. J., Maziveyi, M., Alahari, S. K. Regulation of epithelial-mesenchymal transition through epigenetic and post-translational modifications. Mol. Cancer. 15, (2016).
- Yu, A. Q., Ding, Y., Li, C. L., Yang, Y., Yan, S. R., Li, D. S. TALEN-induced disruption of Nanog expression results in reduced proliferation, invasiveness and migration, increased chemosensitivity and reversal of EMT in HepG2 cells. Oncol. Rep. 35 (3), 1657-1663 (2016).
- Zheng, X., et al. Epithelial-to-mesenchymal transition is dispensable for metastasis but induces chemoresistance in pancreatic cancer. Nature. 527 (7579), 525-530 (2015).
- Kalluri, R., Weinberg, R. A. The basics of epithelial-mesenchymal transition. J. Clin. Invest. 119 (6), 1420-1428 (2009).
- Huang, J., Zhou, W., Dong, W., Watson, A. M., Hong, Y. Directed, efficient, and versatile modifications of the Drosophila genome by genomic engineering. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106 (20), 8284-8289 (2009).
