Un modèle de la peau de souris fœtale de Scarless Wound Repair
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
Blessures fœtales de peau guérissent rapidement et scarlessly jusqu'à la fin de la gestation 1. Fœtale cicatrice réparation de la plaie est caractérisé par la régénération de l'architecture des tissus normaux et la fonction. Le passage d'une cicatrice à la cicatrisation phénotype se produit dans le troisième trimestre de la grossesse chez les humains et autour de jour embryonnaire 18 (E18) chez la souris 2,3. En comparaison à des adultes, fœtales réparation de plaie est caractérisée par une épithélialisation rapide, le dépôt de tissu conjonctif, et la migration des fibroblastes.
De nombreuses études ont offert des explications possibles pour le phénomène de cicatrisation sans cicatrice au cours du développement précoce du fœtus. L'inflammation est une composante fondamentale de la réparation des adultes de la plaie; Cependant, les blessures fœtales sont caractérisées par un manque d'inflammation aiguë 4. Si ce est une conséquence de l'immaturité fonctionnelle du système immunitaire au cours des étapes du fœtus demeure incertain. Une étude récente suggère que les différences dans l'abondance, maturity, et la fonction des mastocytes dans la peau fœtale E15 vs E18 peuvent être responsables de la transition d'un phénotype cicatrice, au moins chez la souris 3. D'autres études avancent que les différences dans les propriétés et l'abondance des macrophages de plaies foetales et adultes sont responsables de la réforme de la matrice extracellulaire normale (ECM) pendant la blessure fœtale réparation 5.
Les différences dans les facteurs environnementaux au cours du développement fœtal et adultes peuvent également affecter la cicatrisation des plaies. Longaker et ses collègues ont montré que la plaie fluide du fœtus possède des niveaux élevés d'activité de l'acide hyaluronique stimulant comparativement à aucun dans la plaie fluide 6 adultes. Par conséquent, des niveaux plus élevés de l'acide hyaluronique, un glycosaminoglycane qui favorise un micro-environnement favorable à la motilité cellulaire et de la prolifération, dans l'environnement de la plaie fœtal peuvent être responsables du phénotype cicatrice vu pendant le développement fœtal précoce. Autres lignes de point de preuves à l'effet que la fetal 'environnement de la plaie est relativement hypoxémique et immergée dans le liquide amniotique stérile riche en facteurs de croissance 7. Toutefois, aucune réponse définitive n'a été fournie pour un événement ou facteur critique durant l'embryogenèse qui déclenche la transition de la régénération cicatrice à la réparation fibrotique.
Comprendre les mécanismes responsables de la guérison sans cicatrice chez le fœtus nécessite un modèle précis et reproductible. Ici nous détaillons un modèle reproductible de fœtus la cicatrisation sans cicatrice dans le dos de E16,5 (cicatrice) et embryons a 18,5 (cicatrisation) de souris. En outre, des variations mineures de ce modèle peuvent être utilisés pour effectuer un certain nombre d'autres études, telles que l'analyse de l'expression des gènes des plaies fœtales et 8,9 de la peau. Étant donné que les grossesses chronométrés précisément sont essentielles pour la récapitulation succès de ce modèle de guérison de plaies sans cicatrice fœtale, nous avons également en détail notre protocole pour superovulation chronométré grossesses.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le protocole chirurgical présenté ici décrit un modèle excision des fœtus guérison sans cicatrice murin d'abord publié en 2006 par notre laboratoire 10. En plus d'autres modèles établis de blessure excision 11, modèles incision de fœtus guérison sans cicatrice murin existent ainsi 12,13. Enquêtes de fœtus cicatrisation sans cicatrice chez le singe, l'agneau, le lapin, l'opossum, et le rat ont été signalés 14-17. Cependant, les souris représent…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été financé en partie par une subvention du NIH subvention R01 GM087609 (à HPL), un cadeau d'Ingrid Lai et le projet de loi en l'honneur de Shu Shu Anthony (à HPL), subvention du NIH U01 HL099776 (MTL), le Laboratoire pour Hagey pédiatrique médecine régénérative et la Fondation Oak (MTL et HPL). GMV a été soutenu par l'École de médecine de Stanford, le Programme de formation scientifique médicale de Stanford, et l'octroi de formation NIGMS GM07365. MSH a été soutenu par CIRM clinique Fellow Subvention de formation TG2-01159. WXH a été soutenu par un financement de la Fondation Sarnoff cardiovasculaire.
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).
