JoVE Journal > Biology
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Biology

Diseksiyonu<em> Xenopus laevis</em> Sinir Crest için<em> In vitro</em> Eksplantasyon Kültür veya<em> In vivo</em> Transplantasyon

Published: March 04, 2014
doi:
10.3791/51118
,
1Institut Curie,Centre Universitaire, 2Université Paris Sud,Centre Universitaire, 3CNRS UMR 3347,Centre Universitaire, 4INSERM U1021,Centre Universitaire

Summary

Bu protokol Xenopus laevis neurulas gelen premigratory kranial sinir kret (NC) teşrih nasıl açıklanır. Bu eksplantlar, fibronektin ve in vitro kültürlenmiş üzerine kaplanır, ya da arka ana embriyolara aşılanabilirler. Bu teknik NC epitel-to-mezenşimin geçiş, göç, ve farklılaşma mekanizmaları eğitim veriyor.

Abstract

Nöral krest (NC) nörülasyon sonunda epitel-to-mezenşimin geçiş (EMT) uğrar geçici bir dorsal nöral tüp hücre nüfusu, çeşitli organlara doğru yoğun göç ve türevlerinin birçok türleri (nöronlar, glia içine ayırır kıkırdak ve kemik, pigmentli ve endokrin hücreler). Bu protokol, in vivo ve in vitro NC gelişimini incelemek amacıyla, Xenopus laevis embriyolardan premigratory kafatası NC incelemek nasıl açıklar. Kurbağa modeli, erken gelişimini incelemek için birçok avantaj sunuyor; bol partiler embriyolar in vivo kazanç ve fonksiyon stratejileri kaybı öncesinde donör ve / veya ana embriyoların NC diseksiyon gen ifadesinin değiştirilmesine izin verir, hızla geliştirmek mevcuttur. NC Eksplantlar fibronektin üzerine kaplanmıştır ve in vitro çalışmalar için de kullanılabilir. Bir serumsuz ortam içinde tanımlanmış birkaç gün boyunca kültürlenebilir. Biz de Kuzey Carolina eksplantlarının geri greft nasıl açıklarin vivo NC göç ve farklılaşma çalışmak için ana embriyolara.

Introduction

Sinir ucu (NC), embriyonun içinde nörülasyon sonunda nöral tüpünden çıkan geçici bir embriyonik hücre popülasyonu. NC şartname kontrol sinyalizasyon ve genetik olaylar gibi erken gastrulasyon olarak başlar. NC çevreleyen dorsal dokulardan gelen sinyaller tarafından nöral ve nöral olmayan ektoderm arasındaki sınırda belirtildi. Nörülasyon sonunda, Kuzey hücreleri epitel-to-mezenşimin geçiş (EMT) geçmesi ve yol gösterici ipuçları çevreleyen yanıt vererek kalıplaşmış yolları takip embriyo yoğun göç. Onların nihai hedefe ulaştığında, onlar türevleri, örneğin nöronlar, glia, kemik, kıkırdak, ve pigmentli hücrelerin 1-5 geniş bir diziye ayırt. Çünkü birçok hücre tipleri ve embriyonik dokular, NC hücreleri gelişme herhangi bir aşamasında kusurları, indüksiyon nihai farklılaşma katkıları, neurocristopathies 6 adlı konjenital sendromlara neden olabilir. Dşartname, EMT, göç, ve farklılaşma – – farklı aşamalarında gelişen NC Xperimental manipülasyon neurocristopathies anlayışımızı geliştirmek ve potansiyel tedavi stratejileri tasarımı sağlayacaktır.

Xenopus laevis embriyo NC gelişimini incelemek için tercih edilen bir modeldir. Embriyoların çok sayıda elde etmek kolay, ve dış döllenme gelişme ilk adımlardan erişim sağlar. Birçok araç deneysel X işlemek için kullanılabilir embriyo gelişimini laevis. Kazanç fonksiyon-ve demonte gen erken blastulas bireysel hücrelerin microinjecting gerçekleştirmek kolaydır. Embriyonik dokular in vitro tekrar birleşme 7-11 veya sırt-aşılama deneyleri 12,13 için kesilebilir.

Bu protokol, biz X. premigratory kranial NC teşrih nasıl açıklar önce göç geç neurulas, laevis'den. Bu eksplantlar, fibronektin boru hattlar üzerinde kültürlenebiliriçinde göç ve farklılaşma çalışma d plakalar vitro deney koşullarında kontrol edilir. NC eksplantlan in vivo olarak göç ve farklılaşma çalışma normal veya manipüle ana embriyolara aşılanabilirler.

Protocol

Deneyler bilimsel amaçlı ve değiştirme, azaltma ve arıtma uluslararası yerleşik ilkeleri ile kullanılan hayvanların korunmasına ilişkin ulusal ve Avrupa yönetmeliğe uygun. 1.. Fibronektin kaplı kaplar 14 hazırlanması Standart bir plastik Petri tabağı (çap: 40 x 11 mm) içine 1x Fosfat Tamponlu Salin (PBS) içinde sulandırılmış 10 mg / ml kültürü dereceli fibronektin Pipet 500 ml. 1 saat boyunca 37 ° C'de inkübe edilir. Not: sonraki görü…

Representative Results

Fibronektin üzerinde kaplama yaparken, nöral krest eksplantlar hızla (15-30 dakika) takın ve eksplant 2 saat (Şekil 1A) dahilinde düz yayılır. 3-6 saat hücreler dağılmaya başlar sonra. 15 ° C'de 24 saat sonra, hücreler, bir çok uzak eksplant (Şekil 1B ve 1C) göç etmeye başlamıştır. Sarısı faz kontrast (Şekil 1B) altında hücreleri çok parlak yapar. Hücre çıkıntıların (filopodes ve lamellipodes) aktin hücre iskeletin…

Discussion

Bu protokol X. laevis embriyoların premigratory kranial NC eksplantasyona kolay bir teknik anlatılmaktadır. Bu tür deneyler için kullanılan embriyo sağlam olması ve iyileştirmek gerekir. Sağlıksız embriyoların herhangi bir toplu atın. Buna ek olarak, ve daha sonraki bir aşamada 17 nöral tepe tüketim için, (12 ile 18-20 ° C) çeşitli sıcaklıklarda embriyolar büyür. 17 sahne sonra, nöral krest sefalik mezoderm ile karıştırılabilir ve tamamen kaldırılamaz. Ksenopus dokuları…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Yazarlar yararlı tartışmalar ve Institut Curie'nin Hayvan Tesisi için fibronektin, Eric Theveneau üzerinde eksplant resimler için Adeline Dolly teşekkür ederim. CM Bölge Ile de France (Domaine d'Interet Majeur Pole Stem), Universite Paris Sud (Ataşesi TEMPORAIRE d'Enseignement et de Recherche) ve Agence Nationale de la Recherche bir doktora sonrası adam. Bu çalışma Universite Paris Sud (Attractivite 2011), Centre National de la Recherche Scientifique (Aksiyon thématique ve teĢvik sur Programı), Dernek dökün la Recherche contre le Kanser Grant SFI20101201882, Ligue contre le Kanser ve Agence Nationale de la tarafından finanse edildi Recherche (Agence Nationale de la Recherche Programı Blanc).

Materials

Fibronectin from bovine plasma Sigma F4759-1MG
Bovine Serum Albumine. Fraction V Euromedex 04-100-811-C Lower quality grade may  be suitable for this application
Stainless Steel Insect Pins. Size 000 FST 26001
Dumont #5 forceps 0.05 mm x 0.02 mm FST 11252-20
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sauka-Spengler, T., Bronner-Fraser, M. A gene regulatory network orchestrates neural crest formation. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 9 (7), 557-568 (2008).
  2. Theveneau, E., Mayor, R. Neural crest delamination and migration: from epithelium-to-mesenchyme transition to collective cell migration. Dev. Biol. 366 (1), 34-54 (2012).
  3. Stuhlmiller, T. J., García-Castro, M. I. Current perspectives of the signaling pathways directing neural crest induction. Cell. Mol. Life Sci. 69 (22), 3715-3737 (2012).
  4. Milet, C., Monsoro-Burq, A. H. Neural crest induction at the neural plate border in vertebrates. Dev. Biol. 366 (1), 22-33 (2012).
  5. Pegoraro, C., Monsoro-Burq, A. H. Signaling and transcriptional regulation in neural crest specification and migration: lessons from Xenopus embryos. Dev. Biol. 2 (2), 247-259 (2013).
  6. Etchevers, H. C., Amiel, J., Lyonnet, S. Molecular Bases of Human Neurocristopathies. Neural Crest Induct. Different. 589, 213-234 (2005).
  7. Nieuwkoop, P. D., et al. Activation and organization of the central nervous system in amphibians. Part II. Differentiation and organization. J. Exp. Zool. 120 (1), 33-81 (1952).
  8. Nieuwkoop, P. D., et al. Activation and organization of the central nervous system in amphibians Part I. Induction and activation. J. Exp. Zool. 120 (1), 1-31 (1952).
  9. Sharpe, C. R., Fritz, A., De Robertis, E. M., Gurdon, J. B. A homeobox-containing marker of posterior neural differentiation shows the importance of predetermination in neural induction. Cell. 50 (5), 749-758 (1987).
  10. Sive, H. L., Grainger, R. M., Harland, R. M. . Early development of Xenopus laevis: a laboratory manual. , (2000).
  11. Monsoro-Burq, A. -. H., Fletcher, R. B., Harland, R. M. Neural crest induction by paraxial mesoderm in Xenopus embryos requires FGF signals. Development. 130 (14), 3111-3124 (2003).
  12. Milet, C., Maczkowiak, F., Roche, D. D., Monsoro-Burq, A. H. Pax3 and Zic1 drive induction and differentiation of multipotent, migratory, and functional neural crest in Xenopus embryos. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110 (14), 5528-5533 (2013).
  13. Sadaghiani, B., Thiébaud, C. H. Neural crest development in the Xenopus laevis embryo, studied by interspecific transplantation and scanning electron microscopy. Dev. Biol. 124 (1), 91-110 (1987).
  14. Theveneau, E., et al. Collective chemotaxis requires contact-dependent cell polarity. Dev. Cell. 19 (1), 39-53 (2010).
  15. Slack, J. M., Forman, D. An interaction between dorsal and ventral regions of the marginal zone in early amphibian embryos. J. Embryol. Exp. Morphol. 56, 283-299 (1980).
  16. Sive, H. L., Grainger, R. M., Harland, R. M. Embryo dissection and micromanipulation tools. CSH Protoc. , (2007).
  17. Nieuwkoop, P. D., Faber, J. Normal table of Xenopus laevis (Daudin): a systematical and chronological survey of the development from the fertilized egg till the end of metamorphosis. , (1994).
  18. Theveneau, E., Mayor, R. Beads on the run: beads as alternative tools for chemotaxis assays. Methods Mol. Biol. 769, 449-460 (2011).
  19. Bronner, M. E., LeDouarin, N. M. Development and evolution of the neural crest: An overview. Dev. Biol. 366 (1), 2-9 (2012).
  20. Alfandari, D., Cousin, H., Gaultier, A., Hoffstrom, B. G., DeSimone, D. W. Integrin α5β1 supports the migration of Xenopus cranial neural crest on fibronectin. Dev. Biol. 260 (2), 449-464 (2003).
  21. Fort, P., et al. Activity of the RhoU/Wrch1 GTPase is critical for cranial neural crest cell migration. Dev. Biol. 350 (2), 451-463 (2011).
  22. Matthews, H. K., et al. Directional migration of neural crest cells in vivo is regulated by Syndecan-4/Rac1 and non-canonical Wnt signaling/RhoA. Development. 135 (10), 1771-1780 (2008).
  23. Kashef, J., Köhler, A., Kuriyama, S., Alfandari, D., Mayor, R., Wedlich, D. Cadherin-11 regulates protrusive activity in Xenopus cranial neural crest cells upstream of Trio and the small GTPases. Genes Dev. 23 (12), 1393-1398 (2009).
  24. Hwang, Y. -. S., Luo, T., Xu, Y., Sargent, T. D. Myosin-X is required for cranial neural crest cell migration in Xenopus laevis. Dev. Dyn. 238 (10), 2522-2529 (2009).
  25. Lee, G., et al. Modelling pathogenesis and treatment of familial dysautonomia using patient-specific iPSCs. Nature. 461 (7262), 402-406 (2009).
  26. Mica, Y., Lee, G., Chambers, S. M., Tomishima, M. J., Studer, L. Modeling Neural Crest Induction, Melanocyte Specification, and Disease-Related Pigmentation Defects in hESCs and Patient-Specific iPSCs.. Cell Reports. 3 (4), 1140-1152 (2013).
  27. Shnitsar, I., Borchers, A. PTK7 recruits dsh to regulate neural crest migration. Development. 135 (24), 4015-4024 (2008).
  28. Matthews, H. K., et al. Directional migration of neural crest cells in vivo is regulated by Syndecan-4/Rac1 and non-canonical Wnt signaling/RhoA. Development. 135 (10), 1771-1780 (2008).
  29. Matthews, H. K., Broders-Bondon, F., Thiery, J. P., Mayor, R. Wnt11r is required for cranial neural crest migration. Dev. Dyn. 237 (11), 3404-3409 (2008).
  30. Carmona-Fontaine, C., et al. Contact inhibition of locomotion in vivo controls neural crest directional migration. Nature. 456 (7224), 957-961 (2008).
  31. Guiral, E. C., Faas, L., Pownall, M. E. Neural crest migration requires the activity of the extracellular sulphatases XtSulf1 and XtSulf2. Dev. Biol. 341 (2), 375-388 (2010).
  32. Cousin, H., Abbruzzese, G., Kerdavid, E., Gaultier, A., Alfandari, D. Translocation of the Cytoplasmic Domain of ADAM13 to the Nucleus Is Essential for Calpain8-a Expression and Cranial Neural Crest Cell Migration. Dev. Cell. 20 (2), 256-263 (2011).
  33. Borchers, A., David, R., Wedlich, D. Xenopus cadherin-11 restrains cranial neural crest migration and influences neural crest specification. Development. 128 (16), 3049-3060 (2001).
  34. Borchers, A., Epperlein, H. -. H., Wedlich, D. An assay system to study migratory behavior of cranial neural crest cells in Xenopus. Dev. Genes Evol. 210 (4), 217-222 (2000).
  35. Kerney, R., Gross, J. B., Hanken, J. Runx2 is essential for larval hyobranchial cartilage formation in Xenopus laevis. Dev. Dyn. 236 (6), 1650-1662 (2007).
  36. Yan, C. Y. I., Skourides, P., Chang, C., Samba Brivanlou, A. a Xenopus hnRNP expressed in neural and neural crest tissues. Dev. Dyn. 238 (1), 204-209 (2009).
  37. Acloque, H., Adams, M. S., Fishwick, K., Bronner-Fraser, M., Nieto, M. A. Epithelial-mesenchymal transitions: the importance of changing cell state in development and disease. J. Clin. Invest. 119 (6), 1438-1449 (2009).

Tags

Neural CrestXenopus LaevisDissectionExplant CultureIn Vivo TransplantationEpithelium-to-mesenchyme TransitionMigrationDifferentiation
check_url/51118?article_type=t&slug=dissection-xenopus-laevis-neural-crest-for-vitro-explant-culture-or

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Milet, C., Monsoro-Burq, A. H. Dissection of Xenopus laevis Neural Crest for in vitro Explant Culture or in vivo Transplantation. J. Vis. Exp. (85), e51118, doi:10.3791/51118 (2014).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image