نموذج الجلد ماوس الجنين من إصلاح الجرح Scarless
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
جروح الجلد الجنين تلتئم بسرعة وscarlessly حتى وقت متأخر من الحمل 1. يتميز الجنين إصلاح الجرح scarless التي كتبها تجديد العمارة الأنسجة الطبيعية وظيفة. الانتقال من scarless الى ظهور ندوب النمط الظاهري يحدث في الثلث الثالث من الحمل في البشر وحول يوم الجنينية 18 (E18) في الفئران 2،3. وبالمقارنة مع الكبار، وتتميز إصلاح الجرح الجنين قبل الاندمال بتشكل النسيج الظهاري السريع، وترسب النسيج الضام، والهجرة الخلايا الليفية.
وعرضت العديد من الدراسات التفسيرات المحتملة لظاهرة scarless التئام الجروح أثناء التطور الجنيني المبكر. التهاب هو عنصر أساسي للإصلاح الجرح البالغين. ومع ذلك، وتتميز الجروح الجنين بسبب عدم وجود التهاب حاد 4. إذا كان هذا هو نتيجة لعدم النضج الوظيفي لجهاز المناعة خلال مراحل الجنين لا يزال غير واضح. اقترحت دراسة حديثة أن الخلافات في وفرة، وحصيرةurity، ووظيفة الخلايا البدينة في E15 E18 مقابل الجلد الجنين قد تكون مسؤولة عن الانتقال من النمط الظاهري scarless، على الأقل في الماوس 3. دراسات أخرى يفترض أن الاختلافات في خصائص وفرة من الضامة الجرح الجنين وتعليم الكبار هي المسؤولة عن إعادة تشكيل المصفوفة خارج الخلية العادية (ECM) خلال إصلاح الجرح الجنين 5.
قد تؤثر الاختلافات في العوامل البيئية أثناء التطور الجنيني والكبار أيضا إصلاح الجرح. أظهر Longaker وزملاؤه أن السائل الجرح من الجنين يمتلك مستويات عالية من النشاط تحفيز حمض الهيالورونيك مقارنة مع لا شيء في الكبار الجرح السائل 6. ونتيجة لذلك، مستويات أعلى من حمض الهيالورونيك، وهو جلايكان أن يعزز المكروية مواتية لحركية الخلية والانتشار، في بيئة الجرح الجنين قد تكون مسؤولة عن النمط الظاهري scarless ينظر أثناء التطور الجنيني المبكر. خطوط أخرى من نقطة دليل على حقيقة أن الفيتاالبيئة ل الجرح هي hypoxemic نسبيا وغارقة في السائل الذي يحيط بالجنين معقم غنية عوامل النمو 7. ومع ذلك، فقد تم تقديم أي إجابة شافية لحدث بالغ الأهمية أو عامل خلال مرحلة التطور الجنيني الذي يقوم بتشغيل الانتقال من تجديد scarless لإصلاح متليفة.
فهم الآليات المسؤولة عن الشفاء scarless في الجنين يتطلب نموذجا دقيقا وقابلة للتكرار. نحن هنا التفاصيل نموذجا استنساخه من الجنين scarless التئام الجروح في ظهر E16.5 (scarless) والأجنة E18.5 (تندب) الماوس. بالإضافة إلى ذلك، اختلافات طفيفة من هذا النموذج يمكن استخدامها لتنفيذ عدد من إجراء المزيد من الدراسات، مثل تحليل التعبير الجيني للجروح الجنين و8،9 الجلد. وبالنظر إلى أن الحمل توقيتها بدقة بالغة الأهمية بالنسبة لخلاصة الناجح لهذا الجنين scarless الجرح نموذج الشفاء، ونحن أيضا بالتفصيل بروتوكول لدينا لفرط الإباضة توقيت الحمل.
Protocol
Representative Results
Discussion
بروتوكول الجراحية المقدمة هنا يصف نموذج استئصالية من الجنين الشفاء scarless الفئران نشرت لأول مرة في عام 2006 من قبل لدينا مختبر 10. بالإضافة إلى نماذج أخرى أنشئت من جرح استئصالية 11، ونماذج الجراحي من الجنين الفئران scarless الشفاء موجودة فضلا 12،13. تم الإبلاغ …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل في جزء من منحة مقدمة من المعاهد الوطنية للصحة منح R01 GM087609 (لهبل)، وهي هدية من إنغريد لاي وبيل شو تكريما لأنتوني شو (لHPL)، NIH منحة U01 HL099776 (لMTL)، ومختبر Hagey ل أطفال التجديدي الطب ومؤسسة أوك (لMTL وHPL). وأيد GGW من قبل كلية ستانفورد للطب، وبرنامج التدريب ستانفورد عالم الطبية، ومنحة التدريب NIGMS GM07365. وأيد MSH التي كتبها CIRM السريرية التدريب زميل غرانت TG2-01159. وأيد WXH من خلال تمويل من مؤسسة سارنوف القلب والأوعية الدموية.
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).
