דגם עור עכבר עוברי של תיקון פצע צלקות
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
פצעים בעור עוברי לרפא במהירות וscarlessly עד מאוחר בהריון 1. תיקון פצע צלקות עוברי מתאפיין בהתחדשות של מבנה רקמה תקין ותפקוד. המעבר מצלקות לפנוטיפ הצטלקות מתרחש בשליש השלישי של הריון בבני אדם וסביב יום עוברי 18 (E18) בעכברים 2,3. בהשוואה למבוגרים, תיקון פצע עוברי מתאפיין בepithelialization המהיר, בתצהיר רקמות חיבור, ונדידת פיברובלסטים.
מחקרים רבים הציעו הסברים אפשריים לתופעה של ריפוי פצע צלקות במהלך התפתחות עוברית מוקדמת. דלקת היא מרכיב בסיסי של תיקון פצע מבוגר; עם זאת, פצעים עובריים מתאפיינים בחוסר דלקת חריפה 4. בין אם זה היא תוצאה של חוסר בגרות הפעילות של המערכת החיסונית בשלבים עובריים עדיין לא ברורה. מחקר שנערך לאחרונה הציע כי הבדלים בשפע, המחצלתurity, ותפקוד של תאי פיטום בE15 לעומת עור עוברי E18 עשוי להיות אחראים למעבר מפנוטיפ צלקות, לפחות בעכבר 3. מחקרים אחרים מניחים כי הבדלים בתכונות והשפע של מקרופאגים פצע העובריים והבוגרים אחראים ליצירה מחדש של מטריצה הנורמלית תאית (ECM) במהלך תיקון פצע עוברי 5.
הבדלים בגורמים סביבתיים במהלך התפתחות עוברית ובוגרת עשויים להשפיע גם על תיקון פצע. Longaker ועמיתיו הראו כי נוזל פצע מהעובר הוא בעל רמות גבוהות של פעילות גירוי-חומצה היאלורונית בהשוואה לאף אחד במבוגרי פצע נוזל 6. כתוצאה מכך, רמות גבוהות יותר של חומצה היאלורונית, glycosaminoglycan שמקדם מייקרו-סביבה תורם לתנועתיות של תאים והתרבות, בסביבת הפצע העוברית יכולות להיות אחראית לפנוטיפ הצלקות ראה במהלך התפתחות עוברית מוקדמת. קווים אחרים של נקודת ראיות לכך שפטהסביבת פצע l היא יחסית hypoxemic ושקוע בנוזל מי שפיר סטרילי עשיר בגורמי גדילה 7. עם זאת, אין תשובה סופית כבר סיפקה לאירוע קריטי או גורם בעובר שמפעיל את המעבר מהתחדשות צלקות לתיקון fibrotic.
הבנת המנגנונים אחראים לריפוי צלקות בעובר מחייבת מודל מדויק ושחזור. כאן אנו פירוט מודל לשחזור של ריפוי צלקות עוברי פצע בdorsum של E16.5 (צלקות) ועוברי E18.5 עכבר (הצטלקות). בנוסף, שינויים קלים של מודל זה יכול להיות מנוצל כדי לבצע מספר מחקרים נוספים, כגון ניתוח ביטוי גנים מפצעים עובריים ו8,9 עור. בהתחשב בכך שהריונות בעיתוי המדויק הם קריטיים לסיכום מוצלח של מודל ריפוי זו עוברי צלקות פצעים, אנחנו גם פירוט הפרוטוקול שלנו להריונות superovulation מתוזמן.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול כירורגית המוצג כאן מתאר מודל excisional של ריפוי צלקות עכבריות העוברי שפורסם לראשונה בשנת 2006 על ידי המעבדה שלנו 10. בנוסף למודלים מבוססים אחרים של פציעת excisional 11, מודלים incisional של ריפוי צלקות עכברי עוברי קיימים גם 12,13. חקירות של ריפוי פצע צלקות עוב…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה בחלקו על ידי מענק מNIH מענק R01 GM087609 (לHPL), מתנות מאינגריד Lai וביל שו לכבוד אנתוני שו (לHPL), HL099776 U01 מענק NIH (לMTL), המעבדה Hagey ל ילדים רפואת רגנרטיבית וקרן האלון (לMTL וHPL). GGW נתמכה על ידי בית הספר לרפואה של אוניברסיטת סטנפורד, תכנית הכשרת המדען הרפואי סטנפורד, וGM07365 מענק הכשרת NIGMS. MSH נתמכה על ידי CIRM קליני עמית הדרכת גרנט TG2-01159. WXH נתמכה על ידי מימון מסארנוף הלב וכלי דם הקרן.
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 |
References
- 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).
