Summary

인두 아치 전의 VIVO 문화는 심장과 근육 전구 세포와 그 틈새를 연구

Published: July 20, 2015
doi:

Summary

Here, we present a protocol to culture pharyngeal arches to study the biology of heart and muscle progenitor cells and their microenvironment.

Abstract

개발 배아의 인두​​ 중배엽은 머리와 심장 근육의 넓은 지역에 기여한다. 우리는 (또한 아가미 아치로 알려진) 인두 아치와 머리와 심장 전구 세포 개발 생체를 연구하는 새로운 방법을 개발했다. 이 방법을 사용하여, 우리는 최근 두 번째 인두 아치 자기 갱신 심장 전구 세포를 포함하고 마우스 심장 개발하는 동안 조상의 확장을위한 미세 역할을한다는 설명했다. 전구 세포는 아치 내부 분화와 광대 남아 있지만 신속하게 아치에서 마이그레이션 할 기능 심근된다. 우리는 또한 첫 번째 인두 아치는 아치를 떠난 후 myotubes에 상승을주는 근육 전구 세포를 포함보고했다. 여기, 우리는 해부와 마우스 배아 개발에서 제 1 및 제 2 인두 아치의 체외 배양 과정을 보여줍니다. 이 방법은 머리와 심장 전구 / 근육 dev에 공부를 할 수 있습니다심근 및 세부 생체에 myotube 형성을 포함 elopment.

Introduction

인두 중배엽 세포는 심장의 부분과 인두 근육 일으킨다. 배아 개발하는 동안, 두 번째 심장 분야에서 다 능성 심장 전구 세포는 인두 중배엽에서 마이그레이션 및 심장 유출 관과 우심실을 채우고, 그 이상 개발은 밀접하게 출생 결함과 출생 defect-의 선천성 심장 질환의 주요 원인과 관련된 인간 1-3 관련 사망. 최근의 연구는 인두 중배엽은 중배엽 심장 – 두개 안면 개발 4의 중요한 부분 만들기, 마음뿐만 아니라, 근육을 머리에 기여하고 있음을 증명하고있다. 따라서, 유도, 증식 및 인두 중배엽에서 머리와 심장 전구 세포의 분화를 포함하여 개발 프로세스가 활성화 조사 5-7 받고있다.

최근까지, 심장 전구 세포가 팽창 witho를 받아야하는지 여부 알려지지그들의 셀룰러 환경에 대한 정보의 부족으로 인해 부분적 UT 분화. 우리의 최근의 연구는 인두 아치가 심장과 근육 조상의 갱신을위한 미세 역할을하고 몇 주에 걸쳐 8 생체 전 배양 될 수 있음을 시사한다. 이 이식편 방법은 심장 – 두개 안면 전구 세포 생체의 개발을 연구하는 새롭고 독특한 기회를 제공합니다.

Protocol

모든 마우스는 존스 홉킨스 대학의 동물 시설을 -accredited 실험 동물 관리의 인증을위한 미국 협회 (AAALAC) 유지 및 실험 동물의 관리 및 사용에 대한 가이드에 설명 된 절차에 따라 수용했다. 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)는 모든 실험 프로토콜을 승인했다. 1. 실험 준비 60 분 동안 인산염 완충 용액에 10 % 태아 소 혈청 (FBS) (PBS)와 코트 12 웰 플레이트. 코팅 용액을 제거하…

Representative Results

그들은 증식과 머리와 심장 근육, 각각 (그림 1A, '과'을 ')되고, 1 차와 2 차의 인두 아치에서 마이그레이션으로 개발하는 동안, 얼굴 근육과 심장 전구 세포는 추적 할 수 있습니다. 인두 아치를 배양하는 세부 생체 심장과 근육 발달을 연구하는 독특한 방법을 제공합니다. 해부 및 인두 아치의 부착 후, 부착 아치에서 마이그레이션 세포 배양의 24 ~ 48 시…

Discussion

이 비디오에서는, 우리는 분리하고 9.5 일 이전 마우스 배아의 첫 번째 문화와 두 번째 인두 아치하는 방법을 보여줍니다. 인두 아치, 첫 번째 아치 8에서 두 번째 아치와 머리 근육 전구 세포 -in 배아 10, 11시에 마음을 만들기 위해 멀티 강력한 심장 전구 세포 – 빌딩 블록을 포함하는 개발 배아 (9)의 craniolateral 측면에 표시 부푼를 과도 분할된다 .

인두 …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank Kwon laboratory members for helpful discussions. This work was supported by grants from NHLBI/NIH (R01HL111198) and Maryland Stem Cell Research Fund (MSCRF).

Materials

FBS Hyclone SH30071.03
PBS + Ca2 + Mg2 Corning 21-030-CV
10cm petri plates Fishersci FB0875712
Scissor
Dissection forceps
Serum Free Media:
IMDM Cellgro 15-016-CV
Ham’s F12 Cellgro 10-080-CV
N2-SUPPLEMENT Gibco 17502-048
B27-retinoic acid Gibco 12587-010
10% BSA (in PBS) à (Invitrogen Cat#. P2489) Life Sciences P2489
100X Glutamine (Gibco Cat.# 25030-081) Gibco 35050-61
100X Pen/Strep (Gibco Cat#. 15070-063) Gibco 15140-122

References

  1. Kelly, R. G. The second heart field. Curr Top Dev Biol. 100, 33-65 (2012).
  2. Bruneau, B. G. The developmental genetics of congenital heart disease. Nature. 451, 943-948 (2008).
  3. Tzahor, E., Evans, S. M. Pharyngeal mesoderm development during embryogenesis: implications for both heart and head myogenesis. Cardiovasc Res. 91, 196-202 (2011).
  4. Uosaki, H., et al. Direct Contact with Endoderm-like Cells Efficiently Induces Cardiac Progenitors from Mouse and Human Pluripotent Stem Cells. PLoS One. 7 (10), e46413 (2012).
  5. Cheng, P., et al. Fibronectin mediates mesendodermal cell fate decisions. Development. 140, 2587-2596 (2013).
  6. Kwon, C., et al. A regulatory pathway involving Notch1/beta-catenin/Isl1 determines cardiac progenitor cell fate. Nature cell biology. 11, 951-957 (2009).
  7. Shenje, L. T., et al. Precardiac deletion of Numb and Numblike reveals renewal of cardiac progenitors. Elife. 3, e02164 (2014).
  8. Grevellec, A., Tucker, A. S. The pharyngeal pouches and clefts: Development, evolution, structure and derivatives. Semin Cell Dev Biol. 21, 325-332 (2010).
  9. Kwon, C., Cordes, K. R., Srivastava, D. Wnt/beta-catenin signaling acts at multiple developmental stages to promote mammalian cardiogenesis. Cell Cycle. 7, 3815-3818 (2008).
  10. Cho, G. S., Fernandez, L., Kwon, C. Regenerative medicine for the heart: perspectives on stem-cell therapy. Antioxid Redox Signal. 21, 2018-2031 (2014).
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Cite This Article
Andersen, P., Kwon, C. Ex Vivo Culture of Pharyngeal Arches to Study Heart and Muscle Progenitors and Their Niche. J. Vis. Exp. (101), e52876, doi:10.3791/52876 (2015).

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