Новый Разъяснение Метод визуализировать Желчная дегенерации Во печени Метаморфозы в море Минога ( Petromyzon Маринус)
Summary
Море минога потерять желчный пузырь и желчные протоки во время метаморфоза, процесс, аналогичный атрезия желчных путей человека. Новый фиксация и метод разъяснения (ясность) был изменен, чтобы визуализировать весь желчевыводящих путей с помощью лазерной сканирующей конфокальной микроскопии. Этот метод представляет собой мощный инструмент для изучения желчных вырождение.
Abstract
Атрезия желчевыводящих путей является редким заболеванием младенчества, по оценкам, 1 в 15 000 частоты в юго-восточной США, но чаще встречается у стран Восточной Азии, с отчетным частотой 1 на 5000 в Тайване. Хотя многое известно об управлении атрезия желчных путей, его патогенез до сих пор не удается. Море минога (Petromyzon Маринус) предоставляет уникальную возможность изучить механизм и прогрессирование желчных дегенерации. Море минога развивать через три различных стадиях жизни: личинок, паразитарных и взрослых. Во время перехода от личинок паразитических несовершеннолетнего, море минога претерпевают метаморфоз с драматическим реорганизации и реконструкции в внешней морфологии и внутренних органов. В печени, весь билиарной системы теряется, в том числе желчного пузыря и желчных протоков. Недавно разработанный метод называется "Clarity" был изменен, чтобы уточнить всю печень и слияния с кишечника в метаморфических моря миноги.Процесс желчных дегенерации визуализировали и различить во моря миноги метаморфозы с помощью лазерной сканирующей конфокальной микроскопии. Этот метод представляет собой мощный инструмент для изучения атрезия желчных путей в уникальном животной модели.
Introduction
Море минога развивать через три различных этапам жизни 1,2. Личинок морского минога (L) проводят больше всего времени в норах, как донных фильтраторов. Пройдя через семь метаморфических этапов драматических изменений во внешней морфологии и реорганизации в внутренних органов 3, в результате несовершеннолетние (СП) введите паразитический этап, в течение которого они питаются кровью и тканевой жидкости из рыбы-хозяина, увеличивая массы тела более чем в 100 раз . После 1,0 до 1,5 лет, питающихся рыбы-хозяина в океане или крупных озер, взрослые перестают кормление во время ранней весной и мигрируют в реки на нерест, а потом умирают 1,2.
Во время метаморфоза, море минога печени теряет желчный пузырь и весь желчных дерево, эволюционный мутантный фенотип, который имитирует человеческие болезни младенец атрезия желчных путей. Младенческая атрезия желчных путей является редким детской болезнью печени с тяжелыми осложнениями 4,5,6,7, 8,9,10, однако патогенез и этиология атрезия желчных путей в значительной степени неизвестны 4. Пациенты с атрезия желчных путей умирают в течение двух лет после рождения, если хирургическое вмешательство (процедура Касаи) не выполняется 5. Впоследствии, эти пациенты требуют обширного клинического ведения и часто трансплантации печени 6. Многие теории атрезия желчных путей этиопатогенезе были предложены, например, вирусной инфекции, врожденных пороков развития, аутоиммунного заболевания, и токсичных оскорбление. Тем не менее, вклад каждого в развитие атрезия желчных путей остаются неубедительными 7,8,9,10.
В отличие от детей, которые страдают патологической атрезия желчных путей, море минога подвергаются умственно запрограммирован атрезия желчных путей без обширного некротического воспаления, фиброза или цирроза 10. Животные могут страдать переходных холестаз во время этого процесса 10, но адаптироваться к этому условию развитияDe Novo через синтез и секрецию солей желчных кислот в кишечнике после развития желчных атрезии, в дополнение к известных механизмов, таких как снижение синтеза желчных солей в печени 11. Это развития процесса в морской миноги предоставляет единственный известный возможность изучить прогрессирование атрезия желчных путей.
Недавно разработанный метод называется "Clarity" позволяет с высоким разрешением изображения в сложных млекопитающих нервной системы путем трансформации неповрежденной ткани в оптически прозрачной нанопористой гидрогеля 12. Использование море печень миноги и модифицированный протокол ясности нетронутыми тканей визуализации желчевыводящих дегенерации может быть документированы в течение метаморфоза печени.
Protocol
Representative Results
Discussion
Этот протокол изменение от нового метода, называемого "ясности" 12, который сшивает интактной ткани с полиакриламида с образованием гидрогеля нанопористого, а затем убирает плазматическую мембрану ткани для достижения оптической прозрачности и макромолекул проницаемость. …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы признают вклад Хаммонд Bay биологической станции, Научный центр Great Lakes, Геологическая служба США. Мы также благодарим д-р Мелинда кадр в Центре перспективных микроскопии Мичиганского университета за ее техническую поддержку в лазерной сканирующей конфокальной микроскопии. Это исследование поддержано грантами от Великих озер комиссии по рыболовству в YWCD и WML.
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).
