The mouse Flk-1 gene encodes for vascular endothelial growth factor receptor 2 (VEGFR-2), the receptor for vascular endothelial growth factor A (VEGF-A). This gene is essential for the development of the vascular system. In the early embryo, Flk-1 expression marks angioblasts and subsequent endothelial cells. Flk-1-/- embryos die at E8.5-9.5 and fail to develop the blood island, endocardium, dorsal aortae, intersomitic vessels, and capillaries. This gene product is required for endothelial cell development as well as for primitive and definitive erythrocyte differentiation. Flk-1-/- cells locate to the amnion, where it is not normally expressed. It is accepted that FLK-1 positive cells contribute to the formation of the endocardium as well as the embryonic vasculature and the extraembryonic yolk sac vasculature; however, the origins of these individual populations remain unknown. We hypothesize FLK-1 positive cells contributing to different lineages originate from different areas and behave differently; therefore, the aim of this project is to identify the origins of endothelial progenitors and study their behavior during their contribution to the cardiovascular system.Live-imaging microscopy analysis allows temporal and spatial observation of natural processes. Using the Flk-1-GFP mouse reporter line, heterozygous and homozygous embryos were used to live-image embryos from E7.5 to E8.5. The origins of endothelial cells forming the cardiovascular system were retrospectively identified with the use of software programs. The process of formation was then compared to that of Flk-1GFP/GFP mutant embryos.Live-imaging analysis of embryos during the streak stages showed the appearance of Flk-1- GFP+ cells laterally to the primitive streak. These cells then expanded embryonically and extraembryonically. During the head-fold stages, embryos showed a small population of Flk-1-GFP positive cells actively migrating from the embryonic-extraembryonic boundary into the embryonic region to form the dorsal aortae. During the migration, the cells aggregated and luminal structures were formed. The embryonic dorsal aortae form as these small luminal structures aggregated, lined laterally to the embryo midline. We also identified that endocardium progenitors originate from a region more anterior than dorsal aortae angioblasts. The majority of Flk-1-GFP+ cells in the extraembryonic region become part of the yolk sac vasculature. Flk-1GFP/GFP embryos appeared normal during the streak stages; however, during the head-fold stages, Flk-1-GFP+ cells showed lack of migration and failed to form vascular structures. The cells were located within the amnion, the base of the allantois, the cardiac mesoderm, and the extraembryonic region. The heart tube formed although the endocardium was absent. These data show the origins and contribution of Flk-1-GFP cells during gastrulation. Moreover, Flk-1 was found to be dispensable for the migration of mesodermal cell from the primitive streak and essential for angioblast migration / Le gène murin Flk-1 code pour le récepteur 2 du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGFR-2), récepteur au facteur de croissance endothélial vasculaire A (VEGF-A). Ce gène est essentiel au développement du syolk sactème cardiovasculaire. Au stade initial du développement de l'embryon, Flk-1 est exprimé sur les angioblastes, et sur les cellules endothéliales qui en sont issues. Chez les embryons Flk1-/- on constate la mort à E8.5-9.5, et l'absence de développement des îlots vasculaires, de l'endocarde, de l'aorte dorsale, des vaisseaux intersomitiques et des capillaires. Le produit de ce gène est nécessaire au développement des cellules endothéliales, ainsi qu'à la différenciation primitive et définitive des érythrocytes. Les cellules Flk1-/- sont localisées, de manière normale, dans l'amnios. Il est admis que les cellules exprimant Flk-1 contribuent à la formation de l'endocarde, ainsi qu'à la vascularisation de l'embryon et de la vésicule vitelline; cependent, les origines de ces populations cellulaires individuelles restent inconnues. L'hypothèse émise est que les cellules exprimant Flk-1, à l'origine de différentes lignées cellulaires, proviennent de différentes régions et ont un comportement différent; le but de ce projet est donc d'identifier l'origine des progéniteurs endothéliaux et d'étudier leur comportement contributif au développement du système cardiovasculaire. L'analyse en videomicroscopie permet une observation temporelle et spatiale de processus naturels. Des embryons issus de la lignée murine Flk-1-GFP, hétérozygotes ou homozygotes, ont été observés en videomicroscopie de E7.5 à E8.5 pour visualiser la formation du système cardiovasculaire. Les origines des cellules endothéliales formant le système cardiovasculaire ont été rétrospectivement identifiées à l'aide de logiciels. Le processus de formation a été comparé à celui d'embryons mutés Flk-1GFP/GFP. L'analyse en videomicroscopie des embryons durant les étapes séquentielles du développement a montré que les cellules Flk-1-GFP+ apparaissent latéralement sur la ligne primitive. Ces cellules se répartissent ensuite dans les régions embryonnaires et extra-embryonnaires. Au cours de "head-fold stage" on a observé l'apparition d'une petite population de cellules Flk-1-GFP+, migrant de la frontière entre les régions embryonnaire et extra-embryonnaire dans la région embryonnaire pour former l'aorte dorsale. Durant cette migration, les cellules s'agrègent et initient la formation luminale. L'aorte dorsale embryonnaire se forme à mesure que ces petites structures luminales s'agrègent et s'alignent dans la région embryonnaire, formant une structure tubulaire distincte. Nous avons également pu identifier que les progéniteurs endocardiaux sont localisés dans une zone plus antérieure que les angioblastes de l'aorte dorsale. La majorité des cellules Flk-1-GFP+ de la région extra-embryonnaire forme la vascularisation de la vésicule vitelline. Les embryons Flk-1GFP/GFP sont apparus normaux au cours des étapes séquentielles, cependant, durant les étapes "head-fold", ni la migration ni les structures vasculaires n'ont été observées. Les cellules ont été localisées à l'intérieur de l'amnios, de l'allantoïde, du mésoderme cardiaque et de la région extra-embryonnaire. Le tube cardiaque s'est formé malgré l'absence de l'endocarde. Ces données montrent les origines des cellules exprimant Flk-1-GFP et leur contribution dans la gastrulation; de plus, il a été montré que Flk-1 est indispensable à la migration des cellules du mésoderme de la ligne primitive ainsi qu'à la migration des angioblastes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121585 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Sanchez Gonzalez, Veronica |
| Contributors | Yojiro Yamanaka (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Human Genetics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
Page generated in 0.0027 seconds