DP הוא חתן פרס רות Kirschstein DA021977 1F32-01A1 מן המכון הלאומי האמריקני לשימוש בסמים. עבודה זו נתמכה על ידי מ &#39;מרגרט Alkek קרן אל RHF.

<html> I. סקירה סכמטית: <img src="/files/ftp_upload/old/1027_2009_1_22_2/Figure1.png" alt="איור 1" width="460" height="384" /> סרט הווידאו הזה מדגים את השלבים השונים assay לזירוז העצבית בעובר האפרוח. ראשית, העובר המארח explanted בתרבות חדשות [NI1]. לאחר מכן, הוא עובר donnor explanted ב מליחים הצומת של Hensen (להלן: &quot;המארגן&quot; של חומוס) מסומן עם פלורסנט DiI לצבוע [NI2]. הצומת של Hensen הוא נכרת מן העובר donnor [NI3] ו המושתלים לעובר לארח [NI4, NI5]. העובר המארח הוא תרבותי אז עד 22 שעות, לאחר תקופת רקמות donnor יש המושרה ציר חוץ רחמי באזור המארח opaca [NI6]. בעקבות התרבות, העובר מארח קבוע ומעובד photooxidation בנוכחות DAB: לפי התגובה הכימית, תאים donnor הנגזרים, אשר מופיעים תחת אדום פלואורסצנטי FITC לפני photooxidation [NI7], להיות עם חום התגובה הבאה DAB [NI8]. העובר מעובד ואז ב הכלאה באתרו בטוש עצביים [NI8]; רקמות מארח נגזר יצרה רקמה עצבית בנוכחות השתל donnor. רקמה זו מופיעה כחול. 1: הכנת העובר מארח לתרבות חדש <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זה פרוטוקול עצביים assay אינדוקציה מתחיל עם ביצים, כי כבר מודגרות כדי המבורגר &amp; שלב המילטון 3 + (או HH3 +). ביצים אלה היו מודגרות הניח בצד שלהם בתוך חממה ולח במשך 13 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את העובר מארח לתרבות החדשה (3.1 צעדים. ל 5.5 9). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכסים את פני השטח של העובר לארח עם מלח 200 μl. זה יקל על העברת מאוחר יותר והמיקום של השתל donnor. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבסוף, לכסות את הרכבה עם צלחת הפוכה פלקון 35 מ&quot;מ תרבות. </li></ol> 2: Explanting העובר donnor ב מלוחים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את הביצה על ידי הקשה על הקליפה עם מלקחיים והסרת חתיכות של הקליפה, סביב הקליפה. הסרת החלק העליון של הקליפה וזורקים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את אלבומין עבה עם מלקחיים, ו להטות את שק החלמון עם מלקחיים גס כל כך עובר את פניהם כלפי מעלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת מספריים בסדר, לחתוך ריבוע של שק חלמון סביב העובר. מוציאים את העובר מן החלמון עם כפית, ומניחים צלחת ובה PBS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת מלקחיים, לנתק את העובר donnor מאזור pellucida. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת donnor עובר לצלחת מכוסה Sylgard המכיל PBS. </li></ol> 3: תיוג, גוזמות ואת השתלת שתל donnor <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת חולץ microelectrode, למשוך 50 pipettes זכוכית μl microcapillary. מתחת למיקרוסקופ, לחתוך את קצה micropipette באמצעות מלקחיים בסדר. Micropipette מקום בצלחת פטרי מרופדת עם סרט של הפלסטלינה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את פתרון צבע אשר ישמש את התווית לפני השתלת שתל: carbocyanine לצבוע DiI (1,1 &#39;-dioctadecyl-3, 3,3 &quot;, 3&#39;-tetramethylindocarbocyanine פרכלורט): ראשית, להכין מלאי של DiI ב 1ml אתנול מוחלט על 0.5%. מלאי זה יכול להיות מאוחסן על 20C-בחושך. באמבט מים נקבע על 42 ° C, prewarmed לערבב 40 μl מניות DiI כדי סוכרוז 0.3M 360μl. טמפרטורת המים באמבטיה הוא הכרחי על מנת למנוע משקעים של DiI היווצרות של גבישים לא מסיסים. בקצרה ספין פתרון spectrafuge מיני (שניות 50-10). הפתרון DiI עכשיו הוא מוכן לשימוש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות סיכות חרקים, לאבטח את העובר donnor בתחתית צלחת מכוסה Sylgard. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גב למלא את micropipette עם DiI. על ידי הפעלת לחץ עדין באמצעות הרכבה צינור aspirator, להחיל בולוס קטן DiI לצומת של Hensen. ודא את הצומת כולו של Hensen מסומן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת פיפטה microcapillary או סכין microdissecting, לחתוך הצומת של Hensen (&quot;מארגן&quot;, שתל donnor). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמן את הצד הגחוני ולסיים האחורי של השתל עם ארגמן. פעולה זו תבטיח כי השתל ממוקם עם אוריינטציה dorso-הגחון ראוי בשלב 4.3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש 200μl Gilson פיפטה, העברת שתל לעובר המארח. </li></ol> 4: אבטחת שוחד culturing העובר מארח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר מלוחים מעובר המארח, מוודא שתל נשאר מיקומו בסמיכות עם האתר המארח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת פיפטה microcapillary או סכין microdissecting, לעשות חתך קטן (80-100μm) באזור pellucida / אזור אזור opaca הגבול, ברמה של הצומת של Hensen של העובר המארח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת פיפטה microcapillary או microdissecting, מיקום הסכין, כך שתל בצד הגחון פנים כלפיכם, ואת הקצה האחורי מקביל לאזור המקבילה העובר המארח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר מלוחים הנותרים, והתהליך העובר מארח לתרבות חדשה עבור שעות 81-22 (6.1-6.6 צעדים 9). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העובר מארח קבוע אז לילה ב 4 ° C (7.1-7.7 צעדים 9). </li></ol>דואר &quot;&gt; 5: Photooxidise השתל מתחת פלואורסצנציה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתחת למכסה המנוע קטר, להכין פתרון DAB עובד טריס חיץ: ממיסים מצע DAB (3,3 &#39;-diaminobenzidine tetrahydrochloride) ב טריס חיץ (100mm טריס-HCl, pH 7.4) בשעה 500μg/ml; לשמור על פתרון בחושך, על הקרח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את העובר פעמיים PBS עבור 5 mn כל פעם טריס חיץ במשך 5 mn. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת העובר לשקופית זכוכית חלל המכיל 1 חיץ מ&quot;ל טריס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלף את הפתרון למאגר טריס עם פתרון DAB 1.5 מ&quot;ל. השלך Eppendorf קצה בדלי המכיל פתרון אקונומיקה 10% על מנת לטהר DAB. מניחים coverslip על גבי השקופית חלל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת פלואורסצנטי (isothiocyanate והעמסת) FITC, למקד את המטרה של המיקרוסקופ על השתל (תאים donnor יופיעו אדום ניאון) ולחשוף את הקרינה FITC עד שכל התאים האדומים פלורסנט הפכו חום (זה קורה כתוצאה של DiI fluorochrome להיות photoconverted כדי גבישים חומים מסיסים, על ידי חשיפה גל עירור FITC (488nm) בנוכחות DAB. תהליך זה לוקח בין 20 mn ו 2 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר השלמת התגובה photooxidation, להסיר את coverslip באמצעות מלקחיים בסדר. העברת העובר על זכוכית בקבוקון המכיל 20 מ&quot;ל scintillation PBTw (או PBS עם 0.1% Tween-20). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בטל DAB מ coverslip והחלק זכוכית חלל על ידי דוגרים בפתרון אקונומיקה 10%. </li></ol> 6: תהליך העובר על בצילום באתרו הכלאה, וכן חתך <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך ב הכלאה באתרו (3.7-6.5 צעדים 9), דוגרים העובר רק DIG בדיקה שכותרתו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך לצלם (שלב 8.2 9) חתך (צעדים 8.3 ו 8.4 9). </li></ol> נציג תוצאות בדוגמה הבאה של assay השראה עצבית, השתל donnor מוצג להשרות את הביטוי של חסרי זנב את הסמן מן הרקמה העצבית מארח נגזר. בדוגמה זו בפרט, אנו העריכו את רכישת יכולת גרימת העצבית של אזורים עובריים אשר בדרך כלל אין את היכולות &quot;מארגן&quot;: השתל donnor שמקורו בעובר שבו האזור &quot;מארגן&quot; הוסר בניתוח בשלב מן העובר donnor 3 +. בעקבות אבלציה, העובר donnor מותר לפתח תרבות חדשה, עד החור הגליד ואת מבנה הדומה הצומת של Hensen יצרה. מבנה זה מסומן אז עם DiI, נכרת מן העובר donnor ו מורכבים לגבול pellucida / אזור אזור opaca של העובר שורה. בעקבות התרבות החדשה, ציר מיניאטורי נוצר העובר בסמוך המארח: זה ציר מיניאטורי כולל מוט של תאים אדומים (donnor נגזר) ומבנה הראש כמו (המארח נגזר): ב (א), donnor הנגזרות DiI שכותרתו תאים מוצגים לפני קיבוע תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי FITC. אלה donnor הנגזרות התאים התרבו כדי ליצור notochord מיניאטורי, המופיע כמו מוט של תאים אדומים. (ב) בעקבות photoconversion של DiI, אלה donnor הנגזרות תאים להופיע חום. שתל donnor יש המושרה היווצרות של רקמה עצבית מהמחשב המארח: רקמה זו מורכבת מבשרי עבור המוח, כפי שמתגלה למטרות הבאות סמן חסרי זנב של הכלאה באתרו על ידי הביטוי שלהם [נדפס מתוך 6]. <img src="/files/ftp_upload/old/1027_2009_1_22_3/Figure 2.png" alt="דמות 2" width="230" height="154" /> הערה: הליך זה, השתמשנו בתאי DiI שכותרתו כדי לבדל עצביים וגורם donnor רקמות (אדום / חום) של המחשב המארח נגזר רקמות &quot;עצבית&quot; (כחול). במקום להשתמש חומוס נגזר, DiI שכותרתו שתל donnor, חלק מחברי להשתמש גם רקמות donnor שמקורם בעוברים שליו במקום חומוס [למשל 6]. זו שיטה חלופית גם מאפשר לבדל donnor מרקמות המארח. במקרה זה, את השתל (רקמה donnor) מקורו ביצי שליו במקום ביצי תרנגולת. בעקבות צעד 4.5, המארח מעובד עבור אימונוהיסטוכימיה הר שלם עם נוגדן ספציפי שליו רקמות (QCP1) וצעדים 3.1-3.4 ו 5.1-5.7 מושמטות מן הפרוטוקול. דוגמה של הליך זה אלטרנטיבה מוצג להלן: במקרה זה, השתמשנו בהליך ניסיוני זהה A, B, אבל השתמשנו שליו שמקורם ברקמה donnor (כפי שמוצג על ידי ביטוי של נוגדן QCPN [חום]): מחדש צומת שמקורם בעובר שליו מושרה יש את הביטוי של פאן עצביים סמן Sox2 ב לארח את [נדפס מתוך 6]: <img src="/files/ftp_upload/old/1027_2009_1_22_4/Figure 3.png" alt="איור 3" width="154" height="230" />

<ol>
	<li>Waddington, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiments+on+the+development+of+chick+and+duck+embryos,+cultivated+in+vitro.">Experiments on the development of chick and duck embryos, cultivated in vitro.</a> Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. 221, 179-230 (1932).</li><li>Waddington, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+by+the+primitive+streak+and+its+derivatives+in+the+chick.">Induction by the primitive streak and its derivatives in the chick.</a> J. Exp. Biol. 10, 38-46 (1933).</li><li>Gallera, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excision+et+transplantation+des+diff&amp;eacute;rentes+r&amp;eacute;gions+de+la+ligne+primitive+chez+le+poulet.">Excision et transplantation des diff&amp;eacute;rentes r&amp;eacute;gions de la ligne primitive chez le poulet.</a> C. R. Ass. Anat. 49, 632-639 (1964).</li><li>Gallera, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Primary+induction+in+birds.">Primary induction in birds.</a> Adv. Morph. 9. , 149-180 (1971).</li><li>Serbedzija, G. N., Fraser, S. E., Bronner-Fraser, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathways+of+neural+crest+cell+migration+in+the+mouse+embryo+as+revealed+by+vital+dye+labeling.+Development+108.">Pathways of neural crest cell migration in the mouse embryo as revealed by vital dye labeling. Development 108.</a> , 605-612 (1990).</li><li>Psychoyos, D., Stern, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restoration+of+the+organizer+after+radical+ablation+of+Hensen's+node+and+the+anterior+primitive+streak+in+the+chick+embryo.+Development+122.">Restoration of the organizer after radical ablation of Hensen's node and the anterior primitive streak in the chick embryo. Development 122.</a> , 3263-3273 (1996).</li><li>Joubin, K., Stern, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+interactions+continuously+define+the+organizer+during+the+cell+movements+of+gastrulation.">Molecular interactions continuously define the organizer during the cell movements of gastrulation.</a> Cell. 98, 559-571 (1999).</li><li>Streit, A., Berliner, A. J., Papanayotou, C., Sirulnik, A., Stern, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Initiation+of+neural+induction+by+FGF+signaling+before+gastrulation.">Initiation of neural induction by FGF signaling before gastrulation.</a> Nature. , 406-474 (2000).</li><li>Psychoyos, D., Finnell, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+for+Culture+of+Early+Chick+Embryos+ex+vivo+(New+Culture.">Method for Culture of Early Chick Embryos ex vivo (New Culture.</a> JoVE. 20, 10-3791 (2008).</li></ol>

סרט הווידאו הזה מדגים את השלבים השונים בביצוע assay לזירוז עצביים; זה assay משמש בעיקרו על אפיון של המשוערת מולקולות גרימת עצבית חומוס, וכך ניתן להשתמש במגוון רחב של יישומים, החל micromanipulations העוברית 1-4; 6 אל מפלי נפרמים חדש איתות 7,8, כולם במטרה להבין את השלב הראשונ?...

<table><tbody><tr><td>Eggs</td><td>Animal</td><td>Charles River Laboratories</td><td>Premium Fertile</td><td>Fertilized, HH3+ (14 hr)</td></tr><tr><td>Stereomicroscope</td><td>Microscope</td><td>Leica Microsystems</td><td>MZ9.5 or similar</td><td></td></tr><tr><td>Hybridization Incubator</td><td>Equipment</td><td>Robbins Scientific, SciGene</td><td>M1000</td><td>Use with inverted Pyrex dish and 500 ml ddH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O beaker</td></tr><tr><td>Marsh Automatic Incubator</td><td>Equipment</td><td>Lyon</td><td>RX</td><td></td></tr><tr><td>Pyrex dish </td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Watchmaker&amp;rsquo;s glass 50mm</td><td>Tool</td><td>VWR international</td><td>66112-060</td><td></td></tr><tr><td>Glass rings</td><td>Tool</td><td>Physical Plant facility</td><td></td><td>cut 4 mm thick sections of glass tubing (27 mm outer diam, 25 mm inner diam). Do not fine polish.</td></tr><tr><td>Curved Forceps (1)</td><td>Tool</td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>72991-4C</td><td></td></tr><tr><td>Forceps (2)</td><td>Tool</td><td>Fine Science Tools</td><td>11002-13</td><td>blunt ended using sharpening Stone and 100ul mineral oil</td></tr><tr><td>Fine scissors</td><td>Tool</td><td>Fine Science Tools</td><td>14161-10</td><td></td></tr><tr><td>Plastic dishes</td><td>Tool</td><td>Falcon BD</td><td>353001</td><td></td></tr><tr><td>Rubber Bulb</td><td>Tool</td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>70980</td><td></td></tr><tr><td>DiI</td><td>Reagent</td><td>Invitrogen</td><td>D-282</td><td></td></tr><tr><td>Aspirator tube assembly</td><td>Tool</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A5177-5EA</td><td></td></tr><tr><td>Micr&amp;#8211;lectrode puller</td><td>Equipment</td><td>Sutter Instrument Co.</td><td>Sutter InstrumentsP-97 Flaming/Brown Micropipette</td><td></td></tr><tr><td>Pasteur Capillary Pipette</td><td>Tool</td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>70950-12</td><td>round edge under flame</td></tr><tr><td>Culture chamber</td><td>Tool</td><td>Pioneer Plastics</td><td>030C</td><td></td></tr><tr><td>Microcapillary tube</td><td>Tool</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P1049-1PAK</td><td></td></tr><tr><td>Microdissecting knife</td><td>Tool</td><td>Fine Science Tools</td><td>10056-12</td><td>Use to puncture cavities prior to in situ hybridization</td></tr><tr><td>Minuten pins 0.2mm diam</td><td>Tool</td><td>Fine Science Tools</td><td>26002-20</td><td>Mix 1 part Curing Agent, 9 parts Base; set O/N at 37C</td></tr><tr><td>Diethylpyrocarbonate (depc)</td><td>Reagent</td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>15710</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184 Silicon Elastomer Curing Agent and Base</td><td></td><td>Dow Corning</td><td>0001986475</td><td>Mix 1 part Curing Agent, 9 parts Base; set O/N at 37C</td></tr><tr><td>Diethylpyrocarbonate (depc)</td><td></td><td>Acros Organics</td><td>10025025</td><td>Add 1ml depc to 1l PBS; shake; autoclave</td></tr><tr><td>16% PFA</td><td></td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>15710</td><td></td></tr></tbody></table>

assay for neural induction in the chick embryo

עובר אפרוח הוא כלי רב ערך במחקר ההתפתחות העוברית המוקדמת. שקיפות, שלה נגישות וקלות מניפולציה, ולהפוך אותו כלי אידיאלי לחקר היווצרות דפוסים הראשונית של מערכת העצבים. סרט הווידאו הזה מדגים כיצד רקמה מארגן השתל לתוך לארח, שיטה שבאמצעותה הצומת s Hensen (מארגן בעובר האפרוח) היא מורכבים כדי האאקטודרם מארח המוסמכות. שתל מארגן מורה שמעל na יש רקמת לאמץ גורל אותות עצביים באמצעות גרימת עצביים. מנגנון זה נקרא אינדוקציה עצביים, ומהווה את השלב הראשוני להיווצרות של המוח וחוט השדרה ב אמניוטים. שיטה זו משמשת בעיקר לאפיון המשוערת של מולקולות גרימת עצבית חומוס. סרט הווידאו הזה מדגים את השלבים השונים assay לזירוז עצביים; ראשית, העובר donnor הוא explanted והצמיד על צלחת. ואז, העובר מארח מוכן תרבות חדשה. השתל הוא נכרת ו להשתיל את השוליים באזור המארח pellucida. המארח הוא תרבותי עבור 18-22 שעות. הרכבה הוא קבוע מעובד עבור יישומים נוספים (למשל הכלאה באתרו). שיטה זו פותחה במקור על ידי וודינגטון<sup&gt; 1,2</sup&gt; ו Gallera<sup&gt; 3,4</sup&gt;.

Watch this Scientific Journal Video about Assay for Neural Induction in the Chick Embryo at JoVE.com

Assay for Neural Induction in the Chick Embryo

אינדוקציה עצבית היא הצעד הראשון ביצירת המוח. זהו המנגנון שבאמצעותו הצומת של Hensen (מארגן), מורה רקמות סמוכות לאמץ גורל עצביים, כלומר להצמיח מערכת העצבים. וידאו זה מדגים assay לזירוז העצבית בעובר האפרוח.

Assay עבור אינדוקציה עצבית בעובר צ&#39;יק

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ...

assay-for-neural-induction-in-the-chick-embryo

Research

JoVE Journal

Biology

17.1K Views.  Texas A&M University (TAMU). אינדוקציה עצבית היא הצעד הראשון ביצירת המוח. זהו המנגנון שבאמצעותו הצומת של Hensen (מארגן), מורה רקמות סמוכות לאמץ גורל עצביים, כלומר להצמיח מערכת העצבים. וידאו זה מדגים assay לזירוז העצבית בעובר האפרוח.

Video: Assay for Neural Induction in the Chick Embryo

Dual Labeling of Neural Crest Cells and Blood Vessels Within Chicken Embryos Using ChickGFP Neural Tube Grafting and Carbocyanine Dye DiI Injection

All developing organs need to be connected to both the nervous system (for sensory and motor control) as well as the vascular system (for gas exchange, fluid and nutrient supply). Consequently both the nervous and vascular systems develop alongside each other and share striking similarities in their branching architecture. Here we report embryonic manipulations that allow us to study the simultaneous development of neural crest-derived nervous tissue (in this case the enteric nervous system), and the vascular system. This is achieved by generating chicken chimeras via transplantation of discrete segments of the neural tube, and associated neural crest, combined with vascular DiI injection in the same embryo. Our method uses transgenic chickGFP embryos for intraspecies grafting, making the transplant technique more powerful than the classical quail-chick interspecies grafting protocol used with great effect since the 1970s. ChickGFP-chick intraspecies grafting facilitates imaging of transplanted cells and their projections in intact tissues, and eliminates any potential bias in cell development linked to species differences. This method takes full advantage of the ease of access of the avian embryo (compared with other vertebrate embryos) to study the co-development of the enteric nervous system and the vascular system.

Dual Labeling of Neural Crest Cells and Blood Vessels Within Chicken Embryos Using ChickGFP Neural Tube Grafting and Carbocyanine Dye DiI Injection

Here we report dual labeling of neural crest cells and blood vessels using chickGFP neural tube intraspecies grafting combined with intra-vascular DiI injection. This experimental technique allows us to simultaneously visualize and study development of the NCC-derived (enteric) nervous system and the vascular system, during organogenesis.

תיוג כפול של תאי ציצה עצבית וכלי דם בתוך עוברי עוף באמצעות שתל צינור עצביGFP אפרוח והזרקת צבע DiI Carbocyanine

All developing organs need to be connected to both the nervous system (for sensory and motor control) as well as the vascular system (for gas exchange, ...

Developmental Biology

Placing Growth Factor-Coated Beads on Early Stage Chicken Embryos

The neural tube expresses many proteins in specific spatiotemporal patterns during development. These proteins have been shown to be critical for cell fate determination, cell migration, and formation of neural circuits. Neuronal induction and patterning involve bone morphogenetic protein (BMP), sonic hedgehog (SHH), fibroblast growth factor (FGF), among others. In particular, the expression pattern of Fgf8 is in close proximity to regions expressing BMP4 and SHH. This expression pattern is consistent with developmental interactions that facilitate patterning in the telencephalon.

Here we provide a visual demonstration of a method in which an in ovo preparation can be used to test the effects of Fgfs in the formation of the forebrain. Beads are coated with protein and placed in the developing neural tube to provide sustained exposure. Because the procedure uses small, carefully placed beads, it is minimally invasive and allows several beads to be placed within a single neural tube. Moreover, the method allows for continued development so that embryos can be analyzed at a more mature stage to detect changes in anatomy and in neural patterning. This simple but useful protocol allows for real time imaging. It provides a means to make spatially and temporally limited changes to endogenous protein levels.

A variety of growth factors and proteins interact to induce cells to take on different cell fates during development. Here we demonstrate the use of an in ovo preparation to address possible interactions between different proteins in development by placing beads on E2.5 chick embryos.

הצבת פקטור מצופה חרוזים צמיחה על עוברי תרנגולת בשלב מוקדם

The neural tube expresses many proteins in specific spatiotemporal patterns during development.   These proteins have been shown to be critical for cell ...

Analysis of Neural Crest Migration and Differentiation by Cross-species Transplantation

Avian embryos provide a unique platform for studying many vertebrate developmental processes, due to the easy access of the embryos within the egg. Chimeric avian embryos, in which quail donor tissue is transplanted into a chick embryo in ovo, combine the power of indelible genetic labeling of cell populations with the ease of manipulation presented by the avian embryo.
Quail-chick chimeras are a classical tool for tracing migratory neural crest cells (NCCs)1-3. NCCs are a transient migratory population of cells in the embryo, which originate in the dorsal region of the developing neural tube4. They undergo an epithelial to mesenchymal transition and subsequently migrate to other regions of the embryo, where they differentiate into various cell types including cartilage5-13, melanocytes11,14-20, neurons and glia21-32. NCCs are multipotent, and their ultimate fate is influenced by 1) the region of the neural tube in which they originate along the rostro-caudal axis of the embryo11,33-37, 2) signals from neighboring cells as they migrate38-44, and 3) the microenvironment of their ultimate destination within the embryo45,46. Tracing these cells from their point of origin at the neural tube, to their final position and fate within the embryo, provides important insight into the developmental processes that regulate patterning and organogenesis.
Transplantation of complementary regions of donor neural tube (homotopic grafting) or different regions of donor neural tube (heterotopic grafting) can reveal differences in pre-specification of NCCs along the rostro-caudal axis2,47. This technique can be further adapted to transplant a unilateral compartment of the neural tube, such that one side is derived from donor tissue, and the contralateral side remains unperturbed in the host embryo, yielding an internal control within the same sample2,47. It can also be adapted for transplantation of brain segments in later embryos, after HH10, when the anterior neural tube has closed47.
Here we report techniques for generating quail-chick chimeras via neural tube transplantation, which allow for tracing of migratory NCCs derived from a discrete segment of the neural tube. Species-specific labeling of the donor-derived cells with the quail-specific QCPN antibody48-56 allows the researcher to distinguish donor and host cells at the experimental end point. This technique is straightforward, inexpensive, and has many applications, including fate-mapping, cell lineage tracing, and identifying pre-patterning events along the rostro-caudal axis45. Because of the ease of access to the avian embryo, the quail-chick graft technique may be combined with other manipulations, including but not limited to lens ablation40, injection of inhibitory molecules57,58, or genetic manipulation via electroporation of expression plasmids59-61, to identify the response of particular migratory streams of NCCs to perturbations in the embryo's developmental program. Furthermore, this grafting technique may also be used to generate other interspecific chimeric embryos such as quail-duck chimeras to study NCC contribution to craniofacial morphogenesis, or mouse-chick chimeras to combine the power of mouse genetics with the ease of manipulation of the avian embryo.62

An approach for analyzing migration and eventual fate of avian neural crest cells in quail-chick chimeric embryos is described. This method is a simple and straightforward technique for tracing neural crest cells during migration and differentiation that are otherwise difficult to distinguish within an unmanipulated chick embryo.

ניתוח של הגירה קרסט בידול עצבית ועל ידי חוצה מינים להשתלות

Avian embryos provide a unique platform for studying many vertebrate developmental processes, due to the easy access of the embryos within the egg. ...

Neuroscience

In ovo Electroporation in Chick Midbrain for Studying Gene Function in Dopaminergic Neuron Development

Dopaminergic neurons located in the ventral midbrain control movement, emotional behavior, and reward mechanisms1-3. The dysfunction of ventral midbrain dopaminergic neurons is implicated in Parkinson's disease, Schizophrenia, depression, and dementia1-5. Thus, studying the regulation of midbrain dopaminergic neuron differentiation could not only provide important insight into mechanisms regulating midbrain development and neural progenitor fate specification, but also help develop new therapeutic strategies for treating a variety of human neurological disorders.
Dopaminergic neurons differentiate from neural progenitors lining the ventricular zone of embryonic ventral midbrain. The development of neural progenitors is controlled by gene expression programs6,7. Here we report techniques utilizing electroporation to express genes specifically in the midbrain of Hamburger Hamilton (HH) stage 11 (thirteen somites, 42 hours) chick embryos8,9. The external development of chick embryos allows for convenient experimental manipulations at specific embryonic stages, with the effects determined at later developmental time points10-13. Chick embryonic neural tubes earlier than HH stage 13 (nineteen somites, 48 hours) consist of multipotent neural progenitors that are capable of differentiating into distinct cell types of the nervous system. The pCAG vector, which contains both a CMV promoter and a chick &beta;-actin enhancer, allows for robust expression of Flag or other epitope-tagged constructs in embryonic chick neural tubes14. In this report, we emphasize special measures to achieve regionally restricted gene expression in embryonic midbrain dopaminergic neuron progenitors, including how to inject DNA constructs specifically into the embryonic midbrain region and how to pinpoint electroporation with small custom-made electrodes. Analyzing chick midbrain at later stages provides an excellent in vivo system for plasmid vector-mediated gain-of-function and loss-of-function studies of midbrain development. Modification of the experimental system may extend the assay to other parts of the nervous system for performing fate mapping analysis and for investigating the regulation of gene expression.

In ovo Electroporation in Chick Midbrain for Studying Gene Function in Dopaminergic Neuron Development

To assess the function and the regulation of genes during the development of midbrain dopaminergic neurons, we describe a method that involves in ovo electroporation of plasmid DNA constructs into embryonic chick ventral midbrain dopaminergic neuron progenitors. This technique can be used to achieve efficient expression of genes of interest to study different aspects of midbrain development and dopaminergic neuron differentiation.

ב electroporation לג&#39;ימי של המוח התיכון צ&#39;יק לחקר תפקוד הגן בהתפתחות Neuron דופאמין

Dopaminergic neurons located in the ventral midbrain control movement, emotional behavior, and reward mechanisms1-3. The dysfunction of ventral midbrain ...

Electroporation of the Hindbrain to Trace Axonal Trajectories and Synaptic Targets in the Chick Embryo

Electroporation of the chick embryonic neural tube has many advantages such as being quick and efficient for the expression of foreign genes into neuronal cells. In this manuscript we provide a method that demonstrates uniquely how to electroporate DNA into the avian hindbrain at E2.75 in order to specifically label a subset of neuronal progenitors, and how to follow their axonal projections and synaptic targets at much advanced stages of development, up to E14.5. We have utilized novel genetic tools including specific enhancer elements, Cre/Lox - based plasmids and the PiggyBac-mediated DNA transposition system to drive GFP expression in a subtype of hindbrain cells (the dorsal most subgroup of interneurons, dA1). Axonal trajectories and targets of dA1 axons are followed at early and late embryonic stages at various brainstem regions. This strategy contributes advanced techniques for targeting cells of interest in the embryonic hindbrain and for tracing circuit formation at multiple stages of development.

How neuronal networks are established in the embryonic brain is a fundamental question in developmental neurobiology. Here we combined an electroporation technique with novel genetic tools, such as Cre/Lox&#x2013;plasmids and PiggyBac-mediated DNA transposition system in the avian hindbrain to label dorsal interneurons and track their axonal projections and synaptic targets at various developmental stages.

Electroporation של המוח האחורי כדי לעקוב אחר מסלולים ויעדי axonal Synaptic בעובר האפרוח

Electroporation of  the chick embryonic neural tube has many advantages such as being quick and efficient  for the expression of foreign genes into ...

Chicken Embryo Spinal Cord Slice Culture Protocol

Slice cultures can facilitate the manipulation of embryo development both pharmacologically and through gene manipulations. In this reduced system, potential lethal side effects due to systemic drug applications can be overcome. However, culture conditions must ensure that normal development proceeds within the reduced environment of the slice. We have focused on the development of the spinal cord, particularly that of spinal motor neurons. We systematically varied culture conditions of chicken embryo slices from the point at which most spinal motor neurons had been born. We assayed the number and type of motor neurons that survived during the culture period and the position of those motor neurons compared to that in vivo. We found that serum type and neurotrophic factors were required during the culture period and were able to keep motor neurons alive for at least 24 hr and allow those motor neurons to migrate to appropriate positions in the spinal cord. We present these culture conditions and the methodology of preparing the embryo slice cultures using eviscerated chicken embryos embedded in agarose and sliced using a vibratome.

Slice cultures facilitate the manipulation of embryo development by gene and pharmacological perturbations. However, culture conditions must ensure that normal development can proceed within the reduced environment of the slice. We illustrate a protocol that facilitates normal spinal cord development to proceed for at least 24 hr.

פרוטוקול עוף עובר חוט שדרת Slice תרבות

Slice cultures can facilitate the manipulation of  embryo development both pharmacologically and through gene manipulations. In  this reduced system, ...

Deciphering Axonal Pathways of Genetically Defined Groups of Neurons in the Chick Neural Tube Utilizing in ovo Electroporation

Employment of enhancer elements to drive expression of reporter genes in neurons is a widely used paradigm for tracking axonal projection. For tracking axonal projection of spinal interneurons in vertebrates, germ line-targeted reporter genes yield bilaterally symmetric labeling. Therefore, it is hard to distinguish between the ipsi- and contra-laterally projecting axons. Unilateral electroporation into the chick neural tube provides a useful means to restrict expression of a reporter gene to one side of the central nervous system, and to follow axonal projection on both sides 1 ,2-5. This video demonstrates first how to handle the eggs prior to injection. At HH stage 18-20, DNA is injected into the sacral level of the neural tube, then tungsten electrodes are placed parallel to the embryo and short electrical pulses are administered with a pulse generator. The egg is sealed with tape and placed back into an incubator for further development. Three days later (E6) the spinal cord is removed as an open book preparation from embryo, fixed, and processed for whole mount antibody staining. The stained spinal cord is mounted on slide and visualized using confocal microscopy.

Deciphering Axonal Pathways of Genetically Defined Groups of Neurons in the Chick Neural Tube Utilizing in ovo Electroporation

This video demonstrates how to visualize axonal pathways of genetically defined groups of neurons in the embryonic chick spinal cord utilizing in ovo electroporation of reporter genes under the control of specific enhancer elements.

פענוח מסלולים axonal של קבוצות מוגדרות גנטית של נוירונים התחתית צ&#39;יק עצבית ניצול ב אובו Electroporation

Employment of enhancer elements to drive expression of reporter genes in neurons is a widely used paradigm for tracking axonal projection. For tracking ...

Preparation and Morphological Analysis of Chick Cranial Neural Crest Cell Cultures

During vertebrate development, neural crest cells (NCCs) migrate extensively and differentiate into various cell types that contribute to structures like the craniofacial skeleton and the peripheral nervous system. While it is critical to understand NCC migration in the context of a 3D embryo, isolating migratory cells in 2D culture facilitates visualization and functional characterization, complementing embryonic studies. The present protocol demonstrates a method for isolating chick cranial neural folds to generate primary NCC cultures. Migratory NCCs emerge from neural fold explants plated onto a fibronectin-coated substrate. This results in dispersed, adherent NCC populations that can be assessed by staining and quantitative morphological analyses. This simplified culture approach is highly adaptable and can be combined with other techniques. For example, NCC emigration and migratory behaviors can be evaluated by time-lapse imaging or functionally queried by including inhibitors or experimental manipulations of gene expression (e.g., DNA, morpholino, or CRISPR electroporation). Because of its versatility, this method provides a powerful system for investigating cranial NCC development.

This versatile protocol describes the isolation of premigratory neural crest cells (NCCs) through the excision of cranial neural folds from chick embryos. Upon plating and incubation, migratory NCCs emerge from neural fold explants, allowing for assessment of cell morphology and migration in a simplified 2D environment.

הכנה וניתוח מורפולוגי של תרביות תאי צמרת עצביים גולגולתיים של אפרוחים

During vertebrate development, neural crest cells (NCCs) migrate extensively and differentiate into various cell types that contribute to structures like ...

ניטור אורכי של מכניקת הלוחות העצביים בהתפתחות עוברי אפרוחים

Monitoring the Mechanical Evolution of Tissue During Neural Tube Closure of Chick Embryo

Neural tube closure (NTC) is a critical process during embryonic development. Failure in this process can lead to neural tube defects, causing congenital malformations or even mortality. NTC involves a series of mechanisms on genetic, molecular, and mechanical levels. While mechanical regulation has become an increasingly attractive topic in recent years, it remains largely unexplored due to the lack of suitable technology for conducting mechanical testing of 3D embryonic tissue in situ. In response, we have developed a protocol for quantifying the mechanical properties of chicken embryonic tissue in a non-contact and non-invasive manner. This is achieved by integrating a confocal Brillouin microscope with an on-stage incubation system. To probe tissue mechanics, a pre-cultured embryo is collected and transferred to an on-stage incubator for ex ovo culture. Simultaneously, the mechanical images of the neural plate tissue are acquired by the Brillouin microscope at different time points during development. This protocol includes detailed descriptions of sample preparation, the implementation of Brillouin microscopy experiments, and data post-processing and analysis. By following this protocol, researchers can study the mechanical evolution of embryonic tissue during development longitudinally.

מחבר זרקור: מדידה ללא מגע של מכניקת רקמות בעוברי אפרוחים חיים באמצעות מיקרוסקופ ברילואין

This protocol was developed to longitudinally monitor the mechanical properties of neural plate tissue during chick embryo neurulation. It is based on the integration of a Brillouin microscope and an on-stage incubation system, enabling live mechanical imaging of neural plate tissue in ex ovo cultured chick embryos.

מעקב אחר האבולוציה המכנית של רקמה במהלך סגירת הצינור העצבי של עובר אפרוח

Neural tube closure (NTC) is a critical process during embryonic development. Failure in this process can lead to neural tube defects, causing congenital ...

Assay עבור אינדוקציה עצבית בעובר צ'יק

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

תיוג כפול של תאי ציצה עצבית וכלי דם בתוך עוברי עוף באמצעות שתל צינור עצבי^GFPאפרוח והזרקת צבע DiI Carbocyanine

הצבת פקטור מצופה חרוזים צמיחה על עוברי תרנגולת בשלב מוקדם

ניתוח של הגירה קרסט בידול עצבית ועל ידי חוצה מינים להשתלות

ב electroporation לג'ימי של המוח התיכון צ'יק לחקר תפקוד הגן בהתפתחות Neuron דופאמין

Electroporation של המוח האחורי כדי לעקוב אחר מסלולים ויעדי axonal Synaptic בעובר האפרוח

פרוטוקול עוף עובר חוט שדרת Slice תרבות

פענוח מסלולים axonal של קבוצות מוגדרות גנטית של נוירונים התחתית צ'יק עצבית ניצול ב אובו Electroporation

הכנה וניתוח מורפולוגי של תרביות תאי צמרת עצביים גולגולתיים של אפרוחים

מעקב אחר האבולוציה המכנית של רקמה במהלך סגירת הצינור העצבי של עובר אפרוח

מעקב אחר האבולוציה המכנית של רקמה במהלך סגירת הצינור העצבי של עובר אפרוח