Summary

Için bir sistem<em> Ex vivo</emEmbriyonik Pankreas> ekimi

Published: August 27, 2012
doi:

Summary

Burada, fare embriyonik pankreas izolasyonu, kültür ve manipülasyon için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu mükemmel bir temsil<em> Ex vivo</emMorfolojilerinden, farklılaşma ve büyüme gibi pankreas gelişiminin çeşitli yönlerini incelemek için> sistemi. Pankreatik tomurcuk eksplantlar birkaç gün boyunca kültürlendi ve bütün monte immunofloresans ve canlı görüntüleme de dahil olmak üzere farklı uygulama, bir dizi içinde kullanılabilir.

Abstract

Pankreas sindirim enzimleri ve kan şekeri düzeylerini 1 düzenlenmesi üretimi dahil olmak üzere vücudun hayati fonksiyonları kontrol eder. Geçtiğimiz on yıl içinde birçok çalışma pankreas organogenez anlamak için sağlam bir temel katkıda bulunmuş olsa da, önemli boşluklar erken pankreas oluşumu 2 bilgimizi devam etmektedir. Bu erken olayların tam bir anlayış bu organın gelişimini içgörü sağlayabilir, ama aynı zamanda, diyabet veya pankreas kanseri gibi pankreas hedef tedavi edilemez hastalıklar, girer. Son olarak, bu bilgi diyabet kapsamında hücre-değiştirme tedavileri geliştirmek için bir şablon oluşturur.

Embriyo oluşumu sırasında, pankreas embriyonik gün dorsal ve ventral foregut endodermal fare embriyo 3,4 (E) 9,5 farklı embriyonik çıkıntılar meydana gelmektedir. Hem çıkıntılar sağlam epitel olarak çevredeki mezenşimi içine tersyüz etmektam olgun organı 2,5,6 oluşturmak için dallanma ve farklılaşması, proliferasyonu geçmesi l tomurcukları. Son bulgular insülin üreten β-hücreleri dahil olmak üzere pankreas hücre soylarının, büyüme ve farklılaşma dallanma pankreas epiteli 7,8 içinde uygun doku mimarisi, epitel şekillenmesi ve hücre konumlandırma bağlıdır ileri sürmüşlerdir. Ancak, morfolojilerinden dallanma nasıl oluşur ve pankreasta proliferasyon ve farklılaşma ile koordine edilir ölçüde bilinmemektedir. Bu morfogenetik olaylar son derece dinamik ise bu gelişim süreçleri hakkında güncel bilgi, sabit numunelerinin analizi neredeyse sadece güvendi olması nedeniyle kısmen olduğunu.

Burada, diseksiyon ve gelişmekte olan pankreas (Şekil 1) doğrudan görüntülenmesine izin cam alt yemekleri hakkında kültürleme fare embriyonik pankreas tomurcukları ex vivo için bir yöntem sunulmuştur. Bu külture sistemi ideal Özellikle, canlı hücre görüntüleme, konfokal lazer tarama mikroskopi için tasarlanmış ve. Pankreatik eksplantlar, sadece yabani-tip fare embriyolarından hazırlanmış, fakat, aynı zamanda genetik mühendisliği fare suşu (örneğin, transgenik veya nakavt) için, mutant fenotipleri gerçek zamanlı çalışmalar sağlayan edilebilir. Dahası, bu ex vivo kültür sistemi çoğalması ve büyümesi, uzama, dallanma, tubulogenesis ve farklılaşması ile ilgili nicel veriler elde etmek sağlayan, pankreas gelişimi üzerinde kimyasal bileşiklerin etkilerini incelemek için değerlidir. Sonuç olarak, yüksek çözünürlüklü görüntüleme ile kombine bir ex vivo pankreas eksplant kültür yöntemi geliştirilmesi de gelişmekte olan fare embryo içinde meydana gibi morfogenetik ve farklılaşma olayları gözlemlemek için güçlü bir platform sağlar.

Protocol

Burada açıklanan protokol başlangıçta Percival ve Bolluk 9 açıklanan ve konfokal mikroskopi için optimize tekniği adapte edilmiştir. 1. Glass Bottom Kültür Yemekleri Kaplama Aşağıdaki adımları bir laminar akış başlık steril koşullar altında gerçekleştirilmelidir. Pankreas eksplantları 20-mm çaplı cam mikro alt (örneğin Mattek Corporation) ile 35 mm Petri kapları içinde kültüre. Eksplant kültür ba?…

Discussion

Pankreas kaderi belirtildiğinde sonra, pankreas progenitör hücreler sonunda olgun ve fonksiyonel bir organdır 2,4 oluşturmak için kapsamlı çoğalma, farklılaşma ve morfonogenezi tabi. Şu anda, dallanma nasıl pankreas yer alır ve nasıl progenitör çoğalması ve farklılaşması bağlı büyük ölçüde bilinmemektedir. Pankreas eksplant kültürleri bu süreçlerin ex vivo 5,9,11 aydınlatmak için ideal bir sistem temsil eder. Erken pankreas tomurcukları ex vivo

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Araştırma Spagnoli lab. Helmholtz Topluluğu, FP7-IRG-2008-ENDOPANC hibe ve ERC-2009-Başlangıç ​​HEPATOPANCREATIC Grant tarafından finanse edilmektedir.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments
Antibodies:
Carboxypeptidase
E-cadherin
F-actin
Glucagon
Insulin
β1-integrin
Pdx1
Pdx1
Phospho-Histone H3
AbD Serotec
Invitrogen
Molecular Probes
ImmunoStar
Millipore
Millipore
Abcam
Hybridoma bank
Cell Signalling
1810-0006
13-1900
A-12373
20076
4011-01
MAB1997
ab47267
F109-D12
9706
 
Basal Medium Eagle (BME) Sigma B1522-500ML Kept in sterile conditions
Cell culture grade water PAA S15-012 Kept in sterile conditions
Culture dishes (glass-bottomed), 35-mm MatTek Corporation P35G-0-20-C  
Donkey Serum Chemicon S30-100 ml  
Fetal calf serum Gold PAA A15-151 Kept in sterile conditions
Fibronectin Invitrogen 330100-8 Stock sol. 1 mg/ml in cell culture grade water
Gentamicin Invitrogen 15750-037 Kept in sterile conditions
Glutamine Invitrogen 25030-024 Kept in sterile conditions
4-well Multidishes Nunc 176740  
Microscopes:
Inverted Confocal Microscope (LSM 700)
Stereomicroscope (Discovery V12)
Zeiss

Zeiss
  Objectives:
C-Apochromat 10X / 0.45 W M27 (work. dist. 1.8 mm; imaging depth ~100 mm); C-Apochromat 40X / 1.2 W Corr M27 (work. dist. 0.28 mm; ~imaging depth 50 μm)

Transillumination from below and fiber-optic illumination from above
Paraformaldehyde Roth 0335.3 Stock solution 20%
Pasteur Pipet (Glass), 150 mm VWR HECH567/1  
Penicillin/Streptomycin PAA P11-010 Kept in sterile conditions
Petri dishes, 60 mm Greiner Bio-One 628102  
Petri dishes, 35 mm Greiner Bio-One 627161  
1X PBS, pH7.4 PAA H15-002 Kept in sterile conditions
Spring Scissors 8 mm blade curved Fine Science Tools 15023-10  
Triton-X100 Roth 3051.3  
Watchmaker’s foreceps Dumont #5 Roth K342.1  

References

  1. Slack, J. Developmental biology of the pancreas. Development. 121, 1569-1580 (1995).
  2. Pan, F., Wright, C. Pancreas organogenesis: from bud to plexus to gland. Dev. Dyn. 240, 530-565 (2011).
  3. Puri, S., Hebrok, M. Cellular Plasticity within the Pancreas- Lessons Learned from Development. Developmental Cell. 18, 342-356 (2010).
  4. Spagnoli, F. M. From endoderm to pancreas: a multistep journey. Cell. Mol. Life Sci. 64, 2378-2390 (2007).
  5. Hick, A. -. C. Mechanism of primitive duct formation in the pancreas and submandibular glands: a role for SDF-1. BMC Dev. Biol. 9, 1-17 (2009).
  6. Villasenor, A., Chong, D., Henkemeyer, M., Cleaver, O. Epithelial dynamics of pancreatic branching morphogenesis. Development. 137, 4295-4305 (2010).
  7. Kesavan, G. Cdc42-Mediated Tubulogenesis Controls Cell Specification. Cell. 139, 791-801 (2009).
  8. Zhou, Q. A Multipotent Progenitor Domain Guides Pancreatic Organogenesis. Developmental Cell. 13, 103-114 (2007).
  9. Percival, A., Slack, J. Analysis of pancreatic development using a cell lineage label. Exp. Cell Res. 247, 123-132 (1999).
  10. Miralles, F., Czernichow, P., Ozaki, K., Itoh, N., Scharfmann, R. Signaling through fibroblast growth factor receptor 2b plays a key role in the development of the exocrine pancreas. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 6267-6272 (1999).
  11. Puri, S., Hebrok, M. Dynamics of embryonic pancreas development using real-time imaging. Dev. Biol. 306, 82-93 (2007).
  12. Magenheim, J. Blood vessels restrain pancreas branching, differentiation and growth. Development. 138, 4743-4752 (2011).
  13. Nagy, A., Gertsenstein, M., Vintersten, K., Behringer, R. . Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual. , (2003).
  14. Horb, L. D., Slack, J. M. Role of cell division in branching morphogenesis and differentiation of the embryonic pancreas. Int. J. Dev. Biol. 44, 791-796 (2000).
  15. Muzumdar, M., Tasic, B., Miyamichi, K., Li, L., Luo, L. A global double-fluorescent Cre reporter mouse. Genesis. 45, 593-605 (2007).

Play Video

Cite This Article
Petzold, K. M., Spagnoli, F. M. A System for ex vivo Culturing of Embryonic Pancreas. J. Vis. Exp. (66), e3979, doi:10.3791/3979 (2012).

View Video