Diseksiyon ve Explant kültür Allantoic eki Vitro analizi için fare Allantois ve
Summary
Biz bir vitro tahlil modeli chorioallantoic ekte, plasenta oluşumu ilk adımda açıklanmaktadır. Protokol immobilize α4β1 Integra üzerinde fare allantoides diseksiyon ve explant kültür gösterir. Allantois ek olarak önceden belirlenmiş zaman noktalarda değerlendirilir.
Abstract
Plasenta büyüme ve memeli embriyo gelişimi için önemlidir. Bu nedenle, çok sayıda genetik değişiklikler ve plasenta geliştirme veya işlev rahatsız büyük olasılıkla aynı zamanda çevre hakaret erken gebelik kaybı fareler ve insanlar neden olabilir. Yine de, basit vitro deneyleri plasenta oluşumu üzerindeki olası etkileri için ekran için eksik vardır. Burada, allantois ekin için koryon oluşur plasenta oluşumu ilk ve önemli adımda modelleme ele. Biz hızla allantoic explants chorio mimetic substrat hizmet vermektedir immobilize α4β1 Integra üzerinde eki değerlendirmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu vitro yaklaşım eki ve birden çok allantois explants farklı ardışık zaman noktalarda davranışını yayılan nitel bir değerlendirme sağlar. Protokol hedeflenen fare mutasyonlar, uyuşturucu veya gebelik komplikasyonları veya fetal kayıp allantois eki ex vivoolarak bağlı çeşitli çevresel faktörlerin etkisini araştırmak için kullanılır.
Introduction
Plasenta embriyonik gelişim ve rahim ortamı için vazgeçilmezdir. Endokrin ve bağışıklık organ oksijen, metaboliti ve maternal ve fetal dolaşım ve ayrıca işlevleri arasında besin alışverişini arabirimdeki oluşturmaktadır. Plasental geliştirme bozar endojen veya eksojen hakaret intrauterin büyüme geriliği, gebelik kaybı veya gebelik komplikasyonları, fareler ve insanlar1yol açabilir. Anormal plasental Fizyoloji neden hedeflenen fare mutasyonlar sayısı ile şu anda fare genom Bilişim (MGI) Web sitesinde listelenen 219 genotip2, artmaya devam ederken (http://www.informatics.jax.org/vocab/ mp_ontology / MP:0010038), bu fenotipleri birçoğu iyi mekanik açısından anlaşılmış değil. Genetik değişikliklere ek olarak, küçük molekül uyuşturucu, monoklonal antikorlar, toksinler, patojenler, aşırı metabolitleri veya çeşitli çevresel aracıları plasenta geliştirme ve işlev3,4,5 etkileyebilir , 6 , 7. henüz, plasenta geliştirme modeli eleştirel adımları azdır basit vitro deneyleri.
Allantois (göbek kordonu gelişimsel habercisi) embriyo posterior ucundan doğru koryon8büyür bir tomurcuk olarak ortaya çıkıyor zaman fare plasental geliştirme erken midgestation içinde başlatılır. Allantoic tomurcuk dış tabakası hücrelerde Chorioadhesive eki ve allantois koryon (chorioallantoic “füzyon”) yüzeyi ile yayılan aracılık. Koryon villus içine Labirent, besin ve oksijen anne kan yakından bitişik sinusoids ve embriyonik damarları9 arasında değişen nerede iç plasental katman oluşturmak üzere allantois damarlara büyür içine daha sonra pas geçiyor ,10.
Allantois eki koryon için labirent oluşumu içinde belgili tanımlık ilk ve önemli adım, ve kusurları bu süreçte embriyonik ölümcül en sık karşılaşılan nedenleri arasında midgestation1‘. Her ne kadar bir dizi fare mutantlar var nerede chorioallantoic eki10gerçekleşmesi başarısız olur ve MGI veritabanı şu anda anormal chorioallantoic füzyon (http:// tarafından karakterize 108 fare mutantlar listeler tarif edilmiştir www.informatics.Jax.org/Vocab/mp_ontology/MP:0002824), vasküler hücre adezyon molekülü-1 (VCAM-1, allantoic mesoderm ifade) ve (olan koryonik mesothelium ifade α4β1 integrin arasındaki hücreler arası etkileşimi extraembryonic mesoderm türetilmiş) chorioallantoic eki ve füzyon11,12,13için vazgeçilmez gibi görünüyor. İmmunohistokimyasal bütün Dağı yaban tipi embriyoların boyama olduğunu göstermiştir VCAM-1 yaklaşık embriyonik gününde (E) 7.5 distal üçte içinde allantoic SAP ifade edilir13 (1-4 somite sahne) ve onun ifade yüksek kalır chorioallantoic eki ve füzyon11,12sırasında-. Koryon allantoic eki başarısızlık genellikle rahim tomurcukları histolojik analizler tarafından algılanır. Ancak, allantois boyutları fizyolojik arasında ve aynı gelişimsel sahne14çöp içinde bile çok değişkendir ve fiziksel temas yapmak için yeterli bir boyuta ulaştığında allantois sadece için koryon ekleyebilirsiniz. Bu doğal değişkenlik yansıtan, chorioallantoic ek bir ara arasında gerçekleşir ~ E 8.0 ve E 9.0 rahim içindeve bu işlem Histoloji tarafından istatistiksel olarak güvenilir bir şekilde değerlendirilmesi bağlıdır bu nedenle çok sayıda analizi conceptuses uygun gelişim aşamasında yeterli örnekler almak için.
Burada, biz daha az allantois boyutuna bağlıdır allantoic eki rahim değerlendirmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Biz hamile fareler uteri fare embriyo ve onların allantoides diseksiyon göstermek ~ 8 gün coitum post (dpc; dpc 0,5 belirtir bir vajinal fiş tespiti), ve allantois sonraki kültür üzerinde immobilize α4β1 explants integrinler. Bu yöntem ekler ve birden çok allantois explants paralel ve farklı her başarılı zaman noktalarda davranışını yayılan bir hızlı, işlevsel değerlendirme sağlar. Protokol kullanılabilir için ekran allantois eki ex vivohedeflenen mutasyonlar, uyuşturucu veya çeşitli çevresel faktörlerin etkileri.
Protocol
Representative Results
Discussion
Yanlısı yapıştırıcı hücre dışı matriks moleküllerini fibronektin gibi zengin bir kaynağıdır, serum huzurunda allantois explants kolayca çeşitli plastik, cam veya filtre yüzeyler9,16eklemek olacaktır. Böylece, gerçekleştirilen tahlil amacı özellikle bir genetik değişiklik etkisini araştırmak için veya başka bir tedavi allantois eki için immobilize α4β1 ise, non-spesifik bağlayıcı siteleri (örneğin, sığır serum ile …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser Deutsche Forschungsgemeinschaft SFB688 (için A.G.) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| C57BL/6J wildtype mice | The Jackson Laboratory | Stock No: 000664 | |
| 70 % (v/v) Ethanol | VWR International | 930031006 | |
| Standard pattern forceps | Fine Science Tools | 11000-12 | Forceps used to open the abdominal cavity. |
| Micro dissecting forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | Dumont # 5 medical biology forcepts with fine, sharp tip. |
| Fine scissors | Fine Science Tools | 14094-11 | Straight blades. |
| Spring scissors | Fine Science Tools | 15012-12 | Noyes spring scissors with 14 mm blades for the dissection of uterus buds. |
| Microspoon | Carl Roth | AT18.1 | 5 mm Spoon diameter. |
| Microtiter plates | ibidi | 81501 | We use uncoated, sterile angiogenesis slides (internal volume 50 µL) with a hydrophobic surface that is not tissue-culture treated to reduce non-a4b1-mediated binding to plastic. |
| 10 cm dish | Nunc | 150350 | Sterile tissue culture dishes. |
| 3.5 cm dish | Nunc | 150288 | Sterile tissue culture dishes. |
| Large orifice pipette tips | Biozym | VT0140X | Low binding pipette tips, 200 µL. |
| a4b1 integrin | R&D Systems | 6054-A4 | Murine a4b1 integrin recombinantly expressed and purified from a Chinese hamster ovary cell line. |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (PBS) | Sigma Aldrich | D8537 | Without Ca2+ and Mg2+. |
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) | PAN Biotech | P04-03600 | The formulation contains 4.5 g/L glucose, 110 mg/L sodium pyruvate and 3.7 g/L NaHCO3 but no L-glutamine, which is added separately. |
| Penicillin/Streptomycin | Gibco (ThermoFisher Scientific) | 15140-122 | 100 x (10,000 U/mL Penicillin and 10,000 µg/mL streptomycin) stock solution. Prepare and store aliquots at -20 °C to avoid freeze/thaw. |
| L-Glutamine | PAN Biotech | P04-80100 | 100 x (200 mM) Stock solution. Prepare and store aliquots at -20 °C to avoid freeze/thaw. |
| Fetal bovine serum | Biochrom | S 0115 | We use heat-inactivated FBS (heated to 56 °C for 30 min with mixing to inactivate complement). |
| Bovine serum albumin (BSA) | Sigma Aldrich | A7030 | We use protease- and fatty acid-free albumin. Prepare a 0.1 % (w/v) solution in DMEM. Sterile filter the solution through a disposable cell culture filter with a 0.22 µm pore size and low protein-binding membrane, and store aliquots at -20 °C. |
| para-Formaldehyde | Carl Roth | 0335.2 | To make a formaldehyde solution in PBS, weigh para-formaldehyde powder in a ventilated hood, and add it to PBS preheated to ca. 60 °C in a beaker on a stir plate. Add 1 N NaOH dropwise until solution clears. Let solution cool to room temperature, and filter through 0.22 mm filter syringe. Adjust pH with diluted HCl to ca. 6.9, and adjust to final volume with PBS. We aliquot and freeze the solution, but it can also be stored at 4 °C for approximately four weeks. |
| Triton X-100 | Sigma Aldrich | X100 | Use wide-orifice pipette tips to handle undiluted Triton X-100. |
| Normal goat serum | Sigma Aldrich | G9023 | To block non-specific binding of antibodies in immunofluorescence analyses. |
| a-CD31 Antibodies | BD Biosciences | 550274 | Purified rat anti-mouse monoclonal antibodies, clone MEC 13.3. |
| Secondary goat anti-rat antibodies | Thermo Fisher | A-11006 | Goat anti-rat IgG (heavy and light chains), cross-adsorbed, fluorescently labeled with Alexa Fluor 488. Other fluorescent labels are also possible. |
| Mowiol 4-88 | Sigma Aldrich | 81381 | Mounting medium for cytochemistry. MW ~31,000 |
| Labovert | Leitz | Labovert | Inverted phase contrast microscope equipped with a 4 x and 10 x objective for somite pair counting. Other phase contrast microscopes (such as those that are routinely used in tissue culture) are also suitable. |
| M80 | Leica Microsystems | M80 | Stereomicroscope with 8 : 1 zoom range (yielding a magnification between 7.5 x and 60 x) for embryo and allantois dissection. |
| DM4000B | Leica Microsystems | DM4000B | Microscope system for histology with LED illumination. We use HCX PL FLUOTAR 5 x/0.15 and HC PL FLUOTAR 10 x/0.30 objectives. Other microscopes equipped phase contrast and fluorescence optics can be used to score allantois attachment. |
| Digital camera | JVC | KY-F75U | 3-CCD digital capture camera attached to the DM4000B LED microscope. We use Diskus software (Hilgers) to operate both the microscope and the camera. |
| Confocal microscope | Leica Microsystems | SP5 | Confocal microscope for higher-resolution imaging of endothelia in the vascular plexus of allantois explants. Immunofluorescence images were taken with a 40 x objective. |
Riferimenti
- Rossant, J., Cross, J. C. Placental development: lessons from mouse mutants. Nat Rev Genet. 2 (7), 538-548 (2001).
- Segerer, G., et al. An essential developmental function for murine phosphoglycolate phosphatase in safeguarding cell proliferation. Sci Rep. 6, 35160 (2016).
- Kane, S. V., Acquah, L. A. Placental transport of immunoglobulins: a clinical review for gastroenterologists who prescribe therapeutic monoclonal antibodies to women during conception and pregnancy. Am J Gastroenterol. 104 (1), 228-233 (2009).
- Xu, X., Vugmeyster, Y. Challenges and opportunities in absorption, distribution, metabolism, and excretion studies of therapeutic biologics. AAPS J. 14 (4), 781-791 (2012).
- Wesolowski, S. R., Kasmi, K. C., Jonscher, K. R., Friedman, J. E. Developmental origins of NAFLD: a womb with a clue. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 14 (2), 81-96 (2017).
- Racicot, K., Mor, G. Risks associated with viral infections during pregnancy. J Clin Invest. 127 (5), 1591-1599 (2017).
- Grandjean, P., et al. Life-Long Implications of Developmental Exposure to Environmental Stressors: New Perspectives. Endocrinology. 156 (10), 3408-3415 (2015).
- Inman, K. E., Downs, K. M. The murine allantois: emerging paradigms in development of the mammalian umbilical cord and its relation to the fetus. Genesis. 45 (5), 237-258 (2007).
- Arora, R., Papaioannou, V. E. The murine allantois: a model system for the study of blood vessel formation. Blood. 120 (13), 2562-2572 (2012).
- Watson, E. D., Cross, J. C. Development of structures and transport functions in the mouse placenta. Physiology (Bethesda). 20, 180-193 (2005).
- Yang, J. T., Rayburn, H., Hynes, R. O. Cell adhesion events mediated by alpha 4 integrins are essential in placental and cardiac development. Development. 121 (2), 549-560 (1995).
- Gurtner, G. C., et al. Targeted disruption of the murine VCAM1 gene: essential role of VCAM-1 in chorioallantoic fusion and placentation. Genes & development. 9 (1), 1-14 (1995).
- Kwee, L., et al. Defective development of the embryonic and extraembryonic circulatory systems in vascular cell adhesion molecule (VCAM-1) deficient mice. Development. 121 (2), 489-503 (1995).
- Downs, K. M., Gardner, R. L. An investigation into early placental ontogeny: allantoic attachment to the chorion is selective and developmentally regulated. Development. 121 (2), 407-416 (1995).
- Heyne, G. W., et al. A simple and reliable method for early pregnancy detection in inbred mice. J Am Assoc Lab Anim Sci. 54 (4), 368-371 (2015).
- Downs, K. M., Temkin, R., Gifford, S., McHugh, J. Study of the murine allantois by allantoic explants. Dev Biol. 233 (2), 347-364 (2001).
- Hou, W., Sarikaya, D. P., Jerome-Majewska, L. A. Ex vivo culture of pre-placental tissues reveals that the allantois is required for maintained expression of Gcm1 and Tpbpalpha. Placenta. 47, 12-23 (2016).
- Zeigler, B. M., et al. The allantois and chorion, when isolated before circulation or chorio-allantoic fusion, have hematopoietic potential. Development. 133 (21), 4183-4192 (2006).
- Zaidel-Bar, R., Itzkovitz, S., Ma’ayan, A., Iyengar, R., Geiger, B. Functional atlas of the integrin adhesome. Nature cell biology. 9 (8), 858-867 (2007).
