وهناك طريقة جديدة لتوضيح تصور الصفراوية الكبد الصفراء خلال التحول في البحر الجلكى ( Petromyzon مارينوس)
Summary
الجلكى البحر تفقد المرارة والقنوات الصفراوية خلال التحول، وهي عملية مشابهة لرتق القناة الصفراوية الإنسان. تم تعديل طريقة التثبيت الجديدة والتوضيح (وضوح) لتصور الشجرة الصفراوية بأكملها باستخدام المسح الضوئي ليزر متحد البؤر المجهري. وهذه الطريقة توفر أداة قوية لدراسة الضمور الصفراوية.
Abstract
رتق القناة الصفراوية هو مرض نادر من مرحلة الطفولة، مع ما يقدر بنحو 1 في 15،000 تردد في جنوب شرق الولايات المتحدة، ولكن أكثر شيوعا في بلدان شرق آسيا، مع تردد تقارير عن 1 في 5،000 في تايوان. على الرغم من أن يعرف الكثير عن إدارة رتق القناة الصفراوية، المرضية له لا يزال بعيد المنال. الجلكى البحر (Petromyzon مارينوس) يوفر فرصة فريدة لدراسة آلية وتطور الضمور الصفراوية. الجلكى البحر تتطور من خلال ثلاث مراحل حياة متميزة: اليرقات والطفيلية، والكبار. خلال الانتقال من اليرقات الطفيلية إلى الأحداث، الجلكى البحر الخضوع التحول مع إعادة تنظيم وإعادة دراماتيكية في التشكل الخارجي، والأعضاء الداخلية. في الكبد، يتم فقدان نظام الصفراوي بأكمله، بما في ذلك المرارة والشجرة الصفراوية. تم تعديل طريقة تم تطويرها حديثا يسمى "وضوح" لتوضيح الكبد كامل وتقاطع مع الأمعاء المتحولة في الجلكى البحر. الوتصور عملية انحطاط الصفراوي وتمييزها خلال البحر الجلكى التحول باستخدام المسح الضوئي ليزر متحد البؤر المجهري. وهذه الطريقة توفر أداة قوية لدراسة رتق القناة الصفراوية في نموذج حيواني فريدة من نوعها.
Introduction
الجلكى البحر تتطور من خلال ثلاث مراحل متميزة حياة 1،2. الجلكى البحر اليرقات (L) يقضون معظم الوقت في الجحور كما مغذيات الترشيح القاعية. بعد أن يمر سبع مراحل المتحولة من تغييرات جذرية في التشكل الخارجي، وإعادة التنظيم في الأعضاء الداخلية 3، والأحداث الناتجة (JV) تدخل مرحلة الطفيلية خلالها تتغذى على الدم وسوائل الأنسجة من الأسماك المضيف، وزيادة كتلة الجسم أكثر من 100 مرة . بعد 1،0-1،5 سنوات تتغذى على الأسماك المضيف في المحيط أو البحيرات الكبيرة، البالغين وقف التغذية في أوائل الربيع وتهاجر إلى الأنهار لتفرخ ثم يموت 1،2.
أثناء التحول، والكبد الجلكى البحر يفقد المرارة والشجرة الصفراوية بأكمله، وهو النمط الظاهري متحولة التطوري الذي يحاكي المرض الرضع الإنسان رتق القناة الصفراوية. رتق القناة الصفراوية الرضع هو مرض الكبد للأطفال نادرة مع مضاعفات طبية شديدة 4،5،6،7، 8،9،10، ولكن المرضية ومسببات رتق القناة الصفراوية غير معروفة إلى حد كبير 4. المرضى الذين يعانون من رتق القناة الصفراوية يموت في غضون عامين بعد الولادة ما لم يتم تنفيذ التدخل الجراحي (إجراء كاساي) 5. في وقت لاحق، هؤلاء المرضى تتطلب إدارة السريرية واسعة وغالبا ما زرع الكبد 6. لقد تم اقتراح العديد من النظريات من الصفراوي رتق etiopathogenesis، مثل العدوى الفيروسية، والتشوهات الخلقية، وأمراض المناعة الذاتية، وإهانة السامة. ومع ذلك، فإن مساهمة كل منهما في تطوير رتق القناة الصفراوية تظل غير حاسمة 7،8،9،10.
على عكس الأطفال الذين يعانون رتق القناة الصفراوية المرضية، الجلكى البحر الخضوع المبرمج تنمويا رتق القناة الصفراوية دون necroinflammation واسعة، والتليف أو التشمع 10. الحيوانات قد تعاني ركود صفراوي عابرة خلال هذه العملية 10، ولكن التكيف مع هذا الشرط التنمويةعبر دي نوفو التوليف وإفراز أملاح الصفراء في الأمعاء بعد رتق القناة الصفراوية التنموية، بالإضافة إلى الآليات المعروفة مثل الحد من التوليف الملح الصفراوية في الكبد 11. هذه العملية التنموية في الجلكى البحر يتيح الفرصة الوحيدة المعروفة لدراسة تطور رتق القناة الصفراوية.
وهناك طريقة المطورة حديثا يسمى "وضوح" تمكن التصوير ذات الدقة العالية في الجهاز العصبي لدى الثدييات المعقدة عن طريق تحويل أنسجة سليمة إلى هيدروجيل نانوية مسامية شفافة بصريا 12. باستخدام الكبد الجلكى البحر وبروتوكول تعديل وضوح، والتصوير أنسجة سليمة من انحطاط المرارية يمكن أن تكون موثقة في جميع أنحاء التحول الكبد.
Protocol
Representative Results
Discussion
يتم تعديل هذا البروتوكول من أسلوب جديد يسمى "وضوح" 12، التي crosslinks الأنسجة سليمة مع بولكرلميد لتشكيل هيدروجيل نانوية مسامية، ثم يجرد بعيدا غشاء البلازما من الأنسجة لتحقيق الشفافية البصرية ونفاذية الجزيئات. "وضوح" يسمح التصوير أنسجة سليمة من الإسقاط طو…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
والكتاب يعترف مساهمة محطة البيولوجية هاموند خليج، مركز العلوم البحيرات الكبرى، المسح الجيولوجي الامريكية. نشكر أيضا الدكتور الإطار ميليندا في مركز متقدم المجهر في جامعة ولاية ميشيغان لها الدعم التقني في المسح الضوئي ليزر متحد البؤر المجهري. ويدعم هذه الدراسة من المنح المقدمة من هيئة مصايد أسماك البحيرات الكبرى إلى YWCD وWML.
Materials
| 40% acrylamide | Bio-Rad | 161-0140 | |
| 2% bis-acrylamide | Bio-Rad | 161-0142 | |
| TEMED | Bio-Rad | 161-0800 | |
| ammonium persulfate | Sigma | A3678-25G | |
| boric acid | Sigma | B7901-1KG | |
| saponin | Sigma | 47036 | |
| sodium dodecyl sulfate | Sigma | L337-500G | |
| sodium phosphate (monobasic) | Sigma | 04269-1KG | |
| sodium phosphate (dibasic) | Sigma | S5136-1KG | |
| Triton X-100 | Sigma | X100-500ML | |
| glycerol | Sigma | G9012-500ML | |
| 16% paraformaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 15710-S | |
| NaOH pellets | EMD | SX0590-3 | |
| 15 ml centrifuge tubes | Any brand | ||
| dissecting tools | Any brand |
Riferimenti
- Applegate, V. C. Natural history of the sea lamprey (Petromyzon marinus) in Michigan. US Fish and Wildlife Service Special Science Report on Fishery Service. (55), (1950).
- Hardisty, M. W., Potter, I. C., Hardisty, M. W., Potter, I. C. The general biology of adult lampreys. The biology of lampreys. 1, 127-206 (1971).
- Youson, J. H., Potter, I. C. A description of the stages in the metamorphosis of the anadromous sea lamprey, Petromyzon marinus L. Can. J. Zool. 57, 1808-1817 (1979).
- Boomer, L. A., et al. Cholangiocyte apoptosis is an early event during induced metamorphosis in the sea lamprey, Petromyzon marinus L. J. Pediatr. Surg. 45, 114-120 (2010).
- Kasai, M., Suzuki, H., Ohashi, E., Ohi, R., Chiba, T., Okamoto, A. Technique and results of operative management of biliary atresia. World J. Surg. 2, 571-580 (1978).
- Suzuki, T., Hashimoto, T., Kondo, S., Sato, Y., Hussein, M. H. Evaluating patients’ outcome post-Kasai operation: a 19-year experience with modification of the hepatic portoenterostomy and applying a novel steroid therapy regimen. Pediatr. Surg. Int. 26, 825-830 (2010).
- Hartley, J. L., Davenport, M., Kelly, D. A. Biliary atresia. Lancet. 374, 1704-1713 (2009).
- Morecki, R., Glaser, J. H., Cho, S., Balistreri, W. F., Horwitz, M. S. Biliary atresia and reovirus type 3 infection. New Engl. J. Med. 307, 481-484 (1982).
- Shimadera, S., Iwai, N., Deguchi, E., Kimura, O., Fumino, S., Yokoyama, T. The inv mouse as an experimental model of biliary atresia. J. Pediatr. Surg. 42, 1555-1560 (2007).
- Sidon, E. W., Youson, J. H. Morphological changes in the liver of the sea lamprey, Petromyzon marinus L., during metamorphosis: I. Atresia of the bile ducts. J. Morphol. 177, 109-124 (1983).
- Yeh, C. -. Y., Chung-Davidson, Y. -. W., Wang, H., Li, K., Li, W. Intestinal synthesis and secretion of bile salts as an adaptation to developmental biliary atresia in the sea lamprey. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 109, 11419-11424 (2012).
- Chung, K., et al. Structural and molecular interrogation of intact biological systems. Nature. 497, 332-337 (2013).
- Alarcón, V. B., Filosa, M. F., Youson, J. H. Cytokeratins in the liver of the sea lamprey (Petromyzon marinus) before and after metamorphosis. Cell Tissue Res. 287, 365-374 (1997).
- Youson, J. H., Ogilvie, D. R. Ultrastructural features of degeneration of the gallbladder during lamprey biliary atresia. Tissue and Cell. 22, 477-492 (1990).
- Morii, M., et al. Onset of apoptosis in the cystic duct during metamorphosis of a Japanese lamprey, Lethenteron reissneri. Anat. Rec. 293, 1155-1166 (2010).
