Highlight
การศึกษาการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอภายนอกตัวแม่หรือนอกครรภ์มีข้อจำกัดหากศึกษาในเอ็มบริโอกลุ่มสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ซึ่งสามารถทดแทนได้ด้วยการใช้เอ็มบริโอสัตว์ปีกเป็นตัวต้นแบบในการศึกษา การใช้เทคนิคทางชีววิทยาการเจริญ ได้แก่ การเพาะเลี้ยงเอ็มบริโอในเปลือกไข่ (in ovo) และนอกเปลือกไข่ (ex ovo) นำมาใช้ศึกษาการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอสัตว์ปีกจนถึงระยะฟัก และสร้างเซลล์ต้นกำเนิดชนิดพลูริโพเทนท์ (pluripotent stem cells, PSCs) ที่คัดแยกได้จากเอ็มบริโอระยะต้นไปจนถึงระยะฟักจากเปลือกไข่เพื่อนำไปเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการ (in vitro)
การผนวกองค์ความรู้จากการใช้เทคนิคดังกล่าวสามารถประยุกต์ใช้ในการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดหนี่ยวนำ (induced pluripotent stem cells, iPSCs) ตลอดจนสร้างธนาคารเซลล์ต้นกำเนิด (stem cell banking) เพื่อเก็บรักษาพันธุกรรมของสัตว์ปีกชนิดที่ใกล้สูญพันธุ์หรือสัตว์ป่าเพื่อการอนุรักษ์ที่ยั่งยืน
ที่มาและความสำคัญ
การศึกษาการเจริญของเอ็มบริโอสัตว์ปีกนอกเปลือกไข่ตามธรรมชาติเริ่มศึกษาในต้นศตวรรษที่ 19 หลังจากนั้นองค์ความรู้ดังกล่าวทำให้ทราบถึงโครงสร้างทางกายวิภาคเชิงลึกทั้งภายนอกและภายในของเอ็มบริโอและยังเข้าใจการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังมากขึ้น การทราบถึงปัจจัยแวดล้อมทางกายภาพและชีวภาพภายในเปลือกไข่เป็นประโยชน์สำหรับการศึกษาและทำการทดลองเพื่อเข้าใจธรรมชาติในการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอสัตว์ปีกชนิดต่างๆ และประยุกต์ใช้กับเทคนิคทางเทคโนโลยีชีวภาพอื่นๆ ได้ การจัดการทางพันธุกรรมและเทคนิคการเพาะเลี้ยงเซลล์ในสัตว์ปีก สามารถทำได้โดยการผ่าตัดชิ้นส่วนต่างๆ ของเอ็มบริโอลงในจานเพาะเลี้ยงเพื่อสร้างเซลล์ต้นกำเนิดที่สามารถเพิ่มจำนวนได้ตลอดและสามารถเก็บรักษาไว้ได้นานด้วยการแช่แข็งในห้องปฏิบัติการ นอกจากนี้การเพิ่มจำนวนของเซลล์ต้นกำเนิดที่คัดแยกได้จากเอ็มบริโอสามารถนำไปใช้ศึกษากลไกระดับโมเลกุลที่ควบคุมสภาพความเป็นพลูริโพเทนท์และการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ชนิดต่างๆ ที่เป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อน นอกจากนี้การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเซลล์ต้นกำเนิดสามารถนำไปสร้างสัตว์ปีกดัดแปลงพันธุกรรมหรือเก็บรักษาเซลล์สัตว์ปีกชนิดที่ใกล้สูญพันธุ์เพื่อการอนุรักษ์ต่อไป
Abstract
The avian embryos growing outside the natural eggshell (ex ovo) were observed since the early 19th century, and since then chick embryonic structures have revealed reaching an in-depth view of external and internal anatomy, enabling us to understand conserved vertebrate development. However, the internal environment within an eggshell (in ovo) would still be the ideal place to perform various experiments to understand the nature of avian development and to apply other biotechnology techniques. With the advent of genetic manipulation and cell culture techniques, avian embryonic parts were dissected for explant culture to eventually generate expandable cell lines (in vitro cell culture). The expansion of embryonic cells allowed us to unravel the transcriptional network for understanding pluripotency and differentiation mechanism in the embryos and in combination with stem cell technology facilitated the applications of avian culture to the next levels in transgenesis and wildlife conservation. In this review, we provide a panoramic view of the relationship among different cultivation platforms from in ovo studies to ex ovo as well as in vitro culture of cell lines with recent advances in the stem cell fields.
KEYWORDS: avian embryo, embryonic development, ex ovo cultivation, in ovo cultivation, in vitro culture, pluripotency
Citation: Sukparangsi W, Thongphakdee A and Intarapat S (2022) Avian Embryonic Culture: A Perspective of In Ovo to Ex Ovo and In Vitro Studies. Front. Physiol. 13:903491.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2022.903491
RELATED SDGs:
15: LIFE ON LAND
ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สิทธิพล อินทรพัฒน์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สิทธิพล อินทรพัฒน์
แหล่งทุนวิจัย: This work was supported by the e-ASIA Joint Research Program (e-ASIA JRP) as administered by National Research Council of Thailand (grant no. N33A640448).
ภาพถ่าย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สิทธิพล อินทรพัฒน์
Tags: avian embryo, Embryonic development, ex ovo cultivation, in ovo cultivation, in vitro culture, pluripotency
