早期小鼠胚胎胚外和胚胎区中胚层迁移的不同表型
摘要
eLife摘要
介绍
结果
胚胎与胚外区域的中胚层迁移模式和细胞形状不同
表1。
表2。
中胚层细胞根据与不同胚层的相互作用而具有不同的形态
细胞间接触对中胚层内轨迹的影响
胚胎和胚外中胚层分子特征
胚胎和胚外中胚层细胞具有不同的细胞骨架组成
胚外中胚层迁移与Rho GTPases无关
讨论
材料和方法
关键资源表
小鼠菌株和基因分型
胚胎培养和实时成像
抗体
胚胎分析
外植体培养和分析
图像分析
转录组分析
致谢
资金筹措表
参与者信息
资金筹措信息
FNRS科学基金会 PDR T008416 伊莎贝·米吉奥特。 瓦隆卓越的生命科学和生物技术 Welbio CR-2015S-02公司 伊莎贝·米吉奥特。 伊莎贝拉·米吉奥特基金会伊拉斯梅。 伊拉斯谟·穆杜斯凤凰 研究生奖学金 Bechara Saykali。 Fonds Alice和David van Buuren 研究生奖学金 纳夫里塔·马蒂亚。 Jaumotte-Demoulin基金会 研究生奖学金 纳夫里塔·马蒂亚。 FNRS科学基金会 研究生奖学金 贝查拉·赛卡利(Bechara Saykali)、纳夫里塔·马蒂亚(Navrita Mathiah)。
其他信息
数据可用性
工具书类
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决定书
参与者信息
基本修订:
1) 已经表明,覆盖在后部区域的外胚层上的内脏内胚层细胞的近三分之一保持相对一致,形成向前逐渐变细的新月形(Kwon等人,2008)。 Kwon及其同事建议将该地区作为信号中心。 内脏内胚层的这一区域似乎覆盖了胚胎近端后部胚胎中胚层细胞的扩散区域。 后中胚层和后内脏内胚层的运动之间有关系吗? 如果实验性地解决这个问题会将修订时间延长到2个月以上,那么作者至少应该讨论这个问题。
2) Kwon等人(2008年)还认为,远端内脏内皮细胞与最终内皮细胞相互嵌入。 这一现象在作者的实验中明显吗?
3) Karen Downs的实验室认为,位于胚胎外区域的后部内脏内胚层细胞会脱落,并有助于胚胎外中胚层衍生物,如尿囊(Rodriguez和Downs,2017)。 在目前的研究中是否观察到这种现象? 胚胎外中胚层迁移是否不需要GTPase,或者这两种细胞类型之间是否存在不同的遗传冗余? 至少应该对胚胎中胚层中Rho/Rac1的上游调控因子进行一些讨论。
4) 一些图包含描述每个细胞丝状体数量的图表。 这是单位时间的丝状体吗? 还是在一个时间点? 中胚层细胞在几个小时的成像过程中只产生7个丝状伪足,这似乎是不现实的。 不过,这可能是成像间隔的结果。 细胞突起是非常动态的,每20分钟一次叠加可能无法提供这种量化所需的足够时间分辨率。 作者能否澄清这些测量是如何进行的?
5) 在基因表达谱分析实验中,将EM和ExM样本与“非中胚层对照”进行比较——这些是什么类型的组织? 为什么它们与胚胎中胚层而不是ExM聚集在一起?
6) 在描述这些图谱实验的结果时,作者讨论了差异表达基因中某些GO术语和基因簇的富集,但尚不清楚与这些术语/簇相关的基因在ExM和EM中的表达是增加还是减少。 图4补充图1A中的情况也是如此,其中显示了每个富集项的p值,但没有给出ExM或EM中增加或减少的信息。
7) 本报告的一个主要结论是“胚外中胚层运动是……GTPase依赖性的”。 然而,没有提供量化来支持这一关键发现。 尽管在RhoA和Rac1的胚外区域可以看到ExM细胞; T-cre条件KO胚胎,尚不确定这些细胞的数量是否与对照胚胎相当,以及它们在迁移过程中是否表现出类似的动力学。 作者已经证明他们有能力量化迁移中胚层细胞突起的大小和数量、迁移速度、持续性等。 应分析Rac1和RhoA突变ExM细胞的细胞轨迹和ExM细胞迁移速度,并与野生型ExM细胞进行比较,如表1所示。
8) 使用T(s)-Cre转基因系驱动原始条纹中的Cre表达。 在这个系中,cre的表达是由Brachyury(T)启动子驱动的。 T、 然而,也在胚胎外外胚层中表达(Rivera-Perez和Magnuson,2005;Perea-Gomez等人,2004)。 我假设在T(s)-cre胚胎中,cre在胚外外胚层中不表达。 如果是这样,作者需要强调的是,转基因只在原始条纹中表达。 此外,请强调,使T基因座失活的是一个随机插入的转基因株系,而不是敲入株系。
9) “后视图(图1A)显示,原始条纹从近端延伸到远端,并且细胞从条纹中出来呈圆形”。 上皮细胞在顶端-基部方向伸长。 在这张图中,中线细胞的形状确实是圆形的。 然而,目前尚不清楚这是代表细长细胞的横截面还是3D中的真正圆形。 应提供额外的图像或信息来支持这一结论。 此外,这是证实了作者早期的观察结果还是一个新的观察结果?
10) “胚外细胞被拉长,有时覆盖整个胚胎宽度,甚至大一倍”。 作者可以评论他们的第三维度吗? 与胚胎细胞相比,它们更扁平吗? 同样引人注目的是,这些胚胎外细胞的体积是胚胎中胚层细胞的两倍(表2)。 造成这种差异的原因是什么? 原始条纹中的前驱体不同吗? 还是胚胎外群体的细胞分裂更少?
11) 总的来说,通过清楚地陈述激发各个实验路线的问题并提供结论,手稿将得到改进。 例如,本节的标题是“中胚层内的细胞间通信”,但没有提出任何问题。 结果描述了中胚层细胞层中子细胞的相对迁移行为。 在本节的第二部分中,中胚层细胞在接触时的行为通常不会导致接触抑制,与之前报道的神经嵴细胞的行为相比。 关于这一部分的一个担忧是,为什么它被命名为“细胞间通信”,因为没有直接证据表明除了细胞“向同一方向迁移,保持彼此靠近,并通过薄投影保持联系”以外的细胞之间的通信, 应该比较子细胞和在延时开始时彼此靠近的细胞的行为。 所描述的两个子细胞的行为是异常的还是碰巧彼此靠近的两个细胞的典型行为? 最后,本节末尾没有结论。
12) 关于中胚层细胞迁移细胞行为的研究结果也应在其他系统原肠胚形成研究和小鼠工作的背景下更好地呈现。 鉴于作者强调集体细胞行为 果蝇属 约翰·特林考斯(John Trinkaus)和其他脊椎动物的开创性研究记录了中胚层细胞在底栖鱼类和斑马鱼中的蜿蜒迁移,索尼卡·克雷泽尔(Solnica-Krezel)实验室的研究记录了斑马鱼的中胚叶细胞,韦杰尔实验室(Weijer laboratory)的研究也记录了在鸡胚中的中胚层细胞。 特别是具有突出活动的单个中胚层细胞的蜿蜒定向迁移与Jessen等人2002年在斑马鱼原肠中描述的迁移非常相似。 因此,Migeotte及其同事证明,在小鼠胚胎中,除了轴中胚层的插入运动外,中胚层原肠胚形成运动还需要在胚胎中胚层细胞上进行定向迁移。
此外,在思考胚胎和胚外中胚层迁移调节之间的差异时,注意到先前研究的结果可能会有所帮助,这些研究也观察到这两个种群的关键差异:
A.在FGF8和FGFR1突变小鼠胚胎中,胚胎中胚层无法从PS迁移,但胚外中胚层可以迁移(Yamaguchi等人,1994;Sun等人,1999)。
B.影响BMP信号传导的突变,包括BMP4、Pace/Furin和BMP受体,可以阻止胚胎原始条纹的形成,但可以产生一些胚外中胚层(Gu等人,1999;Song等人,1999年;Beck等人,2002年;Winner等人,1995年)。
此外,作者注意到,翻滚行为与更直的位移交替出现,这与斑马鱼胚胎中描述的“翻滚和奔跑”运动极为相似(Diz-Munoz等人,2016)。 这种相似性值得注意和引用。
在这份修改后的手稿中,作者基本上解决了审稿人的问题和担忧。 这份手稿极大地促进了我们对小鼠原肠胚形成期间中胚层迁移的细胞和分子机制的理解,并揭示了胚胎和胚外中胚层移动之间有趣的细胞和分子学机制。 尽管手稿已经得到了改进,但在验收之前需要解决一些遗留问题,如下所述:
正如评论员建议的那样,作者分析了成对相邻细胞的运动(第三段“细胞间接触对中胚层内轨迹的影响”小节)。 为了弄清楚这个场景和同时迁移的两个子单元的场景之间的区别,可以说“相邻的不相关单元对”吗? 此外,作者是否观察到了与子代细胞对中观察到的细胞相连接的任何投影(参见上述小节的第二段)? 这在后面的结论句中说明,但应在此处说明。
此外,不相关的细胞也可以遵循平行路径的观察结果应包含在讨论的第三段中。
请在数字面板上指出发展阶段。
“胚外中胚层迁移是Rho GTPases独立的”小节,第三段:“……Rhoa缺失外植体的实时成像”,而“Rhoa突变原肠或胚胎外植体实时成像”。