Name: efficient vascularization of kidney organoids through intracelomic transplantation in chicken embryos
Uploaded: 2023-02-17T13:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Efficient Vascularization of Kidney Organoids through Intracelomic Transplantation in Chicken Embryos at JoVE.com

Wij danken George Galaris (LUMC, Leiden) voor zijn hulp bij de injectie van kippenembryo's. We erkennen de steun van Saskia van der Wal-Maas (Afdeling Anatomie & Embryologie, LUMC, Leiden, Nederland), Conny van Munsteren (Afdeling Anatomie & Embryologie, LUMC, Leiden, Nederland), Manon Zuurmond (LUMC, Leiden, Nederland) en Annemarie de Graaf (LUMC, Leiden, Nederland). M. Koning wordt ondersteund door 'Nephrosearch Stichting tot steun van het wetenschappelijk onderzoek van de afdeling Nierziekten van het LUMC'. Dit werk werd mede mogelijk gemaakt door het Leids Universiteits Fonds "Prof. Jaap de Graeff-Lingling Wiyadhanrma Fonds" GWF2019-02. Dit werk wordt ondersteund door de partners van Regenerative Medicine Crossing Borders (RegMedXB) en Health Holland, Topsector Life Sciences & Health. C.W. van den Berg en T.J. Rabelink worden ondersteund door The Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Medicine (reNEW), The Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Medicine wordt ondersteund door Novo Nordisk Foundation grants (NNF21CC0073729).

Volgens de Nederlandse wet was voor dit onderzoek geen goedkeuring van de dierenwelzijnscommissie nodig.
1. Voorbereiden van hiPSC-afgeleide nierorganoïden voor transplantatie
<ol><li>Differentieer hiPSC's tot nierorganoïden met behulp van het protocol ontwikkeld door Takasato et al.4,18,31. Kweek de organoïden volgens dit protocol op polyester celkweekinzetstukken met 0,4 μm po...

<ol>
	<li>Taguchi, 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=Redefining+the+in+vivo+origin+of+metanephric+nephron+progenitors+enables+generation+of+complex+kidney+structures+from+pluripotent+stem+cells.">Redefining the in vivo origin of metanephric nephron progenitors enables generation of complex kidney structures from pluripotent stem cells.</a> Cell Stem Cell. 14 (1), 53-67 (2014).</li><li>Morizane, 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=Nephron+organoids+derived+from+human+pluripotent+stem+cells+model+kidney+development+and+injury.">Nephron organoids derived from human pluripotent stem cells model kidney development and injury.</a> Nature Biotechnology. 33 (11), 1193-1200 (2015).</li><li>Kim, Y. 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=Gene-edited+human+kidney+organoids+reveal+mechanisms+of+disease+in+podocyte+development.">Gene-edited human kidney organoids reveal mechanisms of disease in podocyte development.</a> Stem Cells. 35 (12), 2366-2378 (2017).</li><li>Takasato, 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=Kidney+organoids+from+human+iPS+cells+contain+multiple+lineages+and+model+human+nephrogenesis.">Kidney organoids from human iPS cells contain multiple lineages and model human nephrogenesis.</a> Nature. 526 (7574), 564-568 (2015).</li><li>Hale, L. 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=3D+organoid-derived+human+glomeruli+for+personalised+podocyte+disease+modelling+and+drug+screening.">3D organoid-derived human glomeruli for personalised podocyte disease modelling and drug screening.</a> Nature Communications. 9 (1), 5167 (2018).</li><li>Vanslambrouck, J. 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=Enhanced+metanephric+specification+to+functional+proximal+tubule+enables+toxicity+screening+and+infectious+disease+modelling+in+kidney+organoids.">Enhanced metanephric specification to functional proximal tubule enables toxicity screening and infectious disease modelling in kidney organoids.</a> Nature Communications. 13 (1), 5943 (2022).</li><li>Tanigawa, S., 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=Organoids+from+nephrotic+disease-derived+iPSCs+identify+impaired+NEPHRIN+localization+and+slit+diaphragm+formation+in+kidney+podocytes.">Organoids from nephrotic disease-derived iPSCs identify impaired NEPHRIN localization and slit diaphragm formation in kidney podocytes.</a> Stem Cell Reports. 11 (3), 727-740 (2018).</li><li>Forbes, T. 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=Patient-iPSC-derived+kidney+organoids+show+functional+validation+of+a+ciliopathic+renal+phenotype+and+reveal+underlying+pathogenetic+mechanisms.">Patient-iPSC-derived kidney organoids show functional validation of a ciliopathic renal phenotype and reveal underlying pathogenetic mechanisms.</a> American Journal of Human Genetics. 102 (5), 816-831 (2018).</li><li>Freedman, B. S., 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=Modelling+kidney+disease+with+CRISPR-mutant+kidney+organoids+derived+from+human+pluripotent+epiblast+spheroids.">Modelling kidney disease with CRISPR-mutant kidney organoids derived from human pluripotent epiblast spheroids.</a> Nature Communications. 6, 8715 (2015).</li><li>Cruz, N. 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=Organoid+cystogenesis+reveals+a+critical+role+of+microenvironment+in+human+polycystic+kidney+disease.">Organoid cystogenesis reveals a critical role of microenvironment in human polycystic kidney disease.</a> Nature Materials. 16 (11), 1112-1119 (2017).</li><li>Gupta, N., 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=Modeling+injury+and+repair+in+kidney+organoids+reveals+that+homologous+recombination+governs+tubular+intrinsic+repair.">Modeling injury and repair in kidney organoids reveals that homologous recombination governs tubular intrinsic repair.</a> Science Translational Medicine. 14 (634), eabj4772 (2022).</li><li>Hiratsuka, 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=Organoid-on-a-chip+model+of+human+ARPKD+reveals+mechanosensing+pathomechanisms+for+drug+discovery.">Organoid-on-a-chip model of human ARPKD reveals mechanosensing pathomechanisms for drug discovery.</a> Scencei Advances. 8 (38), eabq0866 (2022).</li><li>Dorison, 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=Kidney+organoids+generated+using+an+allelic+series+of+NPHS2+point+variants+reveal+distinct+intracellular+podocin+mistrafficking.">Kidney organoids generated using an allelic series of NPHS2 point variants reveal distinct intracellular podocin mistrafficking.</a> Journal of the American Society of Nephrology. , (2022).</li><li>Eremina, V., 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=Glomerular-specific+alterations+of+VEGF-A+expression+lead+to+distinct+congenital+and+acquired+renal+diseases.">Glomerular-specific alterations of VEGF-A expression lead to distinct congenital and acquired renal diseases.</a> The Journal of Clinical Investigation. 111 (5), 707-716 (2003).</li><li>Kitamoto, Y., Tokunaga, H., Tomita, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+endothelial+growth+factor+is+an+essential+molecule+for+mouse+kidney+development:+glomerulogenesis+and+nephrogenesis.">Vascular endothelial growth factor is an essential molecule for mouse kidney development: glomerulogenesis and nephrogenesis.</a> The Journal of Clinical Investigation. 99 (10), 2351-2357 (1997).</li><li>Sison, 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=Glomerular+structure+and+function+require+paracrine,+not+autocrine,+VEGF-VEGFR-2+signaling.">Glomerular structure and function require paracrine, not autocrine, VEGF-VEGFR-2 signaling.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 21 (10), 1691-1701 (2010).</li><li>Ryan, A. 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=Vascular+deficiencies+in+renal+organoids+and+ex+vivo+kidney+organogenesis.">Vascular deficiencies in renal organoids and ex vivo kidney organogenesis.</a> Developmental Biology. 477, 98-116 (2021).</li><li>vanden Berg, C. W., 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=Renal+subcapsular+transplantation+of+PSC-derived+kidney+organoids+induces+neo-vasculogenesis+and+significant+glomerular+and+tubular+maturation+in+vivo.">Renal subcapsular transplantation of PSC-derived kidney organoids induces neo-vasculogenesis and significant glomerular and tubular maturation in vivo.</a> Stem Cell Reports. 10 (3), 751-765 (2018).</li><li>Sharmin, S., 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=Human+induced+pluripotent+stem+cell-derived+podocytes+mature+into+vascularized+glomeruli+upon+experimental+transplantation.">Human induced pluripotent stem cell-derived podocytes mature into vascularized glomeruli upon experimental transplantation.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 27 (6), 1778-1791 (2016).</li><li>Bantounas, I., 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=Generation+of+functioning+nephrons+by+implanting+human+pluripotent+stem+cell-derived+kidney+progenitors.">Generation of functioning nephrons by implanting human pluripotent stem cell-derived kidney progenitors.</a> Stem Cell Reports. 10 (3), 766-779 (2018).</li><li>vanden Berg, C. W., Koudijs, A., Ritsma, L., Rabelink, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+assessment+of+size-selective+glomerular+sieving+in+transplanted+human+induced+pluripotent+stem+cell-derived+kidney+organoids.">In vivo assessment of size-selective glomerular sieving in transplanted human induced pluripotent stem cell-derived kidney organoids.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 31 (5), 921-929 (2020).</li><li>Asai, R., Bressan, M., Mikawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Avians+as+a+model+system+of+vascular+development.">Avians as a model system of vascular development.</a> Methods in Molecular Biology. 2206, 103-127 (2021).</li><li>Jankovic, B. D., 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=Immunological+capacity+of+the+chicken+embryo.+I.+Relationship+between+the+maturation+of+lymphoid+tissues+and+the+occurrence+of+cell-mediated+immunity+in+the+developing+chicken+embryo.">Immunological capacity of the chicken embryo. I. Relationship between the maturation of lymphoid tissues and the occurrence of cell-mediated immunity in the developing chicken embryo.</a> Immunology. 29 (3), 497-508 (1975).</li><li>Alkie, T. N., 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=Development+of+innate+immunity+in+chicken+embryos+and+newly+hatched+chicks:+a+disease+control+perspective.">Development of innate immunity in chicken embryos and newly hatched chicks: a disease control perspective.</a> Avian Pathology. 48 (4), 288-310 (2019).</li><li>Rawles, 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=Transplantation+of+normal+embryonic+tissues.">Transplantation of normal embryonic tissues.</a> Annalls of the New York Academy of Sciences. 55 (2), 302-312 (1952).</li><li>Rawles, 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+development+of+melanophores+from+embryonic+mouse+tissues+grown+in+the+coelom+of+chick+embryos.">The development of melanophores from embryonic mouse tissues grown in the coelom of chick embryos.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 26 (12), 673-680 (1940).</li><li>Garreta, E., 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=Fine+tuning+the+extracellular+environment+accelerates+the+derivation+of+kidney+organoids+from+human+pluripotent+stem+cells.">Fine tuning the extracellular environment accelerates the derivation of kidney organoids from human pluripotent stem cells.</a> Nature Materials. 18 (4), 397-405 (2019).</li><li>Koning, 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=Vasculogenesis+in+kidney+organoids+upon+transplantation.">Vasculogenesis in kidney organoids upon transplantation.</a> NPJ Regenerative Medicine. 7 (1), 40 (2022).</li><li>Hamburger, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphogenetic+and+axial+self-differentiation+of+transplanted+limb+primordia+of+2-day+chick+embryos.">Morphogenetic and axial self-differentiation of transplanted limb primordia of 2-day chick embryos.</a> Journal of Experimental Zoology. 77 (3), 379-399 (1938).</li><li>Dossel, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+method+of+intracelomic+grafting.">New method of intracelomic grafting.</a> Science. 120 (3111), 262-263 (1954).</li><li>Takasato, M., Er, P. X., Chiu, H. S., Little, 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=Generation+of+kidney+organoids+from+human+pluripotent+stem+cells.">Generation of kidney organoids from human pluripotent stem cells.</a> Nature Protocols. 11 (9), 1681-1692 (2016).</li><li>Hamburger, V., Hamilton, H. 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+series+of+normal+stages+in+the+development+of+the+chick+embryo.">A series of normal stages in the development of the chick embryo.</a> Developmental Dynamics. 195 (4), 231-272 (1992).</li><li>Aleksandrowicz, E., Herr, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ethical+euthanasia+and+short-term+anesthesia+of+the+chick+embryo.">Ethical euthanasia and short-term anesthesia of the chick embryo.</a> ALTEX. 32 (2), 143-147 (2015).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ACUC.">ACUC.</a> Guideline: The Use and Euthanasia Procedures of Chicken/Avian Embryos. , (2012).</li></ol>

In dit manuscript wordt een protocol voor intracelomische transplantatie van hiPSC-afgeleide nierorganoïden in kippenembryo's gedemonstreerd. Bij transplantatie worden organoïden gevasculariseerd door geperfuseerde bloedvaten die bestaan uit een combinatie van van menselijke organoïden afgeleide en van kippen afgeleide EC's. Deze zijn verspreid over de organoïde en dringen de glomerulaire structuren binnen, waardoor interactie tussen de EC's en podocyten mogelijk wordt. Eerder werd aangetoond dat dit leidt tot een ve...

Van door de mens geïnduceerde pluripotente stamcellen (hiPSC)-afgeleide nierorganoïden is aangetoond dat ze potentieel hebben voor ontwikkelingsstudies 1,2,3,4, toxiciteitsscreening 5,6 en ziektemodellering 5,7,8,9,10,11,12,13 . Hun toepasbaarheid voor deze en eventuele klinische transplantatiedoeleinden wordt echter beperkt door het ontbreken van een vasculair netwerk. Tijdens de embryonale nierontwikkeling interageren podocyten, mesangiale cellen en vasculaire endotheelcellen (EC's) om de ingewikkelde structuur van de glomerulus te vormen. Zonder deze interactie kan de glomerulaire filtratiebarrière, bestaande uit podocyten, het glomerulaire keldermembraan (GBM) en EC's, zich niet goed ontwikkelen14,15,16. Hoewel nierorganoïden in vitro sommige EC's bevatten, vormen deze geen goed vasculair netwerk en verminderen ze na verloop van tijd17. Het is dan ook niet verwonderlijk dat de organoïden onvolgroeid blijven. Transplantatie bij muizen induceert vascularisatie en rijping van de nierorganoïden 18,19,20,21. Helaas is dit een arbeidsintensief proces dat niet geschikt is voor de analyse van grote aantallen organoïden.
Kippenembryo's worden al meer dan een eeuw gebruikt om vascularisatie en ontwikkeling te bestuderen22. Ze zijn gemakkelijk toegankelijk, vereisen weinig onderhoud, missen een volledig functioneel immuunsysteem en kunnen zich normaal ontwikkelen na het openen van de eierschaal23,24,25,26. De transplantatie van organoïden op hun chorioallantoïsche membraan (CAM) heeft aangetoond dat het leidt tot vascularisatie27. De duur van de transplantatie op de CAM, evenals het niveau van rijping van het transplantaat, worden echter beperkt door CAM-vorming, die tot embryonale dag 7 duurt om te voltooien. Daarom is onlangs een methode ontwikkeld om nierorganoïden efficiënt te vasculariseren en rijpen door intracelomische transplantatie in kippenembryo's28. De celomische holte van kippenembryo's is sinds de jaren 1930 bekend als een gunstige omgeving voor de differentiatie van embryonale weefsels29,30. Het is vroeg in de embryonale ontwikkeling toegankelijk en maakt een relatief onbeperkte uitbreiding van het transplantaat in alle richtingen mogelijk.
Dit artikel schetst een protocol voor de transplantatie van hiPSC-afgeleide nierorganoïden in de celomische holte van dag 4 kippenembryo's. Deze methode induceert vascularisatie en verbeterde rijping van de organoïden binnen 8 dagen. Injectie van fluorescerend gelabelde lens culinaris agglutinine (LCA) voorafgaand aan het opofferen van de embryo's maakt visualisatie van geperfuseerde bloedvaten in de organoïden mogelijk door middel van confocale microscopie.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.2 &#181;m filter: Whatman Puradisc 30 syringe filter 0.2 &#181;m</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>10462200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>35 mm glass bottom dishes&#160;</td>
			<td>MatTek Corporation</td>
			<td>P35G-1.5-14-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspirator tube assemblies for calibrated microcapillary pipettes</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A5177-5EA</td>
			<td>Contains silicone tubes, mouth piece and connector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal microscope: Leica White Light Laser Confocal Microscope&#160;</td>
			<td>Leica</td>
			<td>TCS SP8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting forceps, simple type. Titanium, curved, with fine sharp tips</td>
			<td>Hammacher Karl</td>
			<td>HAMMHTC091-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting forceps, simple type. Titanium, straight, with fine sharp tips</td>
			<td>Hammacher Karl</td>
			<td>HAMMHTC090-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting microscope&#160;</td>
			<td>Wild Heerbrugg</td>
			<td>355110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting scissors, curved, OP-special, extra sharp/sharp</td>
			<td>Hammacher Karl</td>
			<td>HAMMHSB391-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey serum</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D9663</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey-&#945;-mouse Alexa Fluor 488</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>A-212-02</td>
			<td>dilution 1:500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey-&#945;-sheep Alexa Fluor 647</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>A-21448</td>
			<td>dilution 1:500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double edged stainless steel razor blades</td>
			<td>Electron Microsopy Sciences</td>
			<td>72000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS, calcium, magnesium (DPBS-/-)</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>14040133</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS, no calcium, no magnesium (DPBS+/+)</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>14190094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Egg cartons or custom made egg holders&#160;</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fertilized white leghorn eggs (Gallus Gallus Domesticus)&#160;</td>
			<td>Drost Loosdrecht B.V.</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>Elbanton BV</td>
			<td>ET-3 combi</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lotus Tetragonolobus lectin (LTL) Biotinylated</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>B-1325</td>
			<td>dilution 1:300</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro scissors, straight, sharp/sharp, cutting length 10 mm</td>
			<td>Hammacher Karl</td>
			<td>HAMMHSB500-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcapillaries: Thin wall glass capillaries 1.5 mm, filament</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>TW150F-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette puller</td>
			<td>Sutter Instrument Company</td>
			<td>Model P-97</td>
			<td>We use the following settings: Heat 533, Pull 60, Velocity 150, Time 200</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscalpel holder: Castroviejo blade and pins holder, 12 cm, round handle, conical 10 mm jaws.</td>
			<td>Euronexia</td>
			<td>L-120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting medium: Prolong Gold Antifade Mountant&#160;</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>P36930</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Olivecrona dura dissector 18 cm&#160;</td>
			<td>Reda</td>
			<td>41146-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm&#160;</td>
			<td>Heathrow Scientific</td>
			<td>HS234526B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-streptomycin 5,000 U/mL</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>15070063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perforated spoon&#160;</td>
			<td>Euronexia</td>
			<td>S-20-P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish 60 x 15 mm&#160;</td>
			<td>CELLSTAR</td>
			<td>628160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic transfer pipettes&#160;</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>PP89SB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Purified mouse anti-human CD31 antibody</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>555444</td>
			<td>dilution 1:100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rhodamine labeled Lens Culinaris Agglutinin (LCA)</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>RL-1042</td>
			<td>This product has recently been discontinued. Vectorlabs does still produce Dylight 649 labeled LCA (DL-1048-1) and fluorescein labeled LCA (FL-1041-5)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sheep anti-human NPHS1 antibody</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>AF4269</td>
			<td>dilution 1:100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile hypodermic needles, 19 G</td>
			<td>BD microlance</td>
			<td>301500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptavidin Alexa Fluor 405</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>S32351</td>
			<td>dilution 1:200</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 5 mL</td>
			<td>BD Emerald</td>
			<td>307731</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transparent tape&#160;</td>
			<td>Tesa</td>
			<td>4124</td>
			<td>Available at most hardware stores</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T9284</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tungsten wire, 0.25 mm dia&#160;</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>010404.H2</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

efficient vascularization of kidney organoids through intracelomic transplantation in chicken embryos

Nierorganoïden afgeleid van door de mens geïnduceerde pluripotente stamcellen bevatten nefronachtige structuren die tot op zekere hoogte lijken op die in de volwassen nier. Helaas wordt hun klinische toepasbaarheid belemmerd door het ontbreken van een functionele vasculatuur en bijgevolg beperkte rijping in vitro. De transplantatie van nierorganoïden in de celomische holte van kippenembryo's induceert vascularisatie door geperfuseerde bloedvaten, inclusief de vorming van glomerulaire haarvaten, en verbetert hun rijping. Deze techniek is zeer efficiënt, waardoor de transplantatie en analyse van grote aantallen organoïden mogelijk is. Dit artikel beschrijft een gedetailleerd protocol voor de intracelomische transplantatie van nierorganoïden in kippenembryo's, gevolgd door de injectie van fluorescerend gelabeld lectine om de perfuseerde vasculatuur te kleuren en de verzameling getransplanteerde organoïden voor beeldvormingsanalyse. Deze methode kan worden gebruikt om organoïde vascularisatie en rijping te induceren en te bestuderen om aanwijzingen te vinden voor het verbeteren van deze processen in vitro en het verbeteren van ziektemodellering.

De methode en tijdlijn voor de differentiatie van hiPSC's naar nierorganoïden, incubatie van bevruchte kippeneieren, transplantatie van nierorganoïden, injectie van LCA en verzameling van de organoïden zijn samengevat in figuur 1A. Het is belangrijk om de timing van organoïde differentiatie en kippenei-incubatie te coördineren, waarbij differentiatie 15 dagen vóór de incubatie wordt gestart. De acties op dag 0, 3, 4 en 12 van de incubatie worden geïllustreerd met foto's onder de tij...

Watch this Scientific Journal Video about Efficient Vascularization of Kidney Organoids through Intracelomic Transplantation in Chicken Embryos at JoVE.com

Efficient Vascularization of Kidney Organoids through Intracelomic Transplantation in Chicken Embryos

Hier presenteren we een gedetailleerd protocol voor de transplantatie van nierorganoïden in de celomische holte van kippenembryo's. Deze methode induceert vascularisatie en verbeterde rijping van de organoïden binnen 8 dagen en kan worden gebruikt om deze processen op een efficiënte manier te bestuderen.

Efficiënte vascularisatie van nierorganoïden door intracelomische transplantatie in kippenembryo's

Kidney organoids derived from human induced pluripotent stem cells contain nephron-like structures that resemble those in the adult kidney to a certain ...

In vitro gekweekte nierorganoïden blijven onvolgroeid, waardoor hun toepasbaarheid wordt beperkt. En deze methode van intracoelomale transplantatie induceert vascularisatie en verbetert de rijping van de organoïden. De procedure is zeer efficiënt, waardoor de transplantatie en analyse van een groot aantal organoïden in één experiment mogelijk is.Na het bereiden van HIPSC-afgeleide nierorganoïden en het incuberen van de bevruchte leghorn-eieren creëer je een venster in de eierschaal op dag drie van de incubatie. Plaats een klein stukje transparante tape op de puntige punt van het ei. Maak een klein gaatje in de eierschaal in het midden van de transparante tape door erop te tikken met het scherpe uiteinde van een ontleedschaar.Steek vervolgens een naald van 19 gauge op een spuit van vijf milliliter in het gat in een hoek van 45 graden. Zuig twee tot drie milliliter albumine uit het ei om het embryo in het ei te laten zakken. Verberg het gat met een tweede stuk transparante tape en plaats vervolgens een groot stuk transparante tape op het potlood dat naar boven is gericht op de kant van het ei.Maak een gat in de eierschaal in het midden van de transparante tape door erop te tikken met het scherpe uiteinde van een ontleedschaar. Knip een klein cirkelvormig venster in de eierschaal uit dit gat met een gebogen ontleedschaar. Kijk door dit venster om het embryo te lokaliseren.Vergroot vervolgens het venster om de toegang tot het embryo te optimaliseren. Verwijder grote stukken eierschaal die mogelijk bovenop het embryo zijn gevallen met een tang. Verwijder kleinere stukjes door een paar druppels DPBS met calcium en magnesium op het embryo te plaatsen met een plastic transferpipet en vervolgens de DPBS met de eierschaal in de pipet te zuigen.Voeg met behulp van een plastic transferpipet drie druppels DPBS, aangevuld met 0,5% penicilline streptomycine toe aan het ei. Sluit het raam voorzichtig af met een groot stuk transparante tape voordat u het ei terug in de broedmachine plaatst tot dag vier van de incubatie. Knip de tape uit het raam met een gebogen ontleedschaar.Leg het ei onder een ontleedmicroscoop op een rubberen houder of eierdoos. Het kippenembryo bevindt zich nu in Hamburger-Hamilton Stage 23 tot 24 en ligt op zijn linkerkant met zijn rechterkant naar de kijker gericht. Lokaliseer de rechtervleugel en beenknop van het embryo, omdat het coelom tussen deze twee ledemaatknoppen zal worden beoordeeld.Maak in het gebied tussen de rechtervleugel en de beenknop achtereenvolgens een opening in het vitellinemembraan, het chorion en het amnion door ze vast te houden met twee paar ontleedtangen en ze voorzichtig in tegengestelde richtingen te trekken. Controleer of er onbelemmerde toegang is tot de coelomic holte. Pak de rand van de lichaamswand tussen de vleugel en de ledemaatknop voorzichtig vast met een tang en trek deze iets naar de kijker toe.De coelomic holte moet duidelijk zichtbaar zijn. Steek voorzichtig een stomp maar slank instrument in de coelomic holte. Plaats een halve organoïde in het ei bovenop de allantois met behulp van een dura-dissector.Gebruik een ontleedtang en pak voorzichtig de rand van de lichaamswand vast en trek deze iets naar de kijker toe om de opening naar het coelum zichtbaar te maken. Beweeg de organoïde voorzichtig naar en door de opening in de lichaamswand in het coelum met een stompe wolfraamdraad en een micro-scalpelhouder. Duw de organoïde iets craniaal om het in het coelum te plaatsen.Het is nu zichtbaar net achter de vleugelknop. Voeg drie druppels DPBS toe aan het ei met behulp van een plastic transferpipet. Sluit het venster voorzichtig af met een groot stuk transparante tape voordat u het ei terug in de broedmachine plaatst tot dag 12 van de incubatie.Knip de tape uit het raam met een gebogen ontleedschaar. Leg het ei onder een ontleedmicroscoop in een rubberen houder. Evalueer de vasculatuur en lokaliseer de aderen, die van de slagaders kunnen worden onderscheiden door hun iets helderdere rode kleur.Om de toegang tot de vasculatuur te verbeteren, vergroot u het venster zorgvuldig door het te knippen met een gebogen ontleedschaar. Nadat u de ader hebt geselecteerd, steekt u de punt van de microcapillaire naald in de ader in een hoek van nul tot 20 graden. Zorg ervoor dat de naald in de ader zit door de punt voorzichtig van links naar rechts te bewegen.Blaas voorzichtig en gestaag in het injectiesysteem om de lens culinaris agglutinine te injecteren. En plaats het ei 10 minuten terug in de broedmachine om het te laten circuleren. Leg het ei in een rubberen houder op de bank.Knip vervolgens door de membranen rond het embryo met een gebogen ontleedschaar. Schep het embryo met een geperforeerde lepel uit het ei en onthoofd het embryo onmiddellijk met een schaar. Plaats onder de dissectiemicroscoop het lichaam van het embryo in een petrischaaltje.Plaats het embryo op zijn rug in de petrischaal en spreid zijn ledematen. Open voorzichtig de buikwand van het embryo langs de lengteas met behulp van een tang. Lokaliseer de organoïde in het embryo.De organoïde wordt meestal gehecht aan de rechter leverkwab, hetzij aan de vertroetelpunt of craniaal, net onder de ribbenkast. Het is dus raadzaam om te beginnen met het bekijken van deze locaties. Zodra de organoïde is gelokaliseerd, verwijdert u deze uit het embryo door er met een microschaar omheen te knippen.Plaats de organoïde in het kippenweefsel dat er onvermijdelijk aan vastzit in een petrischaaltje onder de ontleedmicroscoop. Verwijder zoveel mogelijk kippenweefsel met een tweesnijdend roestvrijstalen scheermesje. Immunofluorescente beelden van een niet-getransplanteerde nierorganoïde en een getransplanteerde nierorganoïde bevatten beide glomerulaire en buisvormige structuren.In de niet-getransplanteerde organoïden zijn enkele menselijke endotheelcellen aanwezig. In de getransplanteerde organoïde is een doordrenkt vasculair netwerk zichtbaar in de organoïde. Vergrote afbeeldingen van de verpakte gebieden tonen de drie soorten endotheelcellen die kunnen worden onderscheiden in getransplanteerde organoïden: geperfuseerde menselijke endotheelcellen, niet-geperfuseerde menselijke endotheelcellen en geperfuseerde van kip afgeleide endotheelcellen.In niet-getransplanteerde organoïden omringen endotheelcellen glomerulaire structuren, maar dringen ze niet binnen. In getransplanteerde organoïden worden glomerulaire structuren echter gevasculariseerd door geperfuseerde haarvaten. Getransplanteerde organoïden kunnen worden geanalyseerd met behulp van verschillende technieken, afhankelijk van het doel van het experiment.Directe vergelijking met niet-getransplanteerde controles kan inzicht geven in het proces van vascularisatie en rijping.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

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

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

Dual Labeling van neurale kuifcellen en bloedvaten in kippenembryo's met behulp van ChickGFP Neural Tube Enting en 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, ...

Whole Retinal Explants from Chicken Embryos for Electroporation and Chemical Reagent Treatments

Hele netvlies Explantaten van kippenembryo&#39;s voor Elektroporatie en chemische reagens Behandelingen

The retina is a good model for the developing central nervous system. The large size of the eye and most importantly the accessibility for experimental ...

Technique to Target Microinjection to the Developing Xenopus Kidney

Technique to Target Microinjection to the Developing Xenopus Kidney

Micro-injectie techniek om Target aan de ontwikkelingslanden<em&gt; Xenopus</em&gt; Kidney

The embryonic kidney of Xenopus&#160;laevis (frog), the pronephros, consists of a single nephron, and can be used as a model for kidney disease. Xenopus ...

An Efficient Method to Obtain Dedifferentiated Fat Cells

Een efficiënte methode om gededifferentieerde Fat cellen te verkrijgen

Tissue engineering and cell therapy hold great promise clinically. In this regard, multipotent cells, such as mesenchymal stem cells (MSCs), may be used ...

In Ovo Electroporation in the Chicken Auditory Brainstem

In Ovo Electroporation in the Chicken Auditory Brainstem

In Ovo Electroporation in de Kip Auditory Brainstem

Electroporation is a method that introduces genes of interest into biologically relevant organisms like the chicken embryo. It is long established that ...

Tracing Gene Expression Through Detection of &#946;-galactosidase Activity in Whole Mouse Embryos

Tracing Gene Expression Through Detection of ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â²-galactosidase Activity in Whole Mouse Embryos

Traceren van genexpressie door detectie van β-galactosidase-activiteit in hele muis embryo 's

The Escherichia coli LacZ gene, encoding &#946;-galactosidase, is largely used as a reporter for gene expression and as a tracer in cell lineage studies. ...

Visualizing the Node and Notochordal Plate In Gastrulating Mouse Embryos Using Scanning Electron Microscopy and Whole Mount Immunofluorescence

Visualiseren van het knooppunt en de Notochordal plaat In Gastrulating muis embryo's met behulp van Scanning elektronen microscopie en hele Mount immunofluorescentie

The post-implantation mouse embryo undergoes major shape changes after the initiation of gastrulation and morphogenesis. A hallmark of morphogenesis is ...

Fast and Efficient Expression of Multiple Proteins in Avian Embryos Using mRNA Electroporation

Snelle en efficiënte expressie van meervoudige eiwitten in aviaire embryo's met behulp van mRNA-Elektroporation

We report that mRNA electroporation permits fluorescent proteins to label cells in living quail embryos more quickly and broadly than DNA electroporation. ...

A Simplified Method for Generating Kidney Organoids from Human Pluripotent Stem Cells

Een vereenvoudigde methode voor het genereren van nierorganoïden uit menselijke pluripotente stamcellen

Kidney organoids generated from hPSCs have provided an unlimited source of renal tissue. Human kidney organoids are an invaluable tool for studying kidney ...

A Simple and Effective Transplantation Device for Zebrafish Embryos

Een eenvoudig en effectief transplantatieapparaat voor zebravisembryo's

Classical embryological manipulations, such as removing cells and transplanting cells within or between embryos, are powerful techniques to study complex ...