Utilizzo dell'imaging dal vivo ex vivo per studiare le divisioni e i movimenti cellulari durante il rinnovamento dentale del topo

Riepilogo

L'imaging dal vivo ex vivo è una potente tecnica per studiare i processi dinamici dei movimenti e delle interazioni cellulari nei tessuti viventi. Qui, presentiamo un protocollo che implementa la microscopia a due fotoni per tracciare in tempo reale le cellule epiteliali dentali in incisivi di topo adulti interi in coltura.

Abstract

L'incisivo di topo in continua crescita sta emergendo come un sistema modello altamente trattabile per studiare la regolazione delle cellule staminali epiteliali e mesenchimali adulte e la rigenerazione dei denti. Queste popolazioni progenitrici si dividono, si muovono e si differenziano attivamente per mantenere l'omeostasi tissutale e rigenerare le cellule perse in modo reattivo. Tuttavia, le analisi tradizionali che utilizzano sezioni fisse di tessuto non sono in grado di catturare i processi dinamici dei movimenti e delle interazioni cellulari, limitando la nostra capacità di studiarne le regolazioni. Questo articolo descrive un protocollo per mantenere gli incisivi interi di topo in un sistema di coltura di espianto e cellule epiteliali dentali live-track utilizzando la microscopia timelapse multifotone. Questa tecnica si aggiunge alla nostra cassetta degli attrezzi esistente per la ricerca odontoiatrica e consente ai ricercatori di acquisire informazioni spazio-temporali sui comportamenti e le organizzazioni delle cellule in un tessuto vivente. Prevediamo che questa metodologia aiuterà i ricercatori a esplorare ulteriormente i meccanismi che controllano i processi cellulari dinamici che avvengono sia durante il rinnovamento che la rigenerazione dentale.

Introduzione

Negli ultimi due decenni, l'incisivo di topo è emerso come una piattaforma inestimabile per studiare i principi della regolazione delle cellule staminali adulte e della rigenerazione dei denti ^1,2. L'incisivo del topo cresce continuamente e si rinnova per tutta la vita dell'animale. Lo fa mantenendo sia le cellule staminali epiteliali che quelle mesenchimali, che possono auto-rinnovarsi e differenziarsi in diversi tipi di cellule del dente ^1,2. Mentre le cellule staminali epiteliali dentali danno origine ad ameloblasti, che secernono la matrice dello s....

Protocollo

Tutti i topi sono stati mantenuti in strutture per animali prive di agenti patogeni presso l'Università della California di Los Angeles (UCLA) o l'Università Ebraica di Gerusalemme (HUJI). Tutti gli esperimenti che hanno coinvolto i topi sono stati eseguiti secondo le normative e i protocolli approvati dal rispettivo Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali (IACUC) (ARC-2019-013; UCLA) o (MD-23-17184-3; HUJI). Un flusso di lavoro generale delle fasi sperimentali è mostrato nella Figura 2A. Vedere la Tabella dei materiali per i dettagli relativi a tutti gli strumenti, i reagenti e i materiali utilizzati in ....

Discussione

L'imaging di tessuti vivi è una tecnica importante che ci permette di studiare i processi dinamici e i comportamenti delle cellule quando vengono mantenute nel loro ambiente di nicchia⁴¹. Idealmente, l'imaging dal vivo viene eseguito in vivo con un'elevata risoluzione spazio-temporale. Tuttavia, l'imaging in vivo per gli organi dei mammiferi può essere difficile a causa dell'inaccessibilità dei tessuti, dell'opacità ottica e della difficoltà di immobilizzare l'animale o l'or.......

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
24 well, flat bottom tissue culture plate	Olympus plastics	25-107
25x HC IRAPO motCORR water dipping objective	Leica	11507704
Ascorbic acid (Vitamin C)	Acros Organics	352685000
D-(+)-Glucose bioxtra	Sigma Aldrich	G7528
Delta T system	Bioptechs	0420-4	Including temperature control, culture dishes, and perfusion setup
Dissection microscope- LEICA S9E	Leica	LED300 SLI
DMEM/F12	Thermo Scientific	11039047	Basal media without phenol red
Feather surgical blade (#15)	Feather	72044-15
Fine forceps	F.S.T	11252-23
Glutamax	Thermo Scientific	35050-061	Glutamine substitute
Leica SP8-DIVE equipped with a 25X HC IRAPO motCORR water dipping objective	Leica	n/a
low-melting agarose	NuSieve	50080
non-essential amino acids (100x)	Thermo Scientific	11140-050
penicillin–streptomycin	Thermo Scientific	15140122	10,000 U/mL
Petri dish	Gen Clone	32-107G	90 mm
Rat serum	Valley Biomedical	AS3061SC	Processed for live imaging
Razor blade #9	VWR	55411-050
Scalpel handle	F.S.T	10003-12
Scissors	F.S.T	37133
serrated forceps	F.S.T	11000-13
spring scissors	F.S.T	91500-09