Eine Maus fetalen Hautmodell von 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
Fetal Haut Wunden heilen schneller und scarlessly bis spät in der Schwangerschaft ein. Fetal narben Wundheilung wird durch Regeneration der normalen Gewebearchitektur und Funktion. Der Übergang von einer narben Vernarbung Phänotyp tritt im dritten Trimester der Schwangerschaft beim Menschen und um embryonale Tag 18 (E18) in den Mäusen 2,3. Im Vergleich zu Erwachsenen ist fetalen Wundheilung durch schnelle Epithelisierung, Bindegewebsablagerung und Fibroblasten-Migration aus.
Viele Studien haben mögliche Erklärungen für das Phänomen der narbenfreien Wundheilung während der frühen fetalen Entwicklung angeboten. Die Entzündung ist eine grundlegende Komponente der Erwachsenen Wundheilung; jedoch fötalen Wunden durch einen Mangel an akuter Entzündung 4 gekennzeichnet. Ob dies eine Folge der funktionellen Unreife des Immunsystems während der fötalen Stadien bleibt unklar. Eine kürzlich durchgeführte Studie zeigte, dass die Unterschiede in der Fülle, matturity und Funktion von Mastzellen in E15 vs. E18 fötalen Haut kann für den Übergang von einer narben Phänotyp, zumindest in der Maus 3 durchgeführt wird. Andere Studien postulieren, dass Unterschiede in den Eigenschaften und Fülle von fötalen und erwachsenen Wund Makrophagen für die Reformierung von normalen extrazellulären Matrix (ECM), während der fetalen Wundheilung 5 zuständig sind.
Unterschiede in der Umweltfaktoren während der fetalen und adulten Entwicklung kann auch Auswirkungen auf die Wundheilung. Longaker und Kollegen zeigten, dass Wundflüssigkeit vom Fötus im Vergleich zu keiner in der Erwachsenenwundflüssigkeit 6 besitzt ein hohes Maß an Hyaluronsäure-stimulierende Aktivität. Folglich können höhere Niveaus von Hyaluronsäure, Glycosaminoglycan, das eine Mikroumgebung zuträglich Zellmotilität und Proliferation fördert, in der fetalen Wundumgebung zur narben Phänotyp während der frühen Entwicklung des Fötus gesehen verantwortlich. Andere Beweislinien weisen darauf hin, dass die Fetal Wundumgebung ist relativ hypoxämischen und in sterile Fruchtwasser reich an Wachstumsfaktoren 7 getaucht. Es wurde jedoch keine definitive Antwort für ein kritisches Ereignis oder Faktor während der Embryogenese, die den Übergang von der narbenfreien Regeneration fibrotische Reparatur löst vorgesehen.
Das Verständnis der Mechanismen für narbenheil im Fötus verantwortlich erfordert eine präzise und reproduzierbare Modell. Hier werden wir ausführlich ein reproduzierbares Modell der fetalen narben Wundheilung im Rücken E16.5 (narben) und E18.5 (Vernarbung) Maus-Embryonen. Zusätzlich können kleinere Abweichungen von diesem Modell verwendet werden, um eine Reihe von weiteren Untersuchungen wie Genexpressionsanalyse von fötalen Wunden und Haut 8,9 durchzuführen. Da die zeitgenaue Schwangerschaften sind entscheidend für eine erfolgreiche Wiederholung des fetalen narben Wundheilung Modell haben wir auch ausführlich unser Protokoll für die Superovulation zeitlich Schwangerschaften.
Protocol
Representative Results
Discussion
Das chirurgische Protokoll hier vorgestellten beschreibt eine excisional Modell des fötalen murinen narbenheil erste im Jahr 2006 von unserem Labor 10 veröffentlicht. Zusätzlich zu anderen etablierten Modelle der excisional Verwundung 11, Narben Modelle von fetalen Maus narbenheil existieren sowie 12,13. Untersuchungen des fetalen narben Wundheilung bei den Affen, Lamm, Kaninchen, Beutelratte, und Ratten wurden berichtet 14-17. Aber Mäuse sind ein ideales Modell für die E…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde zum Teil durch einen Zuschuss aus NIH R01 GM087609 (HPL), ein Geschenk von Ingrid Lai und Bill Shu zu Ehren von Anthony Shu (HPL), NIH Zuschusses U01 HL099776 (MTL), das Labor für Hagey unterstützt Pediatric Regenerative Medizin und der Oak Foundation (MTL und HPL). GGW wurde von der Stanford School of Medicine, der Stanford Medical Scientist Training Program unterstützt und NIGMS Ausbildungsförderung GM07365. MSH wurde von CIRM Clinical Fellow Ausbildungsförderung TG2-01159 unterstützt. WXH wurde durch Mittel aus dem Sarnoff Herz-Kreislauf-Stiftung.
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
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