Disección y la cultura de explante de Allantois murino para el análisis In Vitro del accesorio alantoideo

Summary

Se describe un ensayo en vitro al accesorio corioalantoideas de modelo, el primer paso en la formación de la placenta. El protocolo muestra la cultura disección y explante de murinos allantoides de la integrina α4β1 inmovilizados. Accesorio de la alantoides se evalúa microscópicamente en momentos predeterminados.

Abstract

La placenta es fundamental para el crecimiento y desarrollo de los embriones mamíferos. Por esta razón, numerosas alteraciones genéticas e insultos también ambientales probables que perturbe el desarrollo de la placenta o función pueden causar la pérdida temprana del embarazo en ratones y seres humanos. Sin embargo, se carecen de ensayos simples en vitro para detectar posibles efectos en la formación de la placenta. Aquí, nos centramos en el primer y fundamental paso en la formación de la placenta, que consiste en la fijación de la alantoides en el corion de modelado. Se describe un método para evaluar rápidamente el accesorio de explantes alantoideo de la integrina α4β1 inmovilizados, que sirve como un substrato chorio-mimético. Este enfoque en vitro permite una evaluación cualitativa de la fijación y propagar el comportamiento de los explantes de allantois múltiples en diferentes momentos consecutivos. El protocolo puede utilizarse para investigar el efecto de las mutaciones de ratón específicos, drogas o diversos factores ambientales que se han relacionado con complicaciones del embarazo o pérdida fetal en el alantoides accesorio ex vivo.

Introduction

La placenta es indispensable para el crecimiento embrionario y desarrollo en el ambiente uterino. Constituye la interfaz para oxígeno, metabolitos y nutrientes intercambio entre la circulación fetal y materna y también funciona como un órgano endocrino e inmunológico. Cualquier insulto endógeno o exógeno que deteriora el desarrollo placentario puede conducir a retraso de crecimiento intrauterino, pérdida fetal o complicaciones del embarazo, tanto en ratones como en seres humanos¹. Mientras que el número de mutaciones de ratón específicos causantes de la fisiología placentaria anormal continúa aumentando², con 219 genotipos actualmente listados en el sitio web de informática de genoma de ratón (MGI) (http://www.informatics.jax.org/vocab/ mp_ontology / MP:0010038), muchos de estos fenotipos no están bien entendidas desde un punto de vista mecanicista. Además de alteraciones genéticas, fármacos de molécula pequeña, anticuerpos monoclonales, toxinas, patógenos, exceso metabolitos o diversos agentes ambientales pueden afectar desarrollo de placenta y función^{3,4,5 , 6 , 7}. sin embargo, simple en vitro ensayos que pasos críticos del modelo en el desarrollo de la placenta son escasos.

Desarrollo placentario murino se inicia en el midgestation temprano, cuando el alantoides (precursor del desarrollo del cordón umbilical) emerge desde el extremo posterior del embrión como un brote que crece hacia el corion⁸. Chorioadhesive las células en la capa externa de la yema alantoidea median el accesorio y separarse de la alantoides en la superficie del corión (corioalantoideas “fusión”). El corion posteriormente dobla en las vellosidades en las que crece la vasculatura de la alantoides para formar el laberinto, la capa interna de placenta donde se intercambian nutrientes y oxígeno entre la sangre materna estrechamente yuxtapuestas sinusoides y vasos embrionarios^{9 ,10}.

La fijación de la alantoides al corión es el paso inicial y fundamental en la formación del laberinto, y defectos en este proceso se encuentran entre las causas más comunes de mortalidad embrionaria en el midgestation¹. Aunque un número de mutantes de ratón se ha descrito donde corioalantoideas accesorio no ocurren¹⁰, y la base de datos MGI enumera actualmente 108 mutantes de ratón que se caracterizan por la fusión anormal corioalantoideas (http:// www.informatics.Jax.org/Vocab/mp_ontology/MP:0002824), la interacción intercelular entre el vascular cell adhesión molecule-1 (VCAM-1, expresado en el mesodermo alantoideo) y la integrina α4β1 (expresado en el mesotelio coriónico, que es derivado de mesoderm extraembrionarias) parece ser indispensable para la fijación corioalantoideas y fusión^11,12,13. La coloración de Immunohistochemical de montaje en todo tipo de salvaje embriones ha mostrado que VCAM-1 se expresa dentro de los dos tercios distales del tallo alantoideo por día aproximadamente embrionario (E) 7.5¹³ (1-4 etapa de somite), y que su expresión sigue siendo alta durante corioalantoideas apego y fusión^11,12. Normalmente se detecta fallo de accesorio alantoideo en el corion por análisis histológicos del útero brotes. Sin embargo, los tamaños alantoides son fisiológicamente muy variables entre y dentro de camadas de la misma etapa de desarrollo¹⁴y allantois solamente puede conectar al corion cuando ha alcanzado un tamaño suficiente para hacer contacto físico. Reflejando esta variabilidad natural, corioalantoideas accesorio ocurre en algún momento entre ~ E 8.0 y 9.0 E en el úteroy una evaluación estadísticamente fiable de este proceso por histología, por tanto, es dependiente en el análisis de un gran número de conceptuses obtener suficientes muestras en la etapa de desarrollo apropiada.

Aquí, describimos un método para evaluar apego alantoideo ex utero que es menos dependiente en tamaño del alantoides. Demostramos la disección de embriones de ratón y sus allantoides de los úteros de ratones embarazadas ~ 8 días post coitum (dpc; dpc 0.5 señala la detección de un tapón vaginal), y la posterior cultura del alantoides explantes de α4β1 inmovilizados integrinas. Este método permite una evaluación rápida y funcional de la fijación y propagar el comportamiento de los explantes de allantois múltiples en paralelo y en diferentes momentos sucesivos. El protocolo puede ser utilizado para detectar los efectos de las mutaciones específicas, drogas o diversos factores ambientales sobre alantoides accesorio ex vivo.

Protocol

Cría de ratón fue aprobado por el Regierung Unterfranken, y todos los análisis se llevaron a cabo estrictamente de acuerdo con todos los alemanes y la Unión Europea las leyes y reglamentos sobre uso y cuidado de animales de laboratorio. 1. capa de microtitulación las placas con la integrina α4β1 Ex útero alantoides explante cultura Reconstituir la integrina α4β1 murino liofilizado 200 μg/ml en tampón fosfato salina (PBS). Diluir hasta una concentración final de …

Representative Results

Este protocolo describe un método para aislar y explante allantoides murino ex vivoy detalles de la evaluación cualitativa de la alantoides accesorio a la integrina α4β1, un proceso crítico en vivo corioalantoideas fusión. Los resultados representativos que se muestra en la figura 1A–H demuestran los pasos sucesivos de aislamiento alantoides a partir de útero durante el embarazo. Se retiran los teji…

Discussion

En presencia de suero, que es una rica fuente de moléculas de matriz extracelular adhesiva Pro como la fibronectina, alantoides explantes concederá fácilmente a varios plástico, vidrio o filtro superficies^9,16. Por lo tanto, si del análisis realizado se pretende investigar específicamente el efecto de una modificación genética o cualquier otro tratamiento accesorio de la alantoides a inmovilizado α4β1, es fundamental para bloquear sitios de Unión inesp…

Materials

C57BL/6J wildtype mice	The Jackson Laboratory	Stock No: 000664
70 % (v/v) Ethanol	VWR International	930031006
Standard pattern forceps	Fine Science Tools	11000-12	Forceps used to open the abdominal cavity.
Micro dissecting forceps	Fine Science Tools	11254-20	Dumont # 5 medical biology forcepts with fine, sharp tip.
Fine scissors	Fine Science Tools	14094-11	Straight blades.
Spring scissors	Fine Science Tools	15012-12	Noyes spring scissors with 14 mm blades for the dissection of uterus buds.
Microspoon	Carl Roth	AT18.1	5 mm Spoon diameter.
Microtiter plates	ibidi	81501	We use uncoated, sterile angiogenesis slides (internal volume 50 µL) with a hydrophobic surface that is not tissue-culture treated to reduce non-a4b1-mediated binding to plastic.
10 cm dish	Nunc	150350	Sterile tissue culture dishes.
3.5 cm dish	Nunc	150288	Sterile tissue culture dishes.
Large orifice pipette tips	Biozym	VT0140X	Low binding pipette tips, 200 µL.
a4b1 integrin	R&D Systems	6054-A4	Murine a4b1 integrin recombinantly expressed and purified from a Chinese hamster ovary cell line.
Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (PBS)	Sigma Aldrich	D8537	Without Ca2+ and Mg2+.
Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM)	PAN Biotech	P04-03600	The formulation contains 4.5 g/L glucose, 110 mg/L sodium pyruvate and 3.7 g/L NaHCO3 but no L-glutamine, which is added separately.
Penicillin/Streptomycin	Gibco (ThermoFisher Scientific)	15140-122	100 x (10,000 U/mL Penicillin and 10,000 µg/mL streptomycin) stock solution. Prepare and store aliquots at -20 °C to avoid freeze/thaw.
L-Glutamine	PAN Biotech	P04-80100	100 x (200 mM) Stock solution. Prepare and store aliquots at -20 °C to avoid freeze/thaw.
Fetal bovine serum	Biochrom	S 0115	We use heat-inactivated FBS (heated to 56 °C for 30 min with mixing to inactivate complement).
Bovine serum albumin (BSA)	Sigma Aldrich	A7030	We use protease- and fatty acid-free albumin. Prepare a 0.1 % (w/v) solution in DMEM. Sterile filter the solution through a disposable cell culture filter with a 0.22 µm pore size and low protein-binding membrane, and store aliquots at -20 °C.
para-Formaldehyde	Carl Roth	0335.2	To make a formaldehyde solution in PBS, weigh para-formaldehyde powder in a ventilated hood, and add it to PBS preheated to ca. 60 °C in a beaker on a stir plate. Add 1 N NaOH dropwise until solution clears. Let solution cool to room temperature, and filter through 0.22 mm filter syringe. Adjust pH with diluted HCl to ca. 6.9, and adjust to final volume with PBS. We aliquot and freeze the solution, but it can also be stored at 4 °C for approximately four weeks.
Triton X-100	Sigma Aldrich	X100	Use wide-orifice pipette tips to handle undiluted Triton X-100.
Normal goat serum	Sigma Aldrich	G9023	To block non-specific binding of antibodies in immunofluorescence analyses.
a-CD31 Antibodies	BD Biosciences	550274	Purified rat anti-mouse monoclonal antibodies, clone MEC 13.3.
Secondary goat anti-rat antibodies	Thermo Fisher	A-11006	Goat anti-rat IgG (heavy and light chains), cross-adsorbed, fluorescently labeled with Alexa Fluor 488. Other fluorescent labels are also possible.
Mowiol 4-88	Sigma Aldrich	81381	Mounting medium for cytochemistry. MW ~31,000
Labovert	Leitz	Labovert	Inverted phase contrast microscope equipped with a 4 x and 10 x objective for somite pair counting. Other phase contrast microscopes (such as those that are routinely used in tissue culture) are also suitable.
M80	Leica Microsystems	M80	Stereomicroscope with 8 : 1 zoom range (yielding a magnification between 7.5 x and 60 x) for embryo and allantois dissection.
DM4000B	Leica Microsystems	DM4000B	Microscope system for histology with LED illumination. We use HCX PL FLUOTAR 5 x/0.15 and HC PL FLUOTAR 10 x/0.30 objectives. Other microscopes equipped phase contrast and fluorescence optics can be used to score allantois attachment.
Digital camera	JVC	KY-F75U	3-CCD digital capture camera attached to the DM4000B LED microscope. We use Diskus software (Hilgers) to operate both the microscope and the camera.
Confocal microscope	Leica Microsystems	SP5	Confocal microscope for higher-resolution imaging of endothelia in the vascular plexus of allantois explants. Immunofluorescence images were taken with a 40 x objective.