A double fluorescence chimeric limb regeneration model reveals muscle fiber reconnection during axolotl limb regeneration / Modelo de regeneración quimérica de doble fluorescencia del miembro revela la reconexión de la fibra muscular durante la regeneración del miembro axolotl

ABSTRACT

SUMMARY: Axolotl limb regeneration is a fascinating characteristic that has attracted attention for several decades. Our previous studies on axolotl limb regeneration indicated that the satellite cells in the remnant muscles move distally into the blastema to regenerate new muscles that are separated by a gap from remnant muscles. Thereafter, the regenerative muscle fibers start to reconnect with remnant ones. In this study, the reconnection at the individual muscle fiber level was elucidated to test the hypothesis that this reconnection happens synchronously among involved muscles. Three pairs of EGFP+ mid-bud stage blastemas were transplanted onto freshly amputated stumps of RFP+ axolotls at the same thigh position to generate double fluorescence chimeric regenerative hindlimbs. These regenerative limbs were harvested very late far beyond they had reached the late differentiation stage. Fluorescence imaging of these limbs in cross sections revealed that in the proximal remnant part of the muscle fiber, reconnection occurred at a different pace among the muscles. In the major thigh muscle gracilis, the reconnection started from the periphery before it was completed. Furthermore, RFP+ muscle fibers contributed to muscle regeneration in the distal regenerative parts. Intriguingly, this red cell contribution was limited to ventral superficial muscles of the calf. This kind of double fluorescence chimeric limb regeneration model may help increase the understanding of the patterning of axolotl limb regeneration in late stages.

RESUMEN

RESUMEN La regeneración del miembro de Axolotl es una característica fascinante que ha llamado la atención durante varias décadas. Nuestros estudios previos sobre la regeneración del miembro del Axolotl indicaron que las células satélite en los músculos remanentes se mueven distalmente hacia el blastema para regenerar nuevos músculos que están separados por una brecha de músculos remanentes. A partir de entonces, las fibras musculares regenerativas comienzan a reconectarse con las restantes. En este estudio, se aclaró la reconexión a nivel de fibra muscular individual para probar la hipótesis de que esta reconexión ocurre sincrónicamente entre los músculos involucrados. Se trasplantaron tres pares de blastemas EGFP+ en la etapa de yema media en tocones recién amputados de axolotls RFP+ en la misma posición del muslo para generar miembros posteriores regenerativos quiméricos de fluorescencia doble. Estos miembros regenerativos se cosecharon muy tarde mucho más allá de haber alcanzado la etapa de diferenciación tardía. Las imágenes de fluorescencia de estos miembros en secciones transversales revelaron que en la parte remanente proximal de la fibra muscular, la reconexión se produjo a un ritmo diferente entre los músculos. En el músculo grácil, la reconexión comenzó desde la periferia antes de completarse. Además, las fibras musculares RFP+ contribuyeron a la regeneración muscular en las partes regenerativas distales. Curiosamente, esta contribución de glóbulos rojos se limitó a los músculos superficiales ventrales de la pantorrilla. Este tipo de modelo de regeneración quimérica de doble fluorescencia del miembro puede ayudar a aumentar la comprensión del patrón de la regeneración del miembro del Axolotl en etapas tardías.