A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
שימוש עכברי כתב מצמידים את ההר שלם וסעיף מכתים, מיקרוסקופיה מבחני vivo מקל על הניתוח של המנגנונים העומדים בבסיס הדפוסים הנורמלים של דרך הנשימה. כאן אנו מתארים כיצד טכניקות אלה תרמו ניתוח איתות Wnt במהלך התפתחות קנה נשימה.
Wnt signaling pathways play critical roles during development of the respiratory tract. Defining precise mechanisms of differentiation and morphogenesis controlled by Wnt signaling is required to understand how tissues are patterned during normal development. This knowledge is also critical to determine the etiology of birth defects such as lung hypoplasia and tracheobronchomalacia. Analysis of earliest stages of development of respiratory tract imposes challenges, as the limited amount of tissue prevents the performance of standard protocols better suited for postnatal studies. In this paper, we discuss methodologies to study cell differentiation and proliferation in the respiratory tract. We describe techniques such as whole mount staining, processing of the tissue for confocal microscopy and immunofluorescence in paraffin sections applied to developing tracheal lung. We also discuss methodologies for the study of tracheal mesenchyme differentiation, in particular cartilage formation. Approaches and techniques discussed in the current paper circumvent the limitation of material while working with embryonic tissue, allowing for a better understanding of the patterning process of developing conducting airways.
פיתוח דרך נשימה הוא שיזם עוברי היום 9 (E9) עם הופעתו של תאים חיוביים Nkx2.1 ב endodermal גחון 1,2 במעי קדמי. הפרדת צינור ושט-קנה נשימה תפתור ידי E11.5 כשהצינורות ניתן להבחין כישויות נפרדות, כל אחת מוקף mesenchymal רקמות 3. איתות Wnt ממלא תפקיד מרכזי במפרט של דרכי הנשימה כמו מחיקת Wnt2 ו Wnt2b, שהביעו mesenchyme ומחיקה של β-קטנין splanchnic מן האפיתל הנשימה endodermal תגרום agenesis ריאות 4,5. המחקרים הקודמים שלנו נקבע כי מחיקה של WLS, הפרשה בתיווך רצפטור המטען של כל הליגנדים Wnt, מתוצאות בדרכי הנשימה endodermal ב hypoplasia ריאות, פגמים בהתפתחות כלי דם ריאתי דפוסים mis של mesenchyme קנה הנשימה 6,7. נתונים אלה תומכים בחשיבות של הקרו אפיתל mesenchymalss לדבר התמיינות תאים מפרט, כפי שהוא גם הוכח במחקרים אחרים 8,9.
המחקר של השלבים המוקדמים ביותר של התפתחות הריאות מסתמך על גנטיים, במבחנה טכניקות vivo לשעבר כי אפשרו לנו להבין מנגנונים טובים יותר נהיגה זהות הנשימה 10-16. תרבויות ריאות explant כולו על שלבי נוזלי אוויר כבר נוצלו נרחב כדי לחקור את ההשפעות של גורמי גדילה בשלבים המוקדמים של ריאתי הסתעפות morphogenesis 10,17,18. אמנם שיטה זו משמשת ההודעה של שינויים מורפולוגיים, כגון המורפוגנזה הסתעפות, אפנון ביטוי גנים, היא מוגבלת ללימוד בשלבים המוקדמים של תהליך התפתחותי, כמו התרבות עצמה אינה תומכת בפיתוח כלי הדם 17. פיתוח של סחוס קנה נשימה דורש פעמי דגירה כבר שעשויה להיות לא תואמים עם טכניקת תרבות זו.
כדי analyzדואר התפקיד של איתות Wnt במהלך היווצרות בדרכי נשימה, מתאמנים בטכניקות מקובלות כדי לענות על הצרכים של המחקרים העובריים שלנו. יש לנו שונה כרכים, פעמים מכתימות, רכיבת עיבוד להטבעת פרפין ועיתוי לסליקה של רקמות קנו נשימה וריאות. המטרה העיקרית של אופטימיזציה של הטכניקות המתוארות במחקר הנוכחי הייתה לנתח את השלבים המוקדמים של פיתוח קנה הנשימה אצל עכברים המתרחשים מ E11 ל E14.5. שימוש Axin2LacZ קו העכברים כתב לנו האתרים לקביעה מדויקת של פעילות Wnt / β-קטנין ב mesenchyme קנה הנשימה מתפתח. גם אנחנו צריכים להתאים לקטינים ההליך מכתים עבור רקמות קנה הנשימה הר שלם. לפיכך, הצלחנו לחזות condensations mesenchymal ולחזות אתרים שבהם chondrogenesis יתקיים. הכתמה של הר שלם וחתכים של רקמה עוברית שהתקבלה בעכברי WlsShhCre, בשילוב עם שיטות מיקרוסקופיה מתקדמות, אפשרה לנו לחשוף את התפקיד של הליגנדים Wnt המיוצרים על ידי traהאפיתל Cheal ב דפוסים קנה הנשימה.
בעלי חיים שוכנו בתנאים הפתוגן חינם. עכברים שטופלו על פי הפרוטוקולים שאושרו על ידי טיפול בבעלי חיים מוסדיים CCHMC ועדת שימוש (סינסינטי, אוהיו ארה"ב). עכברים מנוצלים ברחבי המחקרים הללו נשמרו רקע מעורב.
1. הר שלם X-galactosidase מכתים
2. לקטינים מכתימים
3. הר שלם Immunofluorescence מכתים מיקרוסקופית Confocal
התפשטות תאים 4.
Wnt / פעילות β-קטנין
מכתים ההר שלם Lac-Z זוהה רקמות קנו נשימה וריאות של עוברים מבודדים כתב Axin2 Lac -Z עכברי 11. אתרים של מכתים לציין פעילות Wnt / β-catenin. ניתוח סעיפים של מכתים הר שלם נק...
אירועים שבבסיס morphogenesis של דרכי הנשימה אינם מובנים לחלוטין, במיוחד את ההליכים הנדרשים דפוסים של דרכי הנשימה ניצוח. מחקרים קודמים השתמשו בטכניקות vivo לשעבר שבו explants בפיתוח מתורבת על שלבי נוזלי אוויר או מוטבע matrigel 21,22. מחקרים אלה הראו כיצד גורמי גדילה להשפיע ע?...
"החוקרים אין לי מה לחשוף."
אנו מכירים את עזרתו של מייק Muntifering ומאט Kofron עם הדמיה confocal וגייל Macke לנהלים היסטולוגית. עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות-NHLBI (K01HL115447 כדי DS).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anti Sox9 ab. | Millipore | AB5535 | 1:400 , rabbit |
Anti Sox9 ab. | Santa Cruz | Sc-20095 | 1:50, rabbit |
Anti Smooth Muscle Actin ab. | Sigma | A5228 | 1:2k, mouse |
Anti NKX2.1 ab. | Seven Hills | n/a | 1:100, guinea pig |
Anti NKX2.1 ab. | Seven Hills | n/a | 1:400, mouse |
Anti Brdu ab. | Abcam | AB1893 | 1:200, sheep |
Anti Brdu ab. | Santa Cruz | Sc-32323 | 1:4k, mouse |
PNA Lectin | Sigma | L 7381 | |
Secondary antibodies | Life technologies | Alexa fluor Molecular probes | |
K3Fe(CN)6 | Sigma | P8131 | |
K4Fe(CN)6 | Sigma-Aldrich | P3289 | |
MgCl2 | Sigma-Aldrich | M9272 | |
NaDOC | Life Technologies | 89905 | |
NP4O | Life Technologies | 85124 | |
Alcian Blue 8GX | Sigma | A-3157 | |
Fisher brand super-frost plus | Fisher | 12-550-15 | |
PFA (16%) | EMS | 15710 | |
PBS | Gibco | 70011-044 | |
Fetal Calf Serum | Sigma | 11K413 | |
Blocking reagent | Invitrogen | Component of TSA kit #2 ( T20932) | |
BrDu | Sigma | B5002-5g | |
Vectashield mounting medium | Vector labs | H-1000 | |
Permount | Fisher | SP15-500 | |
Tissue-loc cassettes Histoscreen | Fisher | C-0250-GR | |
Biopsy cassettes | Premiere | BC0109 | Available in different colors |
Nuclear fast red Kernechtrot 0.1% | Sigma | N3020 | |
Citric acid | Sigma | C1909-500G | |
Sodium citrate tribasic dihydrate | Sigma | S4641-1Kg | |
Trizma hydrochloride | Sigma | T5941-500G | |
Xylene | Pharmco-AAPER | 399000000 | |
Ethanol | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
Micro knives | FST | 10318-14 | |
Dumont #5 ceramic coated | FST | 11252-50 | |
Dumont #5CO | FST | 11295-20 | |
Dumont # 5 | FST | 91150-20 | |
Thermo/Shandon Excelsior ES | Thermo Fisher | ||
Microtome | Leica | RM2135 | |
Nikon i90 | Nikon | Wide field microscope | |
NikonA1Rsi | Nikon | Confocal microscopy. Settings:NikonA1 plus camera, scanner: Galvano, detector:DU4. Optics Plan Apo lambda 10X. Modality: Widefield fluorescence laser confocal. | |
Leica MS 16 FA | Leica | Fluorescence Dissecting microscope | |
Zeiss | Zeiss | Automated fluorescence microscope | |
Leica Application suite | Leica | Leica imaging software | |
NIS | Nikon | Nikon imaging software | |
IMARIS | Bitplane | Imaging processing software |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved