Detta protokoll beskriver en metod för att isolera och odla metanephriska rudiment från musembryon.
Målet med detta protokoll är att beskriva en metod för dissektion, isolering och kultur av metanephriska rudiment från mus.
Under utveckling av däggdjurs njure kommunicerar de två progenitorvävnaderna, ureterknoppen och metanephriska mesenchymen och ger upphov till cellulära mekanismer för att slutligen bilda uppsamlingssystemet och nephronerna i njuren. Eftersom däggdjursembryon växer intrauterin och därför är otillgängliga för observatören har en organkultur utvecklats. Med denna metod är det möjligt att studera epithelial-mesenkymala interaktioner och cellulärt beteende under njurorganogenes. Vidare kan ursprunget av medfödda missbildningar av medfödda njurar och urogenitala kanaler undersökas. Efter noggrann dissektion överförs de metanephriska rudimenten på ett filter som flyter på odlingsmedium och kan hållas i en cellodlings-inkubator i flera dagar. Men man måste vara medveten om att villkoren ärArtificiell och kan påverka metabolism i vävnaden. Dessutom kan penetreringen av testämnen begränsas på grund av den extracellulära matrisen och det basala membranet som finns närvarande i explantet.
En viktig fördel med organkulturen är att experimenten kan få direkt tillgång till orgeln. Denna teknik är billig, enkel och möjliggör ett stort antal modifieringar, såsom tillsats av biologiskt aktiva substanser, studier av genetiska varianter och tillämpning av avancerade bildtekniker.
The mammalian kidney is derived from two primordial structures with mesodermal origin: the tubular epithelial ureteric bud and the metanephric mesenchyme. During nephrogenesis, the ureteric bud invades the metanephric mesenchyme and branches to form the collecting system. The metanephric mesenchyme gives rise to the epithelial elements of the nephrons. These processes occur in a precisely timed and spatially coordinated manner and are initiated by reciprocal inductive mechanisms. Both tissue components communicate and affect the other’s cell morphogenesis.
In the 1920s, it was Boyden who performed the in vivo obstruction of the mesonephric duct in chicken, providing the first indication of inductive interactions as separated nephric blastema fail to differentiate1. At about the same time, the first successful attempts to culture chicken nephric rudiments in a hanging drop were published. Subsequently, the organ culture was developed to study tissue interactions in mammalian organogenesis. In the 1950s, Grobstein developed a technique in which metanephric rudiments could be cultured on a filter. This technique was modified by Saxén, who placed the filter on a Trowell-type screen in a culture dish1. Over the years, many modifications and applications for organ culture have emerged. The method described here is based on Saxén’s technique but is simplified, as the filters float free on the medium and the diameter of the culture well only slightly exceeds the diameter of the filter, limiting unwanted movement of the filter.
Whole-organ culture is a classical, cheap, and simple but powerful tool to investigate cellular processes and intercellular communication during organogenesis. Organ culture allows for treatment with biological agents, such as growth factors, antibodies, antisense oligonucleotides, viruses, and peptides, as well as with pharmaceutical compounds and other chemicals. Also, gene function may be studied using explants derived from genetically modified mice or using inducible gene inactivation technology, such as the Cre-loxP system. This allows for the study of genetic mutations that cause embryonic lethality prior to the development of the kidney. Organ culture can also be combined with fluorescent tagging for gene function or lineage tracing and modern imaging techniques, which enable real-time monitoring of cell behavior2.
In the specific example provided here, the effect of EphrinB2-activated Eph-receptor signaling on the branching morphology of the ureteric bud was investigated. The morphology of the EphA4/EphB2 double-knockout mice suggested several severe defects in kidney development, which were detectable as early as embryonic day 11 (E11) and involved the ureteric bud, the ureter, and the common nephric duct3. Signaling via Eph receptors requires the clustering of the ligand-receptor dimer4. To over-activate Eph signaling, the kidney rudiments from E11.5 mouse embryos were cultured in the presence of clustered recombinant EphrinB2-Fc. EphrinB2 is a known ligand for the EphA4 receptor, which is expressed in the ureteric bud tips3.
Detta manuskript beskriver en metod för att isolera de utvecklande metanephriska anlagen från musfosteret och att odla organets rudiment. Denna metod är en standardteknik, som utvecklats av Grobstein 8 och Saxén 9 , 10 , och anpassades och modifierades av många andra 11 , 12 . Metodens framgång beror huvudsakligen på dissektionens varaktighet, eftersom explant överlevnad o…
The authors have nothing to disclose.
Författarna tackar Leif Oxburgh och Derek Adams för att generöst dela sin kunskap, Leif Oxburgh för de användbara kommentarerna på manuskriptet, och Stefan Wölfl och Ulrike Müller för deras tekniska support och Saskia Schmitteckert, Julia Gobbert, Sascha Weyer och Viola Mayer för hjälp i labb. Detta arbete stöddes av Development, The Company of Biologists (till CP).
DMEM/F-12 | Thermo Fisher Scientific | 21331020 | |
Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL) | Thermo Fisher Scientific | 15140148 | |
GlutaMAX Supplement | Thermo Fisher Scientific | 35050061 | |
DPBS, calcium, magnesium | Thermo Fisher Scientific | 14040117 | use for dissection |
holo-Transferrin human | Sigma-Aldrich | T0665 | |
Insulin-Transferrin-Selenium (ITS -G) (100X) | Thermo Fisher Scientific | 41400045 | |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 158127 | |
Amphotericin B solution | Sigma-Aldrich | A2942 | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 | |
Sodium azide | Sigma-Aldrich | S8032 | |
Thimerosal | Sigma-Aldrich | T5125 | |
Propyl gallate | Sigma-Aldrich | 2370 | |
Mowiol 4-88 | Sigma-Aldrich | 81381 | |
Glycerol | Sigma-Aldrich | G5516 | |
Biotinylated Dolichorus Biflorus Agglutinin | Vector Laboratories | B-1035 | |
Alexa488 conjugated Streptavidin | Jackson Immuno Research | 016-540-084 | |
Recombinant Mouse Ephrin-B2 Fc Chimera Protein, CF | R&D Systems | 496-EB | |
Recombinant Human IgG1 Fc, CF | R&D Systems | 110-HG-100 | |
Goat Anti-Human IgG Fc Antibody | R&D Systems | G-102-C | |
Phosphate buffered saline tablets | Sigma-Aldrich | P4417 | use for fixation and immunostaining |
Dumont #5, biologie tips, INOX, 11cm |
agnthos.se | 0208-5-PS | 2 pairs of forceps are needed |
Iris scissors, straight, 12cm | agnthos.se | 03-320-120 | |
Dressing Forceps, straight, delicate, 13cm |
agnthos.se | 08-032-130 | |
Petri dishes Nunclo Delta treated | Thermo Fisher Scientific | 150679 | |
TMTP01300 Isopore Membrane Filter, polycarbonate, Hydrophilic, 5.0 µm, 13 mm, white, plain | MerckMillipore | TMTP01300 | |
Nunclon Multidishes 4 wells, flat bottom |
Sigma-Aldrich | D6789-1CS | |
Microscope cover glass24x50mm thickn. No.1.5H 0.17+/-0.005mm | nordicbiolabs | 107222 | |
Cover glasses No.1.5, 18x18mm | nordicbiolabs | 102032 | |
Slides ~76x26x1, 1/2-w. ground plain | nordicbiolabs | 1030418 | |
VWR Razor Blades | VWR | 55411-055 | |
50 mL centrifuge tubes | Sigma-Aldrich | CLS430828 | |
15 mL centrifuge tubes | Sigma-Aldrich | CLS430055 | |
Whatman prepleated qualitative filter paper, Grade 113V, creped | Sigma-Aldrich | WHA1213125 | |
Fixed stage research mircoscope | Olympus | BX61WI | |
Black 6 inbred mice, male, C57BL/6NTac | Taconic | B6-M | |
Black 6 inbred mice,female, C57BL/6NTac | Taconic | B6-F | |
Greenough Stereo Microscope | Leica | Leica S6 E |