正常マウスで70％肝切除後の血管と実質再生の可視化
Summary
Tools used for visualizing vascular regeneration require methods for contrasting the vascular trees. This film demonstrated a delicate injection technique used to achieve optimal contrasting of the vascular trees and illustrate the potential benefits resulting from a detailed analysis of the resulting specimen using µCT and histological serial sections.
Abstract
変性シリコーンの注入手順は、肝臓の血管樹の視覚化のために使用しました。この手順は、ポータルまたは肝静脈に、26 Gカテーテルを介して、シリコーン化合物の生体内注射からなりました。シリコーン注入後、臓器を外植し、ex vivoでのマイクロCT（μCT）スキャンのために準備します。シリコーン注入手順は、技術的に困難です。成功した結果を達成することは、外科医からの豊富な顕微経験が必要です。この手順の課題の一つは、シリコーン化合物のための適切な灌流速度を決定することを含みます。シリコーン化合物のための灌流速度は、対象の血管系の血行動態に基づいて定義される必要があります。不適切な灌流速度は、血管木の不完全灌流、人工拡張および破裂につながることができます。
血管系の3D再構成は、CTスキャンに基づいていたと使用して達成されましたこのようなHepaVisionとして前臨床ソフトウェア。再構築された血管樹の品質が直接シリコーン灌流の品質に関連していました。このような総血管容積のような血管の成長の指標と続い計算血管パラメータは、血管の再構成に基づいて計算しました。 μCTスキャン後の試験片のその後の組織学的後処理のために許可されたシリコーンと血管樹を対比。試料を連続切片、組織学的分析及び全スライドスキャンを、その後、組織の画像に基づいて血管樹の3D再構成を行うことができます。これは、分子事象および血管樹に関するそれらの分布を検出するための前提条件です。この変性シリコーン注入手順は、他の器官の血管系を可視化し、再構成するために使用することができます。この技術は、広く様々な動物aで血管の解剖学的構造と成長についての研究に適用する可能性を有しています目の疾患モデル。
Introduction
肝再生は、多くの場合、肝臓重量および体積の増加を測定することによって、および肝細胞増殖速度16を評価することによって決定されます。しかし、肝臓の再生だけでなく、実質の再生だけでなく、血管再生6を誘導されます。したがって、血管の成長はさらに、肝臓再生の進行におけるその役割に関して調査する必要があります。肝臓の血管系の可視化は、血管再生の我々の理解を進めるために重要です。多数の間接的な方法は、肝臓の血管再生の根底にある分子メカニズムを研究するために開発されてきました。伝統的に、サイトカインの検出（血管内皮増殖因子、VEGF）14は 、ケモカインおよびその受容体（CXCR4 / CXCR7 / CXCL12）4は、血管再生を研究するための主力でした。しかし、血管系の定量分析と一緒に3Dモデルが重要な解剖学的を追加します肝実質と血管の再生の間の重要な関係のより良い理解を得るための情報。
血管ツリーを対比必要肝臓の血管系を可視化するために、マウスを直接門脈又は肝静脈血管樹に放射線不透過性のシリコーンゴムの造影剤を注入しました。シリコーン及び器官の外植の重合後に、肝臓試料を、CTスキャナーを使用してμCTスキャンを行いました。スキャンは、ボクセルの画像表現をもたらし シリコーン注入標本9。
品質管理のために、血管系は、最初の臨床前のソフトウェアを使用して3Dで可視化しました。セグメント化は、軟組織の強度と血管強度の閾値を設定することによって行いました。得られた容器マスクは表面レンダリングを用いて可視化しました。ソフトウェアはまた、vasculの二つのパラメータを手動で決意に許可しますarの成長：最大血管長と半径。
前臨床ソフトウェアは、次いで、血管樹および供給または排出する血管領域13のその後の計算の3次元再構成のために使用しました。また、このソフトウェアは自動的にそのようなも総エッジ長や総容器容積として知られている全ての可視血管構造の全体の長さなどの血管の成長の特定のパラメータを、決定しました。
シリコーン灌流手順はナイーブマウスにおいて、70％部分肝切除（PH）を受けたマウスで行いました。肝臓は、前述の可視化および定量化技術を使用して、血管と実質肝再生を分析するための切除後の異なる観測時点で採取しました。
この映画の主な目的は、次のとおりです。（1）最適な対照的なを達成するために必要な繊細な注入技術を実証し、（2）FRを結果として潜在的な利益を示しますμCTおよび組織学的連続切片を用いて得られた試料のオム詳細な分析。この映画を見た後、読者が特定の血管系にシリコーン化合物を注入する方法のと技術の有用性と適用性をよりよく理解している必要があります。
Protocol
Representative Results
Discussion
シリコーン注入とμCTスキャンすることにより、血管ツリーを対比すると、血管新生の進行5,7,8,10を研究するために頻繁に腫瘍モデルおよび神経学的疾患モデルで導入されました。シリコーン注入の方法論の改善は、マウスにおける部分肝切除後の血管の成長を可視化し、定量化するために本研究で作製しました。
良好な潅流品質を達成するために注意が必要重要…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors acknowledge funding by the German Ministry of Education and Research (BMBF) via the systems biology network “Virtual Liver”, grant numbers 0315743 (ExMI), 0315765 (UK Jena), 0315769 (MEVIS).The authors also thank Frank Schubert for technical support.
Materials
| PERFUSOR® VI | B.BRAUN | 87 222/0 | |
| Pipetus®-akku | Hirschmann | 9907200 | |
| Pipets | Greiner | 606180 | |
| micro scissors | Fine Science Tools (F·S·L) | No. 14058-09 | |
| micro serrefine | Fine Science Tools (F·S·L) | No.18055-05 | |
| Micro clamps applicator | Fine Science Tools (F·S·L) | No. 18057-14 | |
| Straight micro forceps | Fine Science Tools (F·S·L) | No. 00632-11 | |
| Curved micro forceps | Fine Science Tools (F·S·L) | No. 00649-11 | |
| needle-holder | Fine Science Tools (F·S·L) | No. 12061-01 | |
| 1ml syringe | B.Braun | 9161406V | |
| 5ml syringe | B.Braun | 4606051V | |
| extension and connection lines | B.Braun | 4256000 | 30cm, inner ø1.2mm |
| 6-0 silk (Perma-Hand Seide) | Ethicon | 639H | |
| 6-0 prolene | Ethicon | 8711H | |
| Microfil® MV diluent | FLOW TECH, INC | ||
| Microfil® MV – 120 | FLOW TECH, INC | MV – 120 (blue) | |
| MV curing agent | FLOW TECH, INC | ||
| Heparin 2500 I.E./5ml | Rotexmedica | ETI3L318-15 | |
| Saline | Fresenius Kabi Deutschland GmbH | E15117/D DE | |
| Imalytics Preclinical software | Experimental Molecular Imaging, RWTH Aachen University, Germany | ||
| HepaVision | Fraunhofer MEVIS, Bremen, Germany | ||
| NanoZoomer 2.0-HT Digital slide scanner | Hamamatsu Electronic Press, Japan | C9600 | |
| Tomoscope Duo CT | CT Imaging GmbH, Erlangen, Germany | TomoScope® Synergy | |
References
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