We thank M.W. laboratory members for scientific discussion. This work is supported by AHA [13SDG16920099] to M.W., and by National Heart, Lung, and Blood Institute grants [R01HL121700] to M.W. Images were captured in the Imaging Core Facility at the Albany Medical College.

כל הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדת טיפול בבעלי חיים מוסדיים השתמש (IACUC) Albany Medical College וביצע בהתאם למדריך NIH לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. 1. הכנות פתרון הערה: 15 Rosa26Cre ERT2, R26R-קונפטי 16, αMHC-Cre 17, ו Rosa26-mTmG (mTmG) 20 קווי עכבר נרכשו מסחרית cTnT-Cre 18 היה מתנה ד&quot;ר ג&#39;יאו באוניברסיטת אלבמה Nfatc1-Cre.. היה מתנה ד&quot;ר בן ג&#39;ואו בבית אלברט איינשטיין קולג &#39;לרפואה 19. עכברים היו מורדמים משאיפת פחמן דו חמצני בתא סגור במשך 60 שניות לפחות ואחריו באמצעים פיזיים של אימות למוות על ידי פתיחת בית החזה בין שתי המדינות, עריפת ראש או נקע בצוואר הרחם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן טמוקסיפן. ממיסים 10 מ&quot;ג טמוקסיפן ב 10 מ&quot;ל של אוי זרעי חמניותl. ברגע שזה נמס לגמרי, aliquot ולאחסן ב -20 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן פוספט בופר (PBS). ממיסים 4 Na 2 HPO (1.41960 גרם), KH 2 PO 4 (0.24496 גרם), NaCl (8.0669 גרם) ו KCl (0.20129 גרם) ב 1 ליטר של מים מזוקקים ולהתאים את ה- pH ל -7.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן PBST: 0.1% פתרון Tween-20 ב PBS על ידי המסת 100 μl של Tween-20 ב 100 מ&quot;ל של PBS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן חיץ חסימה. הפוך אלבומין 3% שור (BSA) פתרון חסימת ידי המסת 3 גרם של BSA ב 100 מ&quot;ל של PBST המכיל 0.2% Tween-20. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן-1 מעוקב (מגיב 1). מערבבים 25% WT אוריאה, 25% WT N, N, N &#39;, N&#39;-tetrakis (2-Hydroxypropyl) ethylenediamine ו -15% WT טריטון X-100 ב DH 2 O. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן-2 מעוקבים (מגיב 2). מערבבים 50% WT סוכרוז, 25% WT אוריאה, 10% WT 2, 2 &#39;, 2&#39; &#39;- nitrilotriethanol ו -0.1% (v / v) טריטון X-100 ב DH 2 O. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן Sca le A2: 4 אוריאה M, 10% w / גליצרול נ ו -0.1% w / v טריטון X-100 ב DH 2 O. התאם את ה- pH ל -7.7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן B4 Sca le: 8 אוריאה ז ו -0.1% w / v טריטון X-100 ב DH 2 O. התאם את ה- pH ל -8.7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן Sca le 70: 4 אוריאה M, 70% w / גליצרול נ ו -0.1% w / v טריטון X-100 ב DH 2 O. </li></ol> 2. טמוקסיפן אינדוקציה, בידוד העובר קיבוע <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טמוקסיפן אינדוקציה בידוד העובר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות פרוטוקול שאושר על צינורית הזנה מעוקלת (ACUP 13-12,007), gavage עכברי R26Cre ERT2 קונפטי הנקבה (פקוק על ידי עכברי זכרי R26Cre ERT2) עם 10 מיקרוגרם / g של טמוקסיפן ביום התפתחות עוברי E7.75 33. ביום העוברי 9.5 (E9.5) או E10.5, להרדים את העכברות עם CO 2 ו נקע בצוואר הרחם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר וידוא הריגה העכבר (ראה סעיף 1 הערה), לפתוח את חלל הבטן העכבר עם מספריים לנתח את קרן הרחם, להסיר את שכבות צינור הרחם בעזרת מספריים פינצטה, מחדשלחכור את העוברים מן 23,24 צינור הרחם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את העוברים על צלחת פטרי המכילה PBS (pH 7.4). תחת המיקרוסקופ לנתח, להסיר את השכבות הלא-עובריים (סיסית, שק החלמון ואת amnion) בעזרת פינצטה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת פינצטה ומספריים, לאסוף את הזנב העכבר העובר נקבה דגימות עבור genotyping כפי שדווח בעבר 22. בעזרת פיפטה פלסטיק, להעביר את כל העובר אל באר צלחת 48 היטב המכיל 1 מ&quot;ל של 1x PBS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי, לזהות את ה- GFP / RFP / עובר חיוב CFP באמצעות מיקרוסקופ הפוכה עם מצלמה. קלף את קרום הלב באמצעות פינצטה לסובב את העובר בלב / בעזרת פינצטה מעוקלת כדי לקבוע את מספר שיבוטי ניאון משני צידי הלב עם מסנני GFP / RFP / CFP. שום חתכים נדרשים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר זיהוי GFP / RFP / עובר חיוב CFP, ובמהירות לשטוף את העוברים פעמים (2 דקות כל אחד) עם PBS 1x ב הדואר 48 היטב צלחת על שייקר צלחת בטמפרטורת החדר (RT). פעולה זו תסיר דם עודף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן בלב העובר / העוברי באמצעות paraformaldehyde 4% (PFA) ב RT. השעה קיבעון תלוי בגודל גיל רקמה עוברית. לקבלת E9.5 לתקן את העובר עבור שעה 2 ב RT. עובר בשלב העוברי מאוחר דורש זמן קיבעון יותר, אשר יכול גם להיות ממושך עד 24 שעות עבור לב לאחר לידה. זהירות: Paraformaldehyde רעיל, להימנע ממגע עם עור, עיני קרום רירי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר קיבוע, לשטוף את העובר / לב ב -48 ההצלחה היטב פעמים (10 דקות כל אחד) עם PBS 1x על שייקר צלחת ב RT. פעולה זו מסירה את PFA עודף מעובר / הלב. עובר אז הם עיבוד נוסף עבור מכתים הר שלם וסליקת רקמות. </li></ol> 3. הר שלם מכתים הערה: לאחר קיבוע PFA העובר / הלב נתונה הר שלם מכתים כדלקמן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Permeabilize העובר / הלב בצלחת היטב 48 באמצעות 1 מ &#39;l של PBST 0.1% עבור 2 שעות על שייקר צלחת ב RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות permeabilization, לטבול את העובר / לב ב 1 מ&quot;ל של חיץ חסימת עבור 2 שעות או למשך הלילה על שייקר צלחת ב 4 ºC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטבול את העובר / הלב אל PECAM נוגדנים ספציפיים תא האנדותל (CD31), מדולל (1: 100) ב 0.3 מ&quot;ל חסימת חיץ במשך 48 שעות על צלחת שייקר ב 4 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את העובר / הלב באמצעות PBST 5 פעמים, 30 דקות כל אחד ב RT על שייקר צלחת. פעולה זו מסירה את הנוגדן הראשוני כבול הלא ספציפית עודף מן הרקמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטבול את העובר / לב אלקסה פלואוריד 647 נוגדנים משני אנטי עכברוש עיזים, מדולל (1: 1,000) ב 1 מ&quot;ל חיץ חסימת במשך 48 שעות על צלחת שייקר ב 4 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 3.4 לשטוף את הנוגדנים משני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פוסט לתקן את העובר / הלב עם 4% PFA עבור שעה 1 ב RT על שייקר צלחת ולשטוף פעמיים עם דק PBS 5 כל אחד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכתם העובר / לב עם גרעיני כתם 4 &#39;, 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) (מדולל PBST בכל concentמנה של 0.01 מ&quot;ג / מ&quot;ל) במשך 10 דקות על שייקר צלחת ב RT. עקוב עם שני שוטף PBS 5 דקות כל אחד. </li></ol> 4. עובר / ניקוי לב עם Sca l e או שיטה מעוקבת הערה: לאחר מכתים הר שלם, העובר / לב נתונה גם את Sca le או שיטת סליקת רקמות מעוקבת. בחירת השיטה תלוי בגודל הרקמה וגיל עוברי. עבור E11.5 או קודם לכן עוברים גיל, שימוש Sca שיטת הסליקה l e רקמות, בעוד עוברי מבוגרים או לבבות לאחר הלידה שיטת הסליקה רקמות מעוקב הוא העדיף. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רקמות סולם שיטת הסליקה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה העובר / לב עם 1 מ&quot;ל של תמיסת A2 דואר Sca l בבקבוקון נצנץ (עטוף בנייר כסף) עם רעד עדין מדי פעם (ביד) במשך 48 שעות ב 4 ° C.. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר Sca הדגירה l e A2, דגירה העובר / לב עם 1 מ&quot;ל של תמיסת B4 דואר Sca l ב 4 ° C באותו בקבוקון עם רעד עדין מדי פעם עבור anot48 השעות שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה העובר / הלב במשך 48 אחר שעה עם e 1 מ&quot;ל Sca l 70 ב 4 ° C עם רעד עדין מדי פעם. העובר הר באמצעות גליצרול 90% (ראה סעיף 5.1). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רקמות מעוקב שיטת הסליקה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסליקה מעוקב עובר / בלב שלם, לטבול כל עובר / לב ב 1 מיליליטר של מעוקב-1 עם רעד עדין מדי פעם במשך 48 שעות ב 37 ºC 7. לאחר 48 שעות, להחליף את פתרון עם נפח זהה של מגיב מעוקב טרי 1, ו דגירה המדגם עבור 48 שעות נוספות על 37 מעלות צלזיוס עם רעד מדי פעם עם היד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את העובר בלב / מטופלים מעוקב-1 עם זמני 1x PBS כמה בטמפרטורת החדר עם רעד עדין עם היד. פעולה זו מסירה את הפתרון מעוקב-1 עודף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר השטיפה החוצה מעוקב-1 עם PBS, לטבול את העוברים / לבבות בתמיסה מעוקבת-2 (1 גרם לכל עובר / לב) למשך 48 שעות ב 37 ºC עם רעד עדין מדי פעם עם יד. זאת בעקבות עובר / לב גובר באמצעות גליצרול (ראה סעיף 5.2). </li></ol></li></ol> שמה והדמיה לדוגמא 5. הערה: עוברים או איברים שנסלקו Sca l e 70 או מעוקב-2 פתרון ניתן הדמיה ישירות עם סולם 70 ו מעוקב-2 פתרון כמדיום הדמיה, בהתאמה. עם זאת, בהתחשב בפגיעות של דגימות עובריות ריאגנטים סליקה, אם הדגימות הן לא להיות צלמו מייד, אבל מאוחסנות לטווח ארוך, לאחסן דגימות גליצרול 90% בעקבות הפרוטוקול להלן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ישירות לטבול את Sca le פינה מדגם ב 1 מ&quot;ל של גליצרול ולאחסן 90% ב 4 ° C עד הדמיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את המדגם מעוקב שטופלו 1x PBS פעמיים, 5 דקות כל אחד ברצף דגירה המדגם עם 1 מ&quot;ל של 30%, 50%, 70% ו פתרון גליצרול 90% כל אחת למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור הדמיה, להעביר את המדגם כדי צלחת תחתית זכוכית פטרי עם כמות מינימלית של שיבוטים גליצרול ותמונה 90% עם מיקרוסקופ confocal מצויד בשתי יכולות פוטון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמונה בלב או העובר גליצרול עם 10X / 0.3 NA, טבילה 25x / 0.8 NA, או עדשה אובייקטיבי מתקנת מים 40X / 1.2 NA. תמונה DAPI באמצעות עירור 2-פוטון מתוך טיטניום קוהרנטית: לייזר זיקית ספיר. הבחירה של המיקרוסקופ עדשה אובייקטיבית תהיה תלויה לצורך הניסויים, למשל עבור סופר-רזולוציה, מיקרוסקופ פלואורסצנטי אור גיליון יכול להיות מנוצל. </li></ol>

<ol>
	<li>Vincent, S. D., Buckingham, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+make+a+heart:+the+origin+and+regulation+of+cardiac+progenitor+cells.">How to make a heart: the origin and regulation of cardiac progenitor cells.</a> Curr Top Dev Biol. 90, 1-41 (2010).</li><li>Olson, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+decade+of+discoveries+in+cardiac+biology.">A decade of discoveries in cardiac biology.</a> Nat Med. 10, 467-474 (2004).</li><li>Olson, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+regulatory+networks+in+the+evolution+and+development+of+the+heart.">Gene regulatory networks in the evolution and development of the heart.</a> Science. 313, 1922-1927 (2006).</li><li>Bruneau, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+developmental+genetics+of+congenital+heart+disease.">The developmental genetics of congenital heart disease.</a> Nature. 451, 943-948 (2008).</li><li>Mohun, T. J., Weninger, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embedding+embryos+for+high-resolution+episcopic+microscopy+(HREM).">Embedding embryos for high-resolution episcopic microscopy (HREM).</a> Cold Spring Harb Protoc. , 678-680 (2012).</li><li>Soufan, A. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+reconstruction+of+gene+expression+patterns+during+cardiac+development.">Three-dimensional reconstruction of gene expression patterns during cardiac development.</a> Physiol Genomics. 13, 187-195 (2003).</li><li>Richardson, D. S., Lichtman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clarifying+Tissue+Clearing.">Clarifying Tissue Clearing.</a> Cell. 162, 246-257 (2015).</li><li>Susaki, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-brain+imaging+with+single-cell+resolution+using+chemical+cocktails+and+computational+analysis.">Whole-brain imaging with single-cell resolution using chemical cocktails and computational analysis.</a> Cell. 157, 726-739 (2014).</li><li>Becker, K., Jahrling, N., Saghafi, S., Weiler, R., Dodt, H. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+clearing+and+dehydration+of+GFP+expressing+mouse+brains.">Chemical clearing and dehydration of GFP expressing mouse brains.</a> PLoS One. 7, e33916 (2012).</li><li>Erturk, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+imaging+of+solvent-cleared+organs+using+3DISCO.">Three-dimensional imaging of solvent-cleared organs using 3DISCO.</a> Nat Protoc. 7, 1983-1995 (2012).</li><li>Ke, M. T., Fujimoto, S., Imai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SeeDB:+a+simple+and+morphology-preserving+optical+clearing+agent+for+neuronal+circuit+reconstruction.">SeeDB: a simple and morphology-preserving optical clearing agent for neuronal circuit reconstruction.</a> Nat Neurosci. 16, 1154-1161 (2013).</li><li>Chung, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+and+molecular+interrogation+of+intact+biological+systems.">Structural and molecular interrogation of intact biological systems.</a> Nature. 497, 332-337 (2013).</li><li>Yang, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+phenotyping+within+transparent+intact+tissue+through+whole-body+clearing.">Single-cell phenotyping within transparent intact tissue through whole-body clearing.</a> Cell. 158, 945-958 (2014).</li><li>Hama, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scale:+a+chemical+approach+for+fluorescence+imaging+and+reconstruction+of+transparent+mouse+brain.">Scale: a chemical approach for fluorescence imaging and reconstruction of transparent mouse brain.</a> Nat Neurosci. 14, 1481-1488 (2011).</li><li>Badea, T. C., Wang, Y., Nathans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+noninvasive+genetic/pharmacologic+strategy+for+visualizing+cell+morphology+and+clonal+relationships+in+the+mouse.">A noninvasive genetic/pharmacologic strategy for visualizing cell morphology and clonal relationships in the mouse.</a> J Neurosci. 23, 2314-2322 (2003).</li><li>Livet, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgenic+strategies+for+combinatorial+expression+of+fluorescent+proteins+in+the+nervous+system.">Transgenic strategies for combinatorial expression of fluorescent proteins in the nervous system.</a> Nature. 450, 56-62 (2007).</li><li>Agah, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+recombination+in+postmitotic+cells.+Targeted+expression+of+Cre+recombinase+provokes+cardiac-restricted,+site-specific+rearrangement+in+adult+ventricular+muscle+in+vivo.">Gene recombination in postmitotic cells. Targeted expression of Cre recombinase provokes cardiac-restricted, site-specific rearrangement in adult ventricular muscle in vivo.</a> J Clin Invest. 100, 169-179 (1997).</li><li>Jiao, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+essential+role+of+Bmp4+in+the+atrioventricular+septation+of+the+mouse+heart.">An essential role of Bmp4 in the atrioventricular septation of the mouse heart.</a> Genes Dev. 17, 2362-2367 (2003).</li><li>Wu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endocardial+cells+form+the+coronary+arteries+by+angiogenesis+through+myocardial-endocardial+VEGF+signaling.">Endocardial cells form the coronary arteries by angiogenesis through myocardial-endocardial VEGF signaling.</a> Cell. 151, 1083-1096 (2012).</li><li>Muzumdar, M. D., Tasic, B., Miyamichi, K., Li, L., Luo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+global+double-fluorescent+Cre+reporter+mouse.">A global double-fluorescent Cre reporter mouse.</a> Genesis. 45, 593-605 (2007).</li><li>Wu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epicardial+spindle+orientation+controls+cell+entry+into+the+myocardium.">Epicardial spindle orientation controls cell entry into the myocardium.</a> Dev Cell. 19, 114-125 (2010).</li><li>Zhao, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numb+family+proteins+are+essential+for+cardiac+morphogenesis+and+progenitor+differentiation.">Numb family proteins are essential for cardiac morphogenesis and progenitor differentiation.</a> Development. 141, 281-295 (2014).</li><li>Kaufman, M. H., Kaufman, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The atlas of mouse development. , (1992).</li><li>Nagy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Manipulating the mouse embryo : a laboratory manual. , (2003).</li><li>Buckingham, M., Meilhac, S., Zaffran, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Building+the+mammalian+heart+from+two+sources+of+myocardial+cells.">Building the mammalian heart from two sources of myocardial cells.</a> Nat Rev Genet. 6, 826-835 (2005).</li><li>Kelly, R. G., Buckingham, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+anterior+heart-forming+field:+voyage+to+the+arterial+pole+of+the+heart.">The anterior heart-forming field: voyage to the arterial pole of the heart.</a> Trends Genet. 18, 210-216 (2002).</li><li>Verzi, M. P., McCulley, D. J., De Val, S., Dodou, E., Black, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+right+ventricle,+outflow+tract,+and+ventricular+septum+comprise+a+restricted+expression+domain+within+the+secondary/anterior+heart+field.">The right ventricle, outflow tract, and ventricular septum comprise a restricted expression domain within the secondary/anterior heart field.</a> Dev Biol. 287, 134-145 (2005).</li><li>Ward, C., Stadt, H., Hutson, M., Kirby, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ablation+of+the+secondary+heart+field+leads+to+tetralogy+of+Fallot+and+pulmonary+atresia.">Ablation of the secondary heart field leads to tetralogy of Fallot and pulmonary atresia.</a> Dev Biol. 284, 72-83 (2005).</li><li>Echelard, Y., Vassileva, G., McMahon, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cis-acting+regulatory+sequences+governing+Wnt-1+expression+in+the+developing+mouse+CNS.">Cis-acting regulatory sequences governing Wnt-1 expression in the developing mouse CNS.</a> Development. 120, 2213-2224 (1994).</li><li>Jiang, X., Rowitch, D. H., Soriano, P., McMahon, A. P., Sucov, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fate+of+the+mammalian+cardiac+neural.">Fate of the mammalian cardiac neural.</a> Developement. 127, 1607-1616 (2000).</li><li>Viragh, S., Challice, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+of+the+epicardium+and+the+embryonic+myocardial+circulation+in+the+mouse.">The origin of the epicardium and the embryonic myocardial circulation in the mouse.</a> Anat Rec. 201, 157-168 (1981).</li><li>Wu, M., Li, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numb+family+proteins:+novel+players+in+cardiac+morphogenesis+and+cardiac+progenitor+cell+differentiation.">Numb family proteins: novel players in cardiac morphogenesis and cardiac progenitor cell differentiation.</a> Biomolecular concepts. 6, 137-148 (2015).</li><li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Cell+Lineage+Tracing+Reveals+that+Oriented+Cell+Division+Contributes+to+Trabecular+Morphogenesis+and+Regional+Specification.">Single-Cell Lineage Tracing Reveals that Oriented Cell Division Contributes to Trabecular Morphogenesis and Regional Specification.</a> Cell reports. 15, 158-170 (2016).</li><li>Alkaabi, K. M., Yafea, A., Ashraf, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pH+on+thermal-+and+chemical-induced+denaturation+of+GFP.">Effect of pH on thermal- and chemical-induced denaturation of GFP.</a> Appl Biochem Biotechnol. 126, 149-156 (2005).</li><li>Captur, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphogenesis+of+myocardial+trabeculae+in+the+mouse+embryo.">Morphogenesis of myocardial trabeculae in the mouse embryo.</a> J Anat. , (2016).</li></ol>

The authors declare no competing financial interests.

הבידוד העובר הוא צעד מאוד קריטי. עובר E9.5 הם שבירים מאוד קטנים בגודלם, כך משנת זהירות יש לנקוט לא לפגוע מבנים עוברים / לב במהלך בידוד. שני הרבדים הנוספים שאינם עובריים העוטף את העובר / הלב צריך להסיר בזהירות במיוחד כאשר הדמיה העובר כולו. זה מאפשר חדירת תערובת נוגדנים וסל...

המורפוגנזה לב היא אירוע רציף הדורש ארגון spatiotemporal של ארבעה סוגים שונים של ובתאים לב למגזרים ברורים של הלב, וגם דורשת רשתות רגולטוריות גנטיות מרובות לתזמר את התהליך הזה כדי ליצור את 1,2 הלב הפונקציונלי. מפרט, בידול, דפוסי לב, והתבגרות קאמרית מוסדרים 3 גורמי שעתוק קרדיוגני. מוטציה גנטית או סטיית posttranscriptional של גורמים אלה ובתאי לב יכולה לגרום גם קטלני עובריים או מומי לב מולדים (CHD) 4. המחקר של המורפוגנזה לב דורש הבנה של פרטים מבניים טמונים בשלושה ממדים (3D) ואת שושלת תא אב לב יחידה שכותרתו התחקות במהלך התפתחות לב יקדם את ההבנה של המורפוגנזה לב. מספר שיטות טומוגרפיה מבוסס סעיף ברזולוציה גבוהה פותחו הדואר האחרונים עשרות שנים מבנה האיבר תמונה 5,6; עם זאת, שיטות אלו דורשות מכשירים יקרים, מיוחדים, עבודה רבה, ועל חוסר ארגון מבני מפורט ברזולוצית תא בודדת בתוך הנפח הסופי משוחזר תמונה 7,8. הדמית נפח 3D ברמת התא הבודדה מספקת אמצעי ללמוד התמיינות תאים ובתאים והתנהגות הסלולר in vivo 7. עם זאת, פיזור אור הרקמות נשאר המכשול העיקרי הדמית תאים ומבני 3D עמוק בתוך הלב ללא פגע. ליפידים הם מקור עיקרי של פיזור אור, והסרת שומנים ו / או התאמה של ההבדל מקדם השבירה בין שומנים בסביבותיה שלהם גישות פוטנציאל להגדלת רקמת שקיפות 8. בשנים האחרונות, מספר שיטות סליקה רקמות פותחו, המקטינים אטימות רקמות פיזור אור, כמו באב (בנזיל אלכוהול ו benzoat בנזילתערובת ה) ו- DBE (tetrahydrofuran ו dibenzylether); אבל בשיטות האלה, מרווה הקרינה נשארת בעיה 8-10. הממס מבוסס שיטות הידרופילי, כגון SeeDB (פרוקטוז / thioglycerol) ו 3DISCO (dichloromethane / dibenzylether), לשמר אותות ניאון, אבל לא להפוך כל האיבר 7,8,11 שקוף. לשם השוואה, שיטת רקמות סליקת CLARITY הופכת את האיבר שקוף, אבל זה דורש מכשיר אלקטרופורזה מיוחד כדי להסיר שומנים 8,12, כפי שעושה PACT (טכניקת בהירות פסיבית), אשר גם דורשת הידרוג&#39;ל הטבעת 7,13. לקבלת מידע מפורט לגבי כל שיטות ניקוי הרקמות הזמינות, עיין בטבלת 1 ב ריצ&#39;רדסון ליכטמן, et al. 7. בשנת 2011, חאמה et al. גילה serendipitously תערובת הידרופילי &#39;Sca le&#39; (אוריאה, גליצרול טריטון תערובת X-100) אשר משבש את המוח העכבר transpar העובראף אוזן גרון תוך שמירת פלורסנט אותות לחלוטין שיבוטים שכותרתו 14. זה מאפשר הדמיה של המוח ללא פגע בעומק של כמה מילימטרים ושחזור בקנה מידה גדול של אוכלוסיות נוירונים ותחזיות ברזולוציה subcellular. Susaki et al. נוספים שיפרו Sca le ידי הוספת aminoalcohols ופיתח את &#39;מעוקב&#39; (ברור, קוקטיילים הדמיה מוחית בלא הפרעה וניתוח חישובית) שיטת הסליקה רקמות, שהגדילה solubilization פוספוליפידים, זמן סליקה מופחת, ואיפשר פלורסנט ססגוניות הדמיה 8. במחקר הנוכחי, מנצל את Sca le וטכניקות סליקת רקמות מעוקבות חתך אופטי 3D ברזולוציה גבוהה, שיבוטי פרט בתוך הלב במהלך cardiogenesis אותר באמצעות Rosa26Cre ERT2 15, R26R-קונפטי 16, αMHC-Cre 17, cTnT-Cre 18, </strong&gt; Nfatc1-Cre 19, ו Rosa26-mTmG (mTmG) 20 קווי עכבר. השילוב של מכתים הר השלם (WMS) השיטה שפותח בעבר 21,22 עם שיטות סליקת רקמות מותרות נוסף עבור המכתים של חלבונים אחרים שיבוטי שכותרתו לחקר התנהגותם בהקשר נפח 3D. השילוב של סליקת רקמות WMS מאפשר הבנה טובה יותר של התפקידים של גנים וחלבונים שונים במהלך התפתחות של לב, ואת האטיולוגיה של מומי לב מולדים. פרוטוקול זה יכול להיות מיושם ללמוד התמיינות תאים ובתאים אחרות, התנהגות הסלולר, ואירועי morphogenesis האיבר במהלך פיתוח.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="950">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">2,2&#8242;,2&#8242;&#8217;-nitrilotriethanol&#160;</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:211px;">90279</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">4% Paraformaldehyde in PBS</td>
			<td style="width:192px;">Affymetrix</td>
			<td>19943</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BSA</td>
			<td style="width:192px;">Fischer Scientific&#160;</td>
			<td style="width:211px;">BP16000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">N,N,N&#8217;,N&#8217;-tetrakis(2-hydroxypropyl) ethylenediamine&#160;</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:211px;">122262</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phosphate Buffer Saline</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:211px;">P5368-10PAK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Triton&#160;X-100</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>T8787</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Urea</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:211px;">U-1250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">Sucrose</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:211px;">84097</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">Glycerol</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:211px;">G8773</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">Tamoxifen</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:211px;">T5648</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">Sunflower seed oil</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:211px;">S5007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tween 20</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:211px;">P1379</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">PECAM (CD31)</td>
			<td>BD Pharmingen&#160;</td>
			<td style="width:211px;">550274</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Alexa Fluor 647&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A-21247</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">DAPI nuclear stain</td>
			<td style="width:192px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:211px;">D9542</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">37oC Incubator</td>
			<td style="width:192px;">Thermoscientific Fischer</td>
			<td style="width:211px;">Heratherm, Compact Microbiological Incubators</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">48 well plates</td>
			<td style="width:192px;">Cell Treat</td>
			<td style="width:211px;">229148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">Analytical Balance</td>
			<td style="width:192px;">Metler Toledo</td>
			<td>PB153-S/FACT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Confocal microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Zeiss 510 confocal microscope</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">Disecting Microscope</td>
			<td style="width:192px;">Unitron</td>
			<td style="width:211px;">Z850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fluorescent microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Observer. Z1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">Germinator 500 Glass Bead Sterilizer</td>
			<td style="width:192px;">CellPoint Scientific</td>
			<td style="width:211px;">GER-5287-120V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">Light Source</td>
			<td style="width:192px;">SCHOTT</td>
			<td style="width:211px;">ACE I</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pair of Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14084-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Petri dish 60x15mm&#160;</td>
			<td align="left">TPP Techno Plastic Products AG</td>
			<td>93060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:381px;">Rocker II&#160; Platform Rocker</td>
			<td>Boekel Scientific</td>
			<td style="width:211px;">260350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Scintillating tubes</td>
			<td style="width:192px;">Fischer Scientific&#160;</td>
			<td>03-337-26</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Transfer pipette</td>
			<td style="width:192px;">Samco Scientific</td>
			<td style="width:211px;">202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tweezers</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11251-20</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

imaging cleared embryonic and postnatal hearts at single-cell resolution

מעקב וניתוח המשובטים יחיד ברמה השלמה-לב יכולים לקבוע התנהגות תא ובתאי לב והבחנה במהלך התפתחות של לב, ולאפשר לחקר הבסיס התאי והמולקולרי של המורפוגנזה לב נורמלית נורמלית. טכנולוגיות מתפתחות אחרונות של ניתוחים משובטים יחיד רטרוספקטיבית לעשות לחקר המורפוגנזה לב ברזולוצית תא בודד ריאלית. עם זאת, אטימות רקמות אור פיזור של הלב כעומק הדמיה הוא גדל הדמיה כולו-לב לעכב ברזולוציה תא בודד. כדי להתגבר על המכשולים הללו, מערכת סליקת מחיטה עוברת שיכול להפוך בלב מאוד שקוף לתאורה וזיהוי שניהם חייבים להיות מפותח. למרבה המזל, בשנים האחרונות, מתודולוגיות רבות למערכות סליקה כל-אורגניזם כגון CLARITY, SCA le, SeeDB, ClearT, 3DISCO, מעוקב, DBE, באב ו PACT דווחו. מעבדה זו מעוניינת המנגנונים התאיים ומולקולריים של כרטיסmorphogenesis IAC. לאחרונה, הקמנו שושלת תא בודדת התחקות דרך ROSA26-Cre ERT2; ROSA26-קונפטי מערכת לתאי תווית בדלילות במהלך התפתחות של לב. התאמנו מספר מתודולוגיות כולו סליקה-העובר כולל Sca le ו מעוקב (ברור, קוקטיילי הדמיה מוחית בלא הפרעה וניתוח חישובית) כדי לנקות את העובר בשילוב עם מכתים הר שלם כדי שיבוטים יחידים תמונה בתוך הלב. הלב היה צלם בהצלחה ברזולוצית תא בודדת. מצאנו כי Sca le יכול לנקות את הלב העוברי, אך לא ניתן לנקות את הלב לאחר הלידה ביעילות, תוך מעוקב יכול לנקות את הלב לאחר הלידה, אך נזקים בלב העוברית על ידי המסת רקמות. השיטות שתוארו כאן תאפשרנה המחקר של תפקוד גן ברזולוצית שיבוט אחד במהלך המורפוגנזה לב, אשר, בתורו, יכול לחשוף את הבסיס התאי ומולקולרי של מומי לב מולדים.

הדמיה בלב העוברי הפינה היווצרות לב החולייתנים היא תהליך morphogenic מוסדר spatiotemporally ותלוי הארגון וההבחנה של ובתאים מארבעה מקורות שונים 1. תאים משדה הלב הראשון של סהר הלב יתקפלו לכיוון קו אמצע ה...

Watch this Scientific Journal Video about Imaging Cleared Embryonic and Postnatal Hearts at Single-cell Resolution at JoVE.com

Imaging Cleared Embryonic and Postnatal Hearts at Single-cell Resolution

We describe a protocol to volumetrically image fluorescent protein labeled cells deep inside intact embryonic and postnatal hearts. Utilizing tissue-clearing methods in combination with whole mount staining, single fluorescent protein-labeled cells inside an embryonic or postnatal heart can be imaged clearly and accurately.

הדמיה הותרה עוברית ולבבות אחרי לידה ברזולוצית תא בודד

Single clonal tracing and analysis at the whole-heart level can determine cardiac progenitor cell behavior and differentiation during cardiac development, ...

imaging-cleared-embryonic-postnatal-hearts-at-single-cell

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

8.1K Views.  Albany Medical College. We describe a protocol to volumetrically image fluorescent protein labeled cells deep inside intact embryonic and postnatal hearts. Utilizing tissue-clearing methods in combination with whole mount staining, single fluorescent protein-labeled cells inside an embryonic or postnatal heart can be imaged clearly and accurately. 

Video: Imaging Cleared Embryonic and Postnatal Hearts at Single-cell Resolution

Imaging Calcium in Drosophila at Egg Activation

Egg activation is a universal process that includes a series of events to allow the fertilized egg to complete meiosis and initiate embryonic development. One aspect of egg activation, conserved across all organisms examined, is a change in the intracellular concentration of calcium (Ca2+) often termed a 'Ca2+ wave'. While the speed and number of oscillations of the Ca2+ wave varies between species, the change in intracellular Ca2+ is key in bringing about essential events for embryonic development. These changes include resumption of the cell cycle, mRNA regulation, cortical granule exocytosis, and rearrangement of the cytoskeleton.
In the mature Drosophila egg, activation occurs in the female oviduct prior to fertilization, initiating a series of Ca2+-dependent events. Here we present a protocol for imaging the Ca2+ wave in Drosophila. This approach provides a manipulable model system to interrogate the mechanism of the Ca2+ wave and the downstream changes associated with it.

Imaging Calcium in Drosophila at Egg Activation

This article describes an adaptable ex vivo protocol for visualizing Ca2+ during egg activation in Drosophila.

סידן הדמיה ב<em&gt; תסיסנית</em&gt; ב ביצת הפעלה

Egg activation is a universal process that includes a series of events to allow the fertilized egg to complete meiosis and initiate embryonic development. ...

Reprogramming Mouse Embryonic Fibroblasts with Transcription Factors to Induce a Hemogenic Program

This protocol details the induction of a hemogenic program in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) via overexpression of transcription factors (TFs). We first designed a reporter screen using MEFs from human CD34-tTA/TetO-H2BGFP (34/H2BGFP) double transgenic mice. CD34+ cells from these mice label H2B histones with GFP, and cease labeling upon addition of doxycycline (DOX). MEFS were transduced with candidate TFs and then observed for the emergence of GFP+ cells that would indicate the acquisition of a hematopoietic or endothelial cell fate. Starting with 18 candidate TFs, and through a process of combinatorial elimination, we obtained a minimal set of factors that would induce the highest percentage of GFP+ cells. We found that Gata2, Gfi1b, and cFos were necessary and the addition of Etv6 provided the optimal induction. A series of gene expression analyses done at different time points during the reprogramming process revealed that these cells appeared to go through a precursor cell that underwent an endothelial to hematopoietic transition (EHT). As such, this reprogramming process mimics developmental hematopoiesis "in a dish," allowing study of hematopoiesis in vitro and a platform to identify the mechanisms that underlie this specification. This methodology also provides a framework for translation of this work to the human system in the hopes of generating an alternative source of patient-specific hematopoietic stem cells (HSCs) for a number of applications in the treatment and study of hematologic diseases.

The protocol described here details the induction of a hemogenic program in mouse embryonic fibroblasts via overexpression of a minimal set of transcription factors. This technology may be translated to the human system to provide platforms for future study of hematopoiesis, hematologic disease, and hematopoietic stem cell transplant.

תכנות מחדש עכבר עוברי פיברובלסטים עם גורמי שעתוק כדי לגרום תכנית Hemogenic

This protocol details the induction of a hemogenic program in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) via overexpression of transcription factors (TFs). We ...

Analysis of Coronary Vessels in Cleared Embryonic Hearts

Whole mount visualization of the embryonic coronary plexus from which the capillary and arterial networks will form is rendered problematic using standard microscopy techniques, due to the scattering of imaging light by the thick heart tissue, as these vessels are localized deep within the walls of the developing heart. As optical clearing of tissues using organic solvents such as BABB (1 part benzyl alcohol to 2 parts benzyl benzoate) has been shown to greatly improve the optical penetration depth that can be achieved, we combined clearance of whole, PECAM1-immunostained hearts, with laser-scanning confocal microscopy, in order to obtain high-resolution images of vessels throughout the entire heart. BABB clearance of embryonic hearts takes place rapidly and also acts to preserve the fluorescent signal for several weeks; in addition, samples can be imaged multiple times without loss of signal. This straightforward method is also applicable to imaging other types of blood vessels in whole embryos.

We present a protocol for the analysis of coronary vessels in whole embryonic murine hearts up to E15.5, using standard immunological staining methods followed by optical clearance and confocal microscopy. This technique enables visualization of blood vessels throughout the entire heart without the need for time-consuming analysis of serial sections.

ניתוח של כלי דם כליליים ב הותרו עוברי לבבות

Whole mount visualization of the embryonic coronary plexus from which the capillary and arterial networks will form is rendered problematic using standard ...

Light-mediated Reversible Modulation of the Mitogen-activated Protein Kinase Pathway during Cell Differentiation and Xenopus Embryonic Development

Kinase activity is crucial for a plethora of cellular functions, including cell proliferation, differentiation, migration, and apoptosis. During early embryonic development, kinase activity is highly dynamic and widespread across the embryo. Pharmacological and genetic approaches are commonly used to probe kinase activities. Unfortunately, it is challenging to achieve superior spatial and temporal resolution using these strategies. Furthermore, it is not feasible to control the kinase activity in a reversible fashion in live cells and multicellular organisms. Such a limitation remains a bottleneck for achieving a quantitative understanding of kinase activity during development and differentiation. This work presents an optogenetic strategy that takes advantage of a bicistronic system containing photoactivatable proteins Arabidopsis thaliana cryptochrome 2 (CRY2) and the N-terminal domain of cryptochrome-interacting basic-helix-loop-helix (CIBN). Reversible activation of the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway is achieved through light-mediated protein translocation in live cells. This approach can be applied to mammalian cell cultures and live vertebrate embryos. This bicistronic system can be generalized to control the activity of other kinases with similar activation mechanisms and can be applied to other model systems.

Light-mediated Reversible Modulation of the Mitogen-activated Protein Kinase Pathway during Cell Differentiation and Xenopus Embryonic Development

This protocol describes an optogenetic strategy to modulate mitogen-activated protein kinase (MAPK) activity during cell differentiation and Xenopus embryonic development. This method allows for the reversible activation of the MAPK signaling pathway in mammalian cell culture and in multicellular live organisms, like Xenopus embryos, with high spatial and temporal resolution.

אור בתיווך אפנון הפוך של מיטוגן המופעל חלבון קינאז נתיב במהלך הבחנה Cell ו<em&gt; קסנופוס</em&gt; התפתחות עובריים

Kinase activity is crucial for a plethora of cellular functions, including cell proliferation, differentiation, migration, and apoptosis. During early ...

Isotropic Light-Sheet Microscopy and Automated Cell Lineage Analyses to Catalogue Caenorhabditis elegans Embryogenesis with Subcellular Resolution

Caenorhabditis elegans (C. elegans) stands out as the only organism in which the challenge of understanding the cellular origins of an entire nervous system can be observed, with single cell resolution, in vivo. Here, we present an integrated protocol for the examination of neurodevelopment in C. elegans embryos. Our protocol combines imaging, lineaging and neuroanatomical tracing of single cells in developing embryos. We achieve long-term, four-dimensional (4D) imaging of living C. elegans&#160;embryos with nearly isotropic spatial resolution through the use of Dual-view Inverted Selective Plane Illumination Microscopy (diSPIM). Nuclei and neuronal structures in the nematode embryos are imaged and isotropically fused to yield images with resolution of ~330 nm in all three dimensions. These minute-by-minute high-resolution 4D data sets are then analyzed to correlate definitive cell-lineage identities with gene expression and morphological dynamics at single-cell and subcellular levels of detail. Our protocol is structured to enable modular implementation of each of the described steps and enhance studies on embryogenesis, gene expression, or neurodevelopment.

Here, we present a combinatorial approach using high-resolution microscopy, computational tools, and single-cell labeling in living C. elegans embryos to understand single cell dynamics during neurodevelopment.

איזוטרופי מיקרוסקופ גיליון אור אוטומטי שושלת היוחסין ניתוח לקטלוג Caenorditis הEmbryogenesis עם רזולוציה Subcellular

Caenorhabditis elegans (C. elegans) stands out as the only organism in which the challenge of understanding the cellular origins of an entire nervous ...

Capturing the Cardiac Injury Response of Targeted Cell Populations via Cleared Heart Three-Dimensional Imaging

Cardiovascular disease outranks all other causes of death and is responsible for a staggering 31% of mortalities worldwide. This disease manifests in cardiac injury, primarily in the form of an acute myocardial infarction. With little resilience following injury, the once healthy cardiac tissue will be replaced by fibrous, non-contractile scar tissue and often be a prelude to heart failure. To identify novel treatment options in regenerative medicine, research has focused on vertebrates with innate regenerative capabilities. One such model organism is the neonatal mouse, which responds to cardiac injury with robust myocardial regeneration. In order to induce an injury in the neonatal mouse that is clinically relevant, we have developed a surgery to occlude the left anterior descending artery (LAD), mirroring a myocardial infarction triggered by atherosclerosis in the human heart. When matched with the technology to track changes both within cardiomyocytes and non-myocyte populations, this model provides us with a platform to identify the mechanisms that guide heart regeneration. Gaining insight into changes in cardiac cell populations following injury once relied heavily on methods such as tissue sectioning and histological examination, which are limited to two-dimensional analysis and often damage the tissue in the process. Moreover, these methods lack the ability to trace changes in cell lineages, instead providing merely a snapshot of the injury response. Here, we describe how technologically advanced methods in lineage tracing models, whole organ clearing, and three-dimensional (3D) whole-mount microscopy can be used to elucidate mechanisms of cardiac repair. With our protocol for neonatal mouse myocardial infarction surgery, tissue clearing, and 3D whole organ imaging, the complex pathways that induce cardiomyocyte proliferation can be unraveled, revealing novel therapeutic targets for cardiac regeneration.

Cardiomyocyte proliferation following injury is a dynamic process that requires a symphony of extracellular cues from non-myocyte cell populations. Utilizing lineage tracing, passive CLARITY, and three-dimensional whole-mount confocal microscopy techniques, we can analyze the influence of a variety of cell types on cardiac repair and regeneration.

לכידת תגובת פגיעה לב של אוכלוסיות תאים ממוקדות באמצעות לב נקי תלת מימדי הדמיה

Cardiovascular disease outranks all other causes of death and is responsible for a staggering 31% of mortalities worldwide. This disease manifests in ...

Laser Capture Microdissection of Mouse Embryonic Cartilage and Bone for Gene Expression Analysis

Laser capture microdissection (LCM) is a powerful tool to isolate specific cell types or regions of interest from heterogeneous tissues. The cellular and molecular complexity of skeletal elements increases with development. Tissue heterogeneity, such as at the interface of cartilaginous and osseous elements with each other or with surrounding tissues, is one obstacle to the study of developing cartilage and bone. Our protocol provides a rapid method of tissue processing and isolation of cartilage and bone that yields high quality RNA for gene expression analysis. Fresh frozen tissues of mouse embryos are sectioned and brief cresyl violet staining is used to visualize cartilage and bone with colors distinct from surrounding tissues. Slides are then rapidly dehydrated, and cartilage and bone are isolated subsequently by LCM. The minimization of exposure to aqueous solutions during this process maintains RNA integrity. Mouse Meckel&rsquo;s cartilage and mandibular bone at E16.5 were successfully collected and gene expression analysis showed differential expression of marker genes for osteoblasts, osteocytes, osteoclasts, and chondrocytes. High quality RNA was also isolated from a range of tissues and embryonic ages. This protocol details sample preparation for LCM including cryoembedding, sectioning, staining and dehydrating fresh frozen tissues, and precise isolation of cartilage and bone by LCM resulting in high quality RNA for transcriptomic analysis.

This protocol describes laser capture microdissection for the isolation of cartilage and bone from fresh frozen sections of the mouse embryo. Cartilage and bone can be rapidly visualized by cresyl violet staining and collected precisely to yield high quality RNA for transcriptomic analysis.

לכידת לייזר מיקרו חיתוך של העכבר סחוס ועצם עבור ניתוח ביטוי גנים

Laser capture microdissection (LCM) is a powerful tool to isolate specific cell types or regions of interest from heterogeneous tissues. The cellular and ...

Efficient Neural Differentiation using Single-Cell Culture of Human Embryonic Stem Cells

In vitro differentiation of human embryonic stem cells (hESCs) has transformed the ability to study human development on both biological and molecular levels and provided cells for use in regenerative applications. Standard approaches for hESC culture using colony type culture to maintain undifferentiated hESCs and embryoid body (EB) and rosette formation for differentiation into different germ layers are inefficient and time-consuming. Presented here is a single-cell culture method using hESCs instead of a colony-type culture. This method allows maintenance of the characteristic features of undifferentiated hESCs, including expression of hESC markers at levels comparable to colony type hESCs. In addition, the protocol presents an efficient method for neural progenitor cell (NPC) generation from single-cell type hESCs that produces NPCs within 1 week. These cells highly express several NPC marker genes and can differentiate into various neural cell types, including dopaminergic neurons and astrocytes. This single-cell culture system for hESCs will be useful in investigating the molecular mechanisms of these processes, studies of certain diseases, and drug discovery screens.

Presented here is a protocol for the generation of a single-cell culture of human embryonic stem cells and their subsequent differentiation into neural progenitor cells. The protocol is simple, robust, scalable, and suitable for drug screening and regenerative medicine applications.

בידול עצבי יעיל באמצעות התרבות תא יחיד של תאי גזע האדם העובריים

In vitro differentiation of human embryonic stem cells (hESCs) has transformed the ability to study human development on both biological and molecular ...

Multiplexed Single Cell mRNA Sequencing Analysis of Mouse Embryonic Cells

Single cell mRNA sequencing has made significant progress in the last several years and has become an important tool in the field of developmental biology. It has been successfully used to identify rare cell populations, discover novel marker genes, and decode spatial and temporal developmental information. The single cell method has also evolved from the microfluidic based Fluidigm C1 technology to the droplet-based solutions in the last two to three years. Here we used the heart as an example to demonstrate how to profile the mouse embryonic tissue cells using the droplet based scRNA-Seq method. In addition, we have integrated two strategies into the workflow to profile multiple samples in a single experiment. Using one of the integrated methods, we have simultaneously profiled more than 9,000 cells from eight heart samples. These methods will be valuable to the developmental biology field by providing a cost-effective way to simultaneously profile single cells from different genetic backgrounds, developmental stages, or anatomical locations.

Here we presented a multiplexed single cell mRNA sequencing method to profile gene expression in mouse embryonic tissues. The droplet-based single cell mRNA sequencing (scRNA-Seq) method in combination with multiplexing strategies can profile single cells from multiple samples simultaneously, which significantly reduces reagent costs and minimizes experimental batch effects.

מרבב תא יחיד mRNA ניתוח הרצף של העכבר תאים עובריים

Single cell mRNA sequencing has made significant progress in the last several years and has become an important tool in the field of developmental ...

Vascular Casting of Adult and Early Postnatal Mouse Lungs for Micro-CT Imaging

Blood vessels form intricate networks in 3-dimensional space. Consequently, it is difficult to visually appreciate how vascular networks interact and behave by observing the surface of a tissue. This method provides a means to visualize the complex 3-dimensional vascular architecture of the lung.
To accomplish this, a catheter is inserted into the pulmonary artery and the vasculature is simultaneously flushed of blood and chemically dilated to limit resistance. Lungs are then inflated through the trachea at a standard pressure and the polymer compound is infused into the vascular bed at a standard flow rate. Once the entire arterial network is filled and allowed to cure, the lung vasculature may be visualized directly or imaged on a micro-CT (&#181;CT) scanner.
When performed successfully, one can appreciate the pulmonary arterial network in mice ranging from early postnatal ages to adults. Additionally, while demonstrated in the pulmonary arterial bed, this method can be applied to any vascular bed with optimized catheter placement and endpoints.

The aim of this technique is ex vivo visualization of pulmonary arterial networks of early postnatal and adult mice through lung inflation and injection of a radio-opaque polymer-based compound via the pulmonary artery. Potential applications for casted tissues are also discussed.

יציקת כלי דם של ריאות עכבר מבוגר ומוקדם לאחר הלידה עבור הדמיית מיקרו-CT

Blood vessels form intricate networks in 3-dimensional space. Consequently, it is difficult to visually appreciate how vascular networks interact and ...

הדמיה הותרה עוברית ולבבות אחרי לידה ברזולוצית תא בודד

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

סידן הדמיה ב