Name: method of studying palatal fusion using static organ culture
Uploaded: 2015-09-19T14:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 58 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Method of Studying Palatal Fusion using Static Organ Culture at JoVE.com

The authors do not have any acknowledgements.

כל ההליכים המתוארים חייבים להתבצע בהתאם להנחיות והתקנות לשימוש בבעלי חיים בעלי חוליות, כוללים אישור מראש על ידי הוועדה מוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש המקומית. 1. הכנת מכשירי הביתור ותרבות מדיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כביסה מוקדמת כל המכשירים לשימוש בנתיחה עם מי חמצן 3% ולאחר מכן החיטוי ב 121 מעלות צלזיוס במשך 20 דקות. סנן תקשורת BGJb עם פתרון אנטיביוטי וantimycotic באמצעות מסנן נקבובית בגודל 0.22 מיקרומטר עם שאיבת ואקום במנדף. </li></ol> 2. הכנת תרבות הציוד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותך מסנני קרום פוליקרבונט שיתמכו באיברי החיך במשולשים קטנים, לרסס עם אלכוהול 70% ולאפשר להם להתייבש. הכן צלחת המרכז-ובכן האיברים תרבות (60x15 מ&quot;מ) על ידי הצבת רשת נקייה ומעוקרת שווה צלעות בצורת משולשת תיל (20 מ&quot;מ) על צלחת תרבות איבר. ואז למלא היטב עם 1 מיליליטר של Bתרבות תקשורת תקשורת GJb. הערה: התקשורת צריכה להיות מספיק כדי להגיע לרמה של הרשת ללא הצללה החיך. מניחים את מסנני קרום, הצד מבריק כלפי מטה, על גבי הרשת (3-4 ממברנות לרשת) .Depending בניסוי, ניתן להוסיף טיפול (חלבונים, נוגדנים או מעכבים) לתקשורת </li></ol> 3. העובר עכבר איסוף והכנה לתרבות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להשיג עוברי עכבר סוג בר, שימוש בעיתוי 13.5 מתח רקע גנטי בהריון CD-1 עכבר. נקה את האזור לנתיחה עם אתנול 70%. הערה: זנים אחרים של עכברים יכולים לשמש. אנחנו מעדיפים CD-1 עכברים בגלל מספר ההמלטה הגדולה יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים עכברים בהריון בE13.5 DPC (ימים שלאחר משגל) עם 5% Isoflurane אחריו נקע בצוואר רחם כדי להבטיח מוות באמצעות פרוטוקולים שאושרו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ריסוס אתנול 70% על פני בטן הגחון כדי להימנע מצורך שיער מקל הבטן למכשירים. לאחר מכן פתח את חלל בטן ventrallyבאמצעות מספריים חדים-הפעלה בוטה ומלקחי מיקרו לנתח כדי לאתר את הרחם. שימוש במלקחיים, להרים את כל הרחם ולהפריד אותו מהגוף על ידי חיתוך בגוף הרחם ובטיפים של קרן הרחם עם מספריים הפעלה אור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הרחם על מגבת נייר נקייה על קרח (לדברי מדריך הפרוטוקול לטיפול ושימוש בבעלי החיים במעבדה). מכסה את הרחם עם מגבת נייר נקייה אחרת על מנת למנוע זיהום. לעקר את המכשירים באמצעות 70% אתנול תרסיס לפני שימוש נוסף. הרחם והעוברים יכולים להיות מועברים למעבדה על קרח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בזרימה למינרית פתוחה, להפוך בזהירות פתח קטן בצק החלמון באמצעות מספריים חדים-הפעלה בוטה ומלקחי מיקרו לנתח. הפוך את הפתיחה רחבה יותר ולאחר מכן בעדינות לדחוף אותו לexteriorize את העובר מן שק החלמון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את העוברים מייד לצלחת פטרי עם pH הקר פוספט שנאגרו מלוח 1X (PBS) 7.4. כדי להבטיח את השלב, לשעבר הנכוןאמין העובר תחת מיקרוסקופ לנתח למורפולוגיה גוף, גודל הראש והגפיים. הערה: עוברים שאינם בשלב הנכון של פיתוח אינם משמש לניסוי. </li></ol><img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53063/53063fig2.jpg" /> איור 2. איבר באד מורפולוגיה. קדמת הבמה והגפיים אחוריות נבדקות לתואר של כניסה חגורה בין הספרות. בE13.5, כל condensations הספרות בולט, עם חגורה וחריצי דיסטלי בין ספרות המופיעים מאוד ברורים. הספרות האחורית היא מאחורי בחצי יום 12 שורה עליונה:. Forelimb, שורה תחתונה: גפיים אחוריות. 4. חך Dissection <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח עובר אחד בכל פעם בצלחת פטרי עם PBS תחת מיקרוסקופ לנתח. מספריים שימוש קטנים לנתח ופינצטה להפריד את הראש מהגוף של העוברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחזיק בזהירות את גולגולת העכבר מעל גובה עיניים עם מלקחיים (הימנעותתהליך הלסת) לעשות שני חתכים בשני הצדדים של קו השפתיים. ואז להסיר את הלסת התחתונה ולשון. לבודד את אזור לסת תהליך על ידי ביצוע חתך בגובה עיניים ולהסיר את המוח, עיניים, מחיצת האף ורקמות הסמוכות. </li></ol><img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53063/53063fig3.jpg" /> רקמת 3. חך איור נאספה מ13.5 עוברים, כאשר מדפי החך שהעלו, אך לא יצרה קשר. מדפי החך הונחו בתרבות איבר במסנן בממשק תקשורת האוויר במשך 72 שעות במודל הסטטי. (א) רמה של כוכבי נתיחה על עובר E13.5. (ב) הכחולה לתחום אזורים להחזיק את הרקמה עם מלקחיים במהלך נתיחה. צפה (C) של מדפי חך גזור מונחים על קרום מסנן טרפז. מבט צד (D) של צלחת התרבות אחרי המיקום של חיך גזור ותוספת של תקשורת ותרבות. <ol start="3" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את צד הפה החיך ולהסיר את מחיצת האף ורקמות סביבו, שמירה על החיך העיקרי המצורף כדי לסייע לה להתמצא מקדמי לאחורית. השתמש במרית כף ולהעביר בזהירות רבה את מדפי החך (צד האף למטה) למסננים מוכנים ברשתות במנות התרבות. הערה: התאם את עוצמת קול של מדיה כדי לאפשר ממשק אוויר תקשורת נכון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתחת למיקרוסקופ סטריאו, לנתח את החיך הראשוני ולהשתמש בפינצטה כדי למקם את מדפי החך קרובים אחד לשני. מדפי החך לא הפתיל אם הם לא ממוקמים במגע. חותך את מסנן הקרום המשולש שבו החלק הקדמי של החך ממוקם. צורת הטרפז תסייע באיתור החלק הקדמי של החך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרבות מדפי חך בנפרד או עם שתיים או שלושה באותו צלחת תרבות איבר באמצעות תקשורת ותרבות BGJb. </li></ol> 5. מדפי Culturing עכבר Palatal <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה tissues על 37 מעלות צלזיוס בתערובת humidified גז (5% אוויר CO 2 ו -95%) במשך 72 שעות, ולשנות את המדיום כל שעה 24. </li></ol> 6. חך עיבוד לניתוח היסטולוגית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתקן את החיך לאחר 72 שעות בתרבות עם 4% פורמלדהיד / O פוספט שנאגרו מלוח / N ב 4 ° &#160; ג ואז, בעדינות עם טפטפת העברה לשטוף את הרקמה בצלחת התרבות עם PBS. לעטוף את החך בפיסת מגבוני מעבדה ומקום בהטבעת קלטות. הערה: גלישת החיך במגבוני מעבדה למנוע האובדן שלהם במהלך תהליך ההתייבשות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייבש את הרקמה הבאה 70%, 80% ועד 100% אתנול שוטף עבור שעה 1, ואחריו את הליך הטבעת פרפין הרגיל. להטבעה, תניח את החלק הקדמי של החך מול המגש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותך 6 מיקרומטר סעיפים סידוריים בכיוון העטרה מקדמי לאחוריים. חיך סעיף שלם יניב 350-450 sectiהרחבות. להכתים את החלקים עם hematoxylin ו eosin (H &amp; E). בקנה מידה 10 כל סעיף 20 ה באמצעות ציון ממוצע היתוך שתואר לעיל (MFS) (טבלת 1). 8 </li></ol>

<ol>
	<li>Nawshad, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Palatal+seam+disintegration+to+die+or+not+to+die+that+is+no+longer+the+question.">Palatal seam disintegration to die or not to die that is no longer the question.</a> Developmental dynamics an official publication of the American Association of Anatomists. 237, 2643-2656 (2008).</li><li>Strong, E. B., Buckmiller, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+the+cleft+palate.">Management of the cleft palate.</a> Facial plastic surgery clinics of North America. 9, 15-25 (2001).</li><li>Witt, P. D., Marsh, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+assessing+outcome+of+surgical+repair+of+cleft+lip+and+cleft+palate.">Advances in assessing outcome of surgical repair of cleft lip and cleft palate.</a> Plastic and reconstructive surgery. 100, 1907-1917 (1997).</li><li>4miloro, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> principles of oral and maxillofafcial surgery. 209, 231-249 (1984).</li><li>Mima, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+the+epithelial+adhesion+molecule+CEACAM1+is+important+for+palate+formation.">Regulation of the epithelial adhesion molecule CEACAM1 is important for palate formation.</a> PloS one. 8, e61653 (2013).</li><li>Carette, M. J., Ferguson, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fate+of+medial+edge+epithelial+cells+during+palatal+fusion+in+vitro+an+analysis+by+DiI+labelling+and+confocal+microscopy.">The fate of medial edge epithelial cells during palatal fusion in vitro an analysis by DiI labelling and confocal microscopy.</a> Development (Cambridge, England). 114, 379-388 (1992).</li><li>Ferguson, M. W., Honig, L. S., Slavkin, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+of+cultured+palatal+shelves+from+alligator+chick+and+mouse+embryos.">Differentiation of cultured palatal shelves from alligator chick and mouse embryos.</a> The Anatomical record. 209, 231-249 (1984).</li><li>San Miguel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ephrin+reverse+signaling+controls+palate+fusion+via+a+PI3+kinase+dependent+mechanism.">Ephrin reverse signaling controls palate fusion via a PI3 kinase dependent mechanism.</a> Developmental dynamics an official publication of the American Association of Anatomists. 240, 357-364 (2011).</li><li>Kang, P., Svoboda, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PI+3+kinase+activity+is+required+for+epithelial+mesenchymal+transformation+during+palate+fusion.">PI 3 kinase activity is required for epithelial mesenchymal transformation during palate fusion.</a> Developmental dynamics an official publication of the American Association of Anatomists. 225, 316-322 (2002).</li><li>RD, 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> Histopathologic Technic and Practical Histochemistry. , (1965).</li><li>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>Taher, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+gene+expression+analysis+of+murine+limb+development.">Global gene expression analysis of murine limb development.</a> PloS one. 6, e28358 (2011).</li></ol>

The authors do not have any competing financial interests.

הפרוטוקול במאמר זה מספק שיטה של ​​לנתח מדפי חך מעוברים ביום עוברי 13.5. מדפי חך מעוברי עכברים היו בתרבית בתקשורת ותרבות סרום ללא באווירה של 95% O CO 2 5% 2 על 37 מעלות צלזיוס. נתיחת חיך מוצלחת תלויה באופן קריטי על גורמים רבים בכל שלב במהלך ההליך מרגע העוברי של העכב...

בתרי Orofacial הם המומים המולדים craniofacial הדומיננטיים ביותר. כמו כן, לוקח בחשבון את כל פגמי craniofacial האפשריים, אלה הם האנומליה הלידה השנייה בשכיחותו בתינוקות 2. חיך שסוע להתרחש בכ -1 מכל 700 לידות בארצות הברית (ארה&quot;ב) בכל שנה, את השכיחות של חיך שסוע היא שווה 475 ילדים שנולדו עם חיך שסוע לחודש או 15 ילדים עם שסעים ליום 3. כ -1% מילדים שנולדו ברחבי העולם כל שנה תערוכת צורה כלשהי של dysmorphology craniofacial. בתרי החיך והשפה צריכים הליך מאוד יקר ומסובך עם השלכות לכל החיים לחולים שיש להם את האנומליה הזו. העלות המשוערת לכל מטופל עם שסוע פה היא כ -100,000 $ 4. הטיפול בחולה עם שפה שסועה דורשת צוות של רופאים, כולל רופאים, מומחי אוזן וגרון, גנטיקאים, מרדימים craniofacial,דיבור בשפת פתולוגים, תזונאים, orthodontists, prosthodontists, פסיכולוגים, נוירוכירורגים, ורופאי עיניים. בpalatogenesis, החך המשני נשאלת צמחים לזווג, אשר בתחילה לגדול בצורה אנכית ולעבור גובה מדף חיך מעל dorsum של הלשון. בעקבות העלאה, מדפי החך לזווג לגדול לכיוון קו האמצע (בE14.5 -E15 בעכברים ובשבוע 9 בבני אדם). אפיתל המדיאלי הקצה (MEE) המכסה את קצה המדף שומר יוצר תפר אפיתל קו האמצע. זה ואחריו אפיתל מעבר mesenchymal ו / או אפופטוזיס לאפשר מפגש mesenchymal. הידבקות של MEE המנוגדים היא אירוע חיוני שינוי שגורם לחיך שסוע. עם זאת, רק מעט מחקרים בחנו את ההידבקות הראשונית של מדפי חך 5. צורות החיך קשות על ידי התמיינות של תאי mesenchymal לתא עצם. ההתפתחות לא תקינה של החיך יכול לייצר מפתחלא חיך עם או בלי מעורבות של השפה. טכניקות תרבות איבר החיך היו בשימוש נרחב למעבדות רבות במהלך 30 השנים האחרונות 6,7. בפרוטוקול זה אנו מתארים בפרטי שיטה של ​​נתיחת חיך ותרבות איבר סטטי. היתרון של תרבות איבר חסרת תנועה הוא שהיא מאפשרת מדפי חך הפתיל. טכניקה זו הייתה בשימוש בהצלחה במעבדה שלנו לניסויי היתוך ואיתות רבים 8,9. עם זאת ההיקף של הטכניקה הוא עצום וניתן להשתמש בו בכל פעם שנדרשה מערכת תרבות איבר סטטי, כולל ההערכה של תגובות לחומרים כימיים אקסוגני, את ההשפעות של גורמי גדילת רגולציה במסלולים שונים וחלבונים ספציפיים. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53063/53063fig1.jpg" /> ele סריקת איור 1. העכבר Palatogenesis. שלבי התפתחות של חיך העכברים. (BF)micrographs ctron (SEM) של החיך המשני בזמנים התפתחותי נציג. חיצים אדומים: להראות את החלק הראשוני של הידבקות חיך והיתוך. צהובים חצים: נקודה למרחב שבין החיך הראשי והמשני שייעלם לאחר ההיתוך (נדפס מ -11 קאופמן באישור PLoS ONE).

<table><tbody><tr><td>BGJ&lt;sub&gt;b&lt;/sub&gt;</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Penicillin/Streptomycin</td><td>Lonza Inc.</td><td>17-602E</td><td>100X</td></tr><tr><td>Petri dishes</td><td>VWR</td><td>25384-088</td><td>100 x15 mm</td></tr><tr><td>Center-well organ culture dish</td><td>Falcon&amp;nbsp;</td><td>#353037</td><td>60 x15 mm</td></tr><tr><td>Wire triangular grid</td><td>Custom made with stainless steel wire mesh to fit the organ culture dish well.&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polycarbonate filter</td><td>GE&amp;amp; Water and Process Technologies</td><td>K04BP04700</td><td>Black 0.4 micron, 47 mm</td></tr><tr><td>Stereo microscope</td><td>ZEISS&amp;nbsp; Stemi SR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Culture hood</td><td>NUAIRE Laminar Flow</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microdissecting forceps</td><td>Dumont Medical&amp;nbsp;</td><td></td><td>#5</td></tr><tr><td>Microdissecting scissors</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>INS14003-G</td><td>Vannas Scissors, straight, 8 cm long, 0.1mm tips, 5 mm blades, German made</td></tr><tr><td>Microdissecting scissors</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>INS500086</td><td>Vannas Scissors, straight, 8.5 cm long, 0.025 mm x 0.015 mm tips, 7 mm blades</td></tr><tr><td>Microdissecting scissors</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>INS14127-G</td><td>Spring scissors curved curved, 10.5 cm long, 8 mm blades, German made</td></tr><tr><td>Surgical currete (spoon spatula)</td><td>Hu-friedy</td><td></td><td>CM 2/4</td></tr><tr><td>Protector laboratory hood</td><td>Labconco</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Incubator</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>Farma</td></tr><tr><td>Series11 water Jacket</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; incubator</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PBS&amp;nbsp;</td><td>GIBCO</td><td>10010-023&amp;nbsp;</td><td>1X</td></tr><tr><td>Fiber optic Light source</td><td>Fiber-light&amp;nbsp; Dolan-Jenner</td><td>PL-750</td><td></td></tr><tr><td>Embedding cassette&amp;nbsp;</td><td>Statlab</td><td>EC301</td><td></td></tr><tr><td>Kim Wipes</td><td>VWR</td><td>470173-504</td><td></td></tr></tbody></table>

method of studying palatal fusion using static organ culture

שפה שסועה היא בין הנפוצים ביותר של כל המומים המולדים. הצורות המשניות החיך ממדפי mesenchymal מכוסה באפיתל ששומרות על צורת תפר אפיתל קו האמצע (MES). התיאוריות מציעות כי תאי MES מעקב אפיתל מעבר mesenchymal (EMT), אפופטוזיס והגירה, מה שהופך את החיך התמזגו 1. התפוררות מוחלטת של MES היא השלב החיוני הסופי של מפגש חיך עם סובבי תאי mesenchymal. אנו מספקים שיטה לתרבות איבר החיך. פיתחו בפרוטוקול מבחנה מאפשר הלימוד של התהליכים הביולוגיים ומולקולריים במהלך היתוך. היישומים של טכניקה זו הם רבים, ובכלל זה תגובות הערכה לחומרים כימיים אקסוגני, השפעות של גורמים רגולטוריים וצמיחה וחלבונים ספציפיים. יש תרבות איבר חיך מספר היתרונות הכוללים מניפולציה בשלבים שונים של פיתוח, שאינו אפשרי באמצעות במחקרי vivo.

<html> הטכניקה יכולה להיות מיושמת על סוגים שונים של המחקר הבא experiments.The שונים נועד לבחון את ההשפעה של ניקוטין טרטוגניות במבחנה על היתוך חיך. שני זנים של עכברים שמשו לניסוי זה, CD1 ורקמת C57.Palatal טופל ב0.06 ו -6 מ&quot;מ ריכוזים של hemisulfate ניקוטין. היה נראה כי דפוסי היתוך חיך ועית?...

Watch this Scientific Journal Video about Method of Studying Palatal Fusion using Static Organ Culture at JoVE.com

Method of Studying Palatal Fusion using Static Organ Culture

מחקרים בהתפתחות חיך מונעים על ידי את השכיחות של חיך שסוע, מומים מולדים שמטיל נטל בריאותי עצום ויכולים להשאיר נמשך השחתה. אנו מדגימים כאן טכניקה למדפי חך התרבות שיכול לשמש כדי לחקור מסלולי איתות שונים מעורבים בפיתוח חיך והיתוך.

שיטה של ​​לימוד Palatal היתוך באמצעות סטטי איברים תרבות

Cleft lip and palate are among the most common of all birth defects. The secondary palate forms from mesenchymal shelves covered with epithelium that ...

method-of-studying-palatal-fusion-using-static-organ-culture

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

8.7K Views.  Texas A&M University Baylor College of Dentistry.  מחקרים בהתפתחות חיך מונעים על ידי את השכיחות של חיך שסוע, מומים מולדים שמטיל נטל בריאותי עצום ויכולים להשאיר נמשך השחתה. אנו מדגימים כאן טכניקה למדפי חך התרבות שיכול לשמש כדי לחקור מסלולי איתות שונים מעורבים בפיתוח חיך והיתוך. 

Video: Method of Studying Palatal Fusion using Static Organ Culture

Ex Vivo Culture of Pharyngeal Arches to Study Heart and Muscle Progenitors and Their Niche

The pharyngeal mesoderm of developing embryos contributes to broad regions of head and heart musculature. We have developed a novel method to study head and heart progenitor cell development with pharyngeal arches (also known as branchial arches) ex vivo. Using this method, we have recently described that the second pharyngeal arch contains self-renewing heart progenitors and serves as a microenvironment for expansion of the progenitors during mouse heart development. The progenitor cells remain undifferentiated and expansive inside the arch, but quickly become functional cardiomyocytes as they migrate out of the arch. We also reported that first pharyngeal arch contains muscle progenitors giving rise to myotubes after leaving the arch. Here, we demonstrate the procedure for the dissection and ex vivo culture of first and second pharyngeal arches from developing mouse embryos. The method enables one to study head and heart progenitor/muscle development, including cardiomyocyte and myotube formation in detail ex vivo.

Ex Vivo Culture of Pharyngeal Arches to Study Heart and Muscle Progenitors and Their Niche

Here, we present a protocol to culture pharyngeal arches to study the biology of heart and muscle progenitor cells and their microenvironment.

אקס תרבות Vivo של בלוע קשתות לחקר תאי אב לב ושרירים והנישה שלהם

The pharyngeal mesoderm of developing embryos contributes to broad regions of head and heart musculature. We have developed a novel method to study head ...

Oral Biofilm Analysis of Palatal Expanders by Fluorescence In-Situ Hybridization and Confocal Laser Scanning Microscopy

Confocal laser scanning microscopy (CLSM) of natural heterogeneous biofilm is today facilitated by a comprehensive range of staining techniques, one of them being fluorescence in situ hybridization (FISH).1,2 We performed a pilot study in which oral biofilm samples collected from fixed orthodontic appliances (palatal expanders) were stained by FISH, the objective being to assess the three-dimensional organization of natural biofilm and plaque accumulation.3,4 FISH creates an opportunity to stain cells in their native biofilm environment by the use of fluorescently labeled 16S rRNA-targeting probes.4-7,19 Compared to alternative techniques like immunofluorescent labeling, this is an inexpensive, precise and straightforward labeling technique to investigate different bacterial groups in mixed biofilm consortia.18,20 General probes were used that bind to Eubacteria (EUB338 + EUB338II + EUB338III; hereafter EUBmix),8-10 Firmicutes (LGC354 A-C; hereafter LGCmix),9,10 and Bacteroidetes (Bac303).11 In addition, specific probes binding to Streptococcus mutans (MUT590)12,13 and Porphyromonas gingivalis (POGI)13,14 were used. The extreme hardness of the surface materials involved (stainless steel and acrylic resin) compelled us to find new ways of preparing the biofilm. As these surface materials could not be readily cut with a cryotome, various sampling methods were explored to obtain intact oral biofilm. The most workable of these approaches is presented in this communication. Small flakes of the biofilm-carrying acrylic resin were scraped off with a sterile scalpel, taking care not to damage the biofilm structure. Forceps were used to collect biofilm from the steel surfaces. Once collected, the samples were fixed and placed directly on polysine coated glass slides. FISH was performed directly on these slides with the probes mentioned above. Various FISH protocols were combined and modified to create a new protocol that was easy to handle.5,10,14,15 Subsequently the samples were analyzed by confocal laser scanning microscopy. Well-known configurations3,4,16,17 could be visualized, including mushroom-style formations and clusters of coccoid bacteria pervaded by channels. In addition, the bacterial composition of these typical biofilm structures were analyzed and 2D and 3D images created.

We present a protocol for structural and compositional analysis of natural oral biofilm from orthodontic appliances with in situ hybridization (FISH) and confocal laser scanning microscopy (CLSM). Oral biofilm samples were collected from palatal expanders, scraping acrylic-resin flakes off their surface and referring them for molecular processing.

Biofilm ניתוח שבעל פה של Palatal expanders על ידי הכלאה ב-situ פלואורסצנטי מיקרוסקופיה Confocal סריקת לייזר

Confocal laser scanning microscopy (CLSM) of natural heterogeneous biofilm is today facilitated by a comprehensive range of staining techniques, one of ...

Medicine

Isolation and Culture of Human Fungiform Taste Papillae Cells

Taste cells are highly specialized, with unique histological, molecular and physiological characteristics that permit detection of a wide range of simple stimuli and complex chemical molecules contained in foods. In human, individual fungiform papillae contain from zero to as many as 20 taste buds. There is no established protocol for culturing human taste cells, although the ability to maintain taste papillae cells in culture for multiple cell cycles would be of considerable utility for characterizing the molecular, regenerative, and functional properties of these unique sensory cells. Earlier studies of taste cells have been done using freshly isolated cells in primary culture, explant cultures from rodents, or semi-intact taste buds in tissue slices1,2,3,4. Although each of these preparations has advantages, the development of long-term cultures would have provided significant benefits, particularly for studies of taste cell proliferation and differentiation. Several groups, including ours, have been interested in the development and establishment of taste cell culture models. Most attempts to culture taste cells have reported limited viability, with cells typically not lasting beyond 3-5 d5,6,7,8. We recently reported on a successful method for the extended culture of rodent taste cells9. We here report for the first time the establishment of an in vitro culture system for isolated human fungiform taste papillae cells. Cells from human fungiform papillae obtained by biopsy were successfully maintained in culture for more than eight passages (12 months) without loss of viability. Cells displayed many molecular and physiological features characteristic of mature taste cells. Gustducin and phospholipase C &beta;2, (PLC-&beta;2) mRNA were detected in many cells by reverse transcriptase-polymerase chain reaction and confirmed by sequencing. Immunocytochemistry analysis demonstrated the presence of gustducin and PLC-&beta;2 expression in cultured taste cells. Cultured human fungiform cells also exhibited increases in intracellular calcium in response to appropriate concentrations of several taste stimuli indicating that taste receptors and at least some of the signalling pathways were present. These results sufficient indicate that taste cells from adult humans can be generated and maintained for at least eight passages. Many of the cells retain physiological and biochemical characteristics of acutely isolated cells from the adult taste epithelium to support their use as a model taste system. This system will enable further studies of the processes involved in proliferation, differentiation and function of mammalian taste receptor cells in an in vitro preparation.
Human fungiform taste papillae used for establishing human fungiform cell culture were donated for research following proper informed consent under research protocols that were reviewed and approved by the IRB committee. The protocol (#0934) was approved by Schulman Associates Institutional Review Board Inc., Cincinnati, OH. Written protocol below is based on published parameters reported by Ozdener et al. 201110.

We aimed to develop a reproducible protocol for isolating and maintaining long-term cultures of human fungiform taste papillae cells. Cells from human fungiform papillae obtained by biopsy were successfully maintained in culture for more than eight passages (12 months) without loss of viability.

בידוד והתרבות של האדם בחוש הטעם תאים Fungiform גבשושיות

Taste cells are highly specialized, with unique histological, molecular and physiological characteristics that permit detection of a wide range of simple ...

Neuroscience

Live Imaging of Mouse Secondary Palate Fusion

The fusion of the secondary palatal shelves to form the intact secondary palate is a key process in mammalian development and its disruption can lead to cleft secondary palate, a common congenital anomaly in humans. Secondary palate fusion has been extensively studied leading to several proposed cellular mechanisms that may mediate this process. However, these studies have been mostly performed on fixed embryonic tissues at progressive timepoints during development or in fixed explant cultures analyzed at static timepoints. Static analysis is limited for the analysis of dynamic morphogenetic processes such a palate fusion and what types of dynamic cellular behaviors mediate palatal fusion is incompletely understood. Here we describe a protocol for live imaging of ex vivo secondary palate fusion in mouse embryos. To examine cellular behaviors of palate fusion, epithelial-specific Keratin14-cre was used to label palate epithelial cells in ROSA26-mTmGflox reporter embryos. To visualize filamentous actin, Lifeact-mRFPruby reporter mice were used. Live imaging of secondary palate fusion was performed by dissecting recently-adhered secondary palatal shelves of embryonic day (E) 14.5 stage embryos and culturing in agarose-containing media on a glass bottom dish to enable imaging with an inverted confocal microscope. Using this method, we have detected a variety of novel cellular behaviors during secondary palate fusion. An appreciation of how distinct cell behaviors are coordinated in space and time greatly contributes to our understanding of this dynamic morphogenetic process. This protocol can be applied to mutant mouse lines, or cultures treated with pharmacological inhibitors to further advance understanding of how secondary palate fusion is controlled.

Here, we present a protocol for live imaging of mouse secondary palate fusion using confocal microscopy. This protocol can be used in combination with a variety of fluorescent reporter mouse lines, and with pathway inhibitors for mechanistic insight. This protocol can be adapted for live imaging in other developmental systems.

הדמיה חיה של עכבר משניים פיוז &#39;ן

The fusion of the secondary palatal shelves to form the intact secondary palate is a key process in mammalian development and its disruption can lead to ...

Primary Culture and Plasmid Electroporation of the Murine Organ of Corti. 

In all mammals, the sensory epithelium for audition is located along the spiraling organ of Corti that resides within the conch shaped cochlea of the inner ear (fig 1). Hair cells in the developing cochlea, which are the mechanosensory cells of the auditory system, are aligned in one row of inner hair cells and three (in the base and mid-turns) to four (in the apical turn) rows of outer hair cells that span the length of the organ of Corti. Hair cells transduce sound-induced mechanical vibrations of the basilar membrane into neural impulses that the brain can interpret. Most cases of sensorineural hearing loss are caused by death or dysfunction of cochlear hair cells.
An increasingly essential tool in auditory research is the isolation and in vitro culture of the organ explant 1,2,9. Once isolated, the explants may be utilized in several ways to provide information regarding normative, anomalous, or therapeutic physiology. Gene expression, stereocilia motility, cell and molecular biology, as well as biological approaches for hair cell regeneration are examples of experimental applications of organ of Corti explants.
This protocol describes a method for the isolation and culture of the organ of Corti from neonatal mice. The accompanying video includes stepwise directions for the isolation of the temporal bone from mouse pups, and subsequent isolation of the cochlea, spiral ligament, and organ of Corti. Once isolated, the sensory epithelium can be plated and cultured in vitro in its entirety, or as a further dissected micro-isolate that lacks the spiral limbus and spiral ganglion neurons. Using this method, primary explants can be maintained for 7-10 days. As an example of the utility of this procedure, organ of Corti explants will be electroporated with an exogenous DsRed reporter gene. This method provides an improvement over other published methods because it provides reproducible, unambiguous, and stepwise directions for the isolation, microdissection, and primary culture of the organ of Corti.

Primary Culture and Plasmid Electroporation of the Murine Organ of Corti.

This procedure describes a method for the isolation and culture of the murine organ of Corti with or without the spiral limbus and spiral ganglion neurons. We also demonstrate a method for the expression of an exogenous reporter gene in the organ of Corti explant by electroporation.

תרבות ראשיים electroporation פלסמיד של האיבר Murine של קורטי.

In all mammals, the sensory epithelium for audition is located along the spiraling organ of Corti that resides within the conch shaped cochlea of the ...

Biology

Isolation and Time-Lapse Imaging of Primary Mouse Embryonic Palatal Mesenchyme Cells to Analyze Collective Movement Attributes

Development of the palate is a dynamic process, which involves vertical growth of bilateral palatal shelves next to the tongue followed by elevation and fusion above the tongue. Defects in this process lead to cleft palate, a common birth defect. Recent studies have shown that palatal shelf elevation involves a remodeling process that transforms the orientation of the shelf from a vertical to a horizontal one. The role of the palatal shelf mesenchymal cells in this dynamic remodeling has been difficult to study. Time-lapse-imaging-based quantitative analysis has been recently used to show that primary mouse embryonic palatal mesenchymal (MEPM) cells can self-organize into a collective movement. Quantitative analyses could identify differences in mutant MEPM cells from a mouse model with palate elevation defects. This paper describes methods to isolate and culture MEPM cells from E13.5 embryos-specifically for time-lapse imaging-and to determine various cellular attributes of collective movement, including measures for stream formation, shape alignment, and persistence of direction. It posits that MEPM cells can serve as a proxy model for studying the role of palatal shelf mesenchyme during the dynamic process of elevation. These quantitative methods will allow investigators in the craniofacial field to assess and compare collective movement attributes in control and mutant cells, which will augment the understanding of mesenchymal remodeling during palatal shelf elevation. Furthermore, MEPM cells provide a rare mesenchymal cell model for investigation of collective cell movement in general.

We present a protocol for isolation and culture of primary mouse embryonic palatal mesenchymal cells for time-lapse imaging of two-dimensional (2D) growth and wound-repair assays. We also provide the methodology for analysis of the time-lapse imaging data to determine cell-stream formation and directional motility.

בידוד והדמיה בזמן-לשגות של תאי מזנשים הפליאטל העוברי הראשי של העכבר כדי לנתח תכונות תנועה קולקטיבית

Development of the palate is a dynamic process, which involves vertical growth of bilateral palatal shelves next to the tongue followed by elevation and ...

Use of Trowell-Type Organ Culture to Study Regulation of Dental Stem Cells

Organ development, function, and regeneration depend on stem cells, which reside within discrete anatomical spaces called stem cell niches. The continuously growing mouse incisor provides an excellent model to study tissue-specific stem cells. The epithelial tissue-specific stem cells of the incisor are located at the proximal end of the tooth in a niche called the cervical loop. They provide a continuous influx of cells to counterbalance the constant abrasion of the self-sharpening tip of the tooth. Presented here is a detailed protocol for the isolation and culture of the proximal end of the mouse incisor that houses stem cells and their niche. This is a modified Trowell-type organ culture protocol that enables in vitro culture of tissue pieces (explants), as well as the thick tissue slices at the liquid/air interface on a filter supported by a metal grid. The organ culture protocol described here enables tissue manipulations not feasible in vivo, and when combined with the use of a fluorescent reporter(s), it provides a platform for the identification and tracking of discrete cell populations in live tissues over time, including stem cells. Various regulatory molecules and pharmacological compounds can be tested in this system for their effect on stem cells and their niches. This ultimately provides a valuable tool to study stem cell regulation and maintenance.

The Trowell-type organ culture method has been used to unravel complex signaling networks that govern tooth development and, more recently, for studying regulation involved in stem cells of the continuously growing mouse incisor. Fluorescent-reporter animal models and live-imaging methods facilitate in-depth analyses of dental stem cells and their specific niche microenvironment.

שימוש בתרבית איברים מסוג טרוול לחקר ויסות תאי גזע דנטליים

Organ development, function, and regeneration depend on stem cells, which reside within discrete anatomical spaces called stem cell niches. The ...

Whole-Mount Staining, Visualization, and Analysis of Fungiform, Circumvallate, and Palate Taste Buds

Taste buds are collections of taste-transducing cells specialized to detect subsets of chemical stimuli in the oral cavity. These transducing cells communicate with nerve fibers that carry this information to the brain. Because taste-transducing cells continuously die and are replaced throughout adulthood, the taste-bud environment is both complex and dynamic, requiring detailed analyses of its cell types, their locations, and any physical relationships between them. Detailed analyses have been limited by tongue-tissue heterogeneity and density that have significantly reduced antibody permeability. These obstacles require sectioning protocols that result in splitting taste buds across sections so that measurements are only approximated, and cell relationships are lost. To overcome these challenges, the methods described herein involve collecting, imaging, and analyzing whole taste buds and individual terminal arbors from three taste regions: fungiform papillae, circumvallate papillae, and the palate. Collecting whole taste buds reduces bias and technical variability and can be used to report absolute numbers for features including taste-bud volume, total taste-bud innervation, transducing-cell counts, and the morphology of individual terminal arbors. To demonstrate the advantages of this method, this paper provides comparisons of taste bud and innervation volumes between fungiform and circumvallate taste buds using a general taste-bud marker and a label for all taste fibers. A workflow for the use of sparse-cell genetic labeling of taste neurons (with labeled subsets of taste-transducing cells) is also provided. This workflow analyzes the structures of individual taste-nerve arbors, cell type numbers, and the physical relationships between cells using image analysis software. Together, these workflows provide a novel approach for tissue preparation and analysis of both whole taste buds and the complete morphology of their innervating arbors.

This paper describes methods for tissue preparation, staining, and analysis of whole fungiform, circumvallate, and palate taste buds that consistently yield whole and intact taste buds (including the nerve fibers that innervate them) and maintain the relationships between structures within taste buds and the surrounding papilla.

כתמים, הדמיה וניתוח של פטריות, בלוטות טעם של הרכבה מלאה, מקיפים וחיך

Taste buds are collections of taste-transducing cells specialized to detect subsets of chemical stimuli in the oral cavity. These transducing cells ...

Culture and Imaging of Human Nasal Epithelial Organoids

Individualized therapy for cystic fibrosis (CF) patients can be achieved with an in vitro disease model to understand baseline Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator (CFTR) activity and restoration from small molecule compounds. Our group recently focused on establishing a well-differentiated organoid model directly derived from primary human nasal epithelial cells (HNE). Histology of sectioned organoids, whole-mount immunofluorescent staining, and imaging (using confocal microscopy, immunofluorescent microscopy, and bright field) are essential to characterize organoids and confirm epithelial differentiation in preparation for functional assays. Furthermore, HNE organoids produce lumens of varying sizes that correlate with CFTR activity, distinguishing between CF and non-CF organoids. In this manuscript, the methodology for culturing HNE organoids are described in detail, focusing on the assessment of differentiation using the imaging modalities, including the measurement of baseline lumen area (a method of CFTR activity measurement in organoids that any laboratory with a microscope can employ) as well as the developed automated approach to a functional assay (which requires more specialized equipment).

A detailed protocol is presented here to describe an in vitro organoid model from human nasal epithelial cells. The protocol has options for measurements requiring standard laboratory equipment, with additional possibilities for specialized equipment and software.

תרבית והדמיה של אורגנואידים אפיתל האף האנושיים

Individualized therapy for cystic fibrosis (CF) patients can be achieved with an in vitro disease model to understand baseline Cystic Fibrosis ...

Isolation and Culture of Primary Oral Keratinocytes from the Adult Mouse Palate

For years, most studies involving keratinocytes have been conducted using human and mouse skin epidermal keratinocytes. Recently, oral keratinocytes have attracted attention because of their unique function and characteristics. They maintain the homeostasis of the oral epithelium and serve as resources for applications in regenerative therapies. However, in vitro studies that use oral primary keratinocytes from adult mice have been limited due to the lack of an efficient and well-established culture protocol. Here, oral primary keratinocytes were isolated from the palate tissues of adult mice and cultured in a commercial low-calcium medium supplemented with a chelexed-serum. Under these conditions, keratinocytes were maintained in a proliferative or stem cell-like state, and their differentiation was inhibited even after increased passages. Marker expression analysis showed that the cultured oral keratinocytes expressed the basal cell markers p63, K14, and &#945;6-integrin and were negative for the differentiation marker K13 and the fibroblast marker PDGFR&#945;. This method produced viable and culturable cells suitable for downstream applications in the study of oral epithelial stem cell functions in vitro.

The present protocol describes the isolation and culture of oral keratinocytes derived from the adult mouse palate. An evaluation method using immunostaining is also reported.

בידוד ותרבות של קרטינוציטים אוראליים ראשוניים מחך העכבר למבוגרים

For years, most studies involving keratinocytes have been conducted using human and mouse skin epidermal keratinocytes. Recently, oral keratinocytes have ...

שיטה של לימוד Palatal היתוך באמצעות סטטי איברים תרבות

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

אקס תרבות Vivo של בלוע קשתות לחקר תאי אב לב ושרירים והנישה שלהם

Biofilm ניתוח שבעל פה של Palatal expanders על ידי הכלאה ב-situ פלואורסצנטי מיקרוסקופיה Confocal סריקת לייזר

בידוד והתרבות של האדם בחוש הטעם תאים Fungiform גבשושיות

הדמיה חיה של עכבר משניים פיוז 'ן

תרבות ראשיים electroporation פלסמיד של האיבר Murine של קורטי.

בידוד והדמיה בזמן-לשגות של תאי מזנשים הפליאטל העוברי הראשי של העכבר כדי לנתח תכונות תנועה קולקטיבית

שימוש בתרבית איברים מסוג טרוול לחקר ויסות תאי גזע דנטליים

כתמים, הדמיה וניתוח של פטריות, בלוטות טעם של הרכבה מלאה, מקיפים וחיך

תרבית והדמיה של אורגנואידים אפיתל האף האנושיים

בידוד ותרבות של קרטינוציטים אוראליים ראשוניים מחך העכבר למבוגרים

שיטה של ​​לימוד Palatal היתוך באמצעות סטטי איברים תרבות

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

אקס תרבות Vivo של בלוע קשתות לחקר תאי אב לב ושרירים והנישה שלהם

Biofilm ניתוח שבעל פה של Palatal expanders על ידי הכלאה ב-situ פלואורסצנטי מיקרוסקופיה Confocal סריקת לייזר

בידוד והתרבות של האדם בחוש הטעם תאים Fungiform גבשושיות

הדמיה חיה של עכבר משניים פיוז 'ן

תרבות ראשיים electroporation פלסמיד של האיבר Murine של קורטי.

בידוד והדמיה בזמן-לשגות של תאי מזנשים הפליאטל העוברי הראשי של העכבר כדי לנתח תכונות תנועה קולקטיבית

שימוש בתרבית איברים מסוג טרוול לחקר ויסות תאי גזע דנטליים

כתמים, הדמיה וניתוח של פטריות, בלוטות טעם של הרכבה מלאה, מקיפים וחיך

תרבית והדמיה של אורגנואידים אפיתל האף האנושיים

בידוד ותרבות של קרטינוציטים אוראליים ראשוניים מחך העכבר למבוגרים

שיטה של לימוד Palatal היתוך באמצעות סטטי איברים תרבות