השתלת פנים ב<em> Laevis Xenopus</em> עוברים
Summary
טכניקה להשתלה "אקסטרים Anterior דומיין" רקמות פנים בין Xenopus laevis עובר כבר מפותחת. רקמה ניתן להעביר מהרקע ביטוי גנים אחת לאחרת, ומאפשרת הלימוד של דרישות מקומיות לפיתוח craniofacial ולאיתות אינטראקציות בין אזורי פנים.
Abstract
מומים מולדים Craniofacial להתרחש ב1 מתוך כל 700 לידה חיות, אבל אטיולוגיה ידועה לעתים רחוקות בגלל הבנה מוגבלת של פיתוח craniofacial. כדי לזהות היכן מסלולים ורקמות איתות לפעול בדפוסים של הפנים פיתוח, טכניקה 'השתלת הפנים' פותחה בעוברים של צפרדע Xenopus laevis. אזור של רקמות פנים משוערות ("אקסטרים Anterior דומיין" (EAD)) מוסר מעובר תורם בשלב tailbud, ולהשתיל לעובר מארח של אותו השלב, שממנו האזור שווה הערך הוסר. זה יכול לשמש כדי ליצור פנים chimeric בי הרקמה המארחת או תורם יש הפסד או רווח של תפקוד בגן, ו / או כוללת תווית שושלת. לאחר ריפוי, התוצאה של פיתוח היא בפיקוח, ומצביעה על תפקידים של מסלול האיתות תוך התורם או רקמות מארח שמסביב. Xenopus הוא מודל יקר ערך לפיתוח פנים, כמו אזור הפנים הוא גדול וקלותccessible להמיקרומניפולציה. ניתן assayed עוברים רבים, על פני פרק זמן קצר מאז פיתוח מתרחש במהירות. ממצאים בצפרדע רלוונטיים להתפתחות אנושית, שכן תהליכי craniofacial מופיעים נשמרים בין Xenopus ויונקים.
Introduction
כדי להבין את המנגנונים העומדים בבסיס ליקויי craniofacial לידת 1-2, רקמות חשובות ותרומות האיתות שלהם במהלך התפתחות craniofacial חייב להיות מזוהה. בצפרדע Xenopus laevis, חלק מהפנים, כוללים את הפה וצורת נחיריים מ" אקסטרים Anterior דומיין "(EAD), שבו האאקטודרם והאנדודרם ישירות לצד זה 3-4. EAD פועל גם כמרכז איתות להשפיע על רקמות הסובבות, כוללים הרכס העצבי גולגולתי, המהווה את הלסתות ואזורי פנים אחרים 5. כדי לזהות את הגנים שתורמים לתפקוד EAD, טכניקה 'השתלת הפנים' פותחה, שבו רקמה מושתלת מתורם לעובר מארח, לאחר הסרת אזור המארח המתאים. בעקבות ההשתלה, וכתוצאה מפיתוח פנים הוא העריך. לכן, ההשפעות של אובדן התפקוד (LOF) או רווח של פונקציה (GOF) לגן מסוים בEAD מנותחים באופן מקומי, שבו שאר שעותEAD והגוף מורכב מרקמות מסוג בר. השתלת הגומלין יכולה להתבצע, שבו רקמה מסוג בר שהושתלה עוברים עם LOF הגלובלי או GOF בגנים ספציפיים. השתלה כבר בשימוש תכוף בXenopus וחומוס לומד 6. לדוגמא, השתלת Xenopus התייחסה אינדוקציה homogenetic עצבית, עדשה ויכולת עצבית, והגירה רכס עצבית 7-10. השתלת chimeric שליו חומוס נתחה פיתוח של הצלחת הקדמית העצבית, רכס עצבי קדמי, רכס עצבי, ועצמות גולגולת 11-14. זוהי טכניקת ההשתלה הראשונה למחקר של התפתחות craniofacial Xenopus. טכניקה זו הוכיחה תפקיד רומן למעכבי Wnt Frzb1 וסהר בויסות היווצרות קרום במרתף בפה המשוער 5. Laevis Xenopus הוא מודל אידיאלי למחקר של התפתחות craniofacial כעוברים גדולים, לפתח כלפי חוץ,nd הפנים גלויים ונגיש, המאפשרים המיקרומניפולציה והדמיה של פיתוח. מופיעים מנגנוני פיתוח פנים נשמרו, מה שמעיד כי ממצאים שנעשו בצפרדע לספק תובנות לגבי ההתפתחות אנושית 4,15-16.
Protocol
Representative Results
Discussion
צעדים ומגבלות קריטיים: הליך השתלת הפנים EAD הוא זמן ועבודה אינטנסיבי. זה דורש תרגול, ידיים יציבים, ומיומנות מושלמת. פרוטוקול השתלת פנים מסתמך על יכולתו של החוקר כדי להסיר ביעילות וברקמות להשתלה. אם אחד לוקח יותר מדי זמן להכניס את ההשתלה בפרצופו של המארח, את פני המאר?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים לראדק Sindelka על עזרתו, וקאש Bresilla לסיוע עם בעלי צפרדע והכנת עובר. עבודה זו מומנה על ידי NIH באמצעות R01DE021109 המענק לHLS לורה Jacox מומן על ידי הרשל סמית בוגר המלגה באוניברסיטת הרווארד ומענק מלגה בודדת F30 F30DE022989-01 דרך NIDCR.
Materials
| Pasteur pipette | VWR | 14672-400 | Lime Glass |
| Size 5 3/4’’ | Cotton Plugged | ||
| Disposable | |||
| Graduated Transfer Pipette | VWR | 16001-180 | Disposable |
| Polyethylene | |||
| #5/45 forceps | Fine Science Tools by Dupont medical | 11251-35 | Angled 45 degrees |
| Standard Pattern Forceps | Fine Science Tools | 11000-20 | Straight; serrated tip |
| Stainless Steel; | |||
| 20cm long | |||
| Capillary Tubing (for needles) | FHC | 30-30-1 | Borosil 1.0mm OD x 0.5mm ID/Fiber |
| 100mm each | |||
| Cover slip | VWR | 48393 252 | 24x60mm |
| micro cover glass | or | or | |
| (for glass bridges) | 48393 230 | 24x40mm | |
| No.1.5 | |||
| Ficoll 400 | Sigma-Aldrich | F9378 | |
| Needle Puller | Sutter Instrument Co | Needle Puller: discontinued Filament: FB300B | The most similar, currently available needle puller is the P-97. For filaments, use Sutter 3.00mm square box filaments, 3.0mm wide. |
| Model P-80 | Flaming / Brown micropipette puller | ||
| (discontinued) | |||
| Stereomicroscope | Zeiss | ||
| Zeiss Stemi 1000 | |||
| Stereomicroscope Lighting by Fostec | Fostec | Use a light box with 2 fiberoptic arms. | |
| Nickel Plated Pin Holder | Fine Science Tools | 26018-17 | Jaw Opening Diameter: 0 to 1mm |
| Length: 17cm | |||
| Moria Nickel Plated Pin Holder | Fine Science Tools | 26016-12 | Jaw opening Diameter: 0 to 1mm |
| Length: 12cm | |||
| Tungsten Needles | Fine Science Tools | 10130-05 | 0.125mm Rod diameter |
| Van Aken Plastalina | Blick | #33268-2981 | |
| Modeling Clay- white, red or yellow | |||
| mMessage mMashine SP6 or T7 Kit | Ambion | AM1340 |
Referências
- Gorlin, R. J., Cohen, M., Levin, L. . Syndromes of the head and neck. , (1990).
- Trainor, P. Craniofacial birth defects: The role of neural crest cells in the etiology and pathogenesis of Treacher Collins syndrome and the potential for prevention. Am. J. Med. Gen. A. 152, 2984-2994 (2010).
- Dickinson, A. J., Sive, H. L. Development of the primary mouth in Xenopus laevis. Dev. Bio. 295, 700-713 (2006).
- Dickinson, A. J., Sive, H. L. Positioning the extreme anterior in Xenopus: cement gland, primary mouth and anterior pituitary. Sem. Cell Dev. Bio. 18, 525-533 (2007).
- Dickinson, A. J., Sive, H. L. The Wnt antagonists Frzb-1 and Crescent locally regulate basement membrane dissolution in the developing primary mouth. Dev. 136, 1071-1081 (2009).
- Gilbert, S. F. . Biologia do Desenvolvimento. , (2010).
- 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, 217-222 (2000).
- Grunz, H. Homoiogenetic neural inducing activity of the presumptive neural plate of Xenopus laevis. Dev. Growth Differ. 32, 583-589 (1990).
- Servetnick, M., Grainger, R. M. Changes in neural and lens competence in Xenopus ectoderm: evidence for an autonomous developmental timer. Dev. Bio. 112, 177-188 (1991).
- Servetnick, M., Grainger, R. M. Homeogenetic neural induction in Xenopus. Dev. Bio. 147, 73-82 (1991).
- Couly, G., Coltey, P., Le Douarin, N. The triple origin of skull in higher vertebrates: a study in quail-chick chimeras. Dev. 117, 409-429 (1993).
- Couly, G. F., Le Douarin, N. M. Mapping of the early neural primordium in quail-chick chimeras : I. Developmental relationships between placodes, facial ectoderm. 110, 422-439 (1985).
- Couly, G. F., Le Douarin, N. M. Mapping of the early neural primordium in quail-chick chimeras II. The prosencephalic neural plate and neural folds: Implications for the genesis of cephalic human congenital abnormalities. Dev. Bio. 120, 198-214 (1987).
- Lievre, A. L., Le Douarin, N. The early development of cranial sensory ganglia and the potentialities of their component cells studied in quail-chick chimeras. Dev. Bio. 94, 291-310 (1982).
- Kennedy, A., Dickinson, A. Median facial clefts in Xenopus laevis: roles of retinoic acid signaling and homeobox genes. Dev. Bio. 365, 229-240 (2012).
- Trainor, P., Tam, P. Cranial paraxial mesoderm and neural crest of the mouse embryo- codistribution in the craniofacial mesenchyme but distinct segregation in the branchial arches. Dev. 121, 2569-2582 (1995).
- Sive, H. L., Grainger, R. M., Harland, R. M. . Early Development of Xenopus laevis. , (2000).
- Tandon, P., Showell, C., Christine, K., Conlon, F. Morpholino injection in Xenopus. Methods Mol. Biol. 843, 29-46 (2012).
- Nieuwkoop, P. D., Faber, J. . Normal Table of Xenopus laevis (Daudin). , (1994).
