פרוטוקול זה ניצל מערכת לחץ זמין מסחרית לבצע הלחץ מיוגרפיה בדיקות על הנרתיק murine וצוואר הרחם. באמצעות מדיה עם ובלי סידן, התרומות של תאי השריר החלקה (SMC) הטון בסיס מטריצה פסיבית (ECM) היו מבודדים עבור האיברים תחת תנאים פיסיולוגיים מוערך.
איברי הרבייה הנשיים, במיוחד הנרתיק וצוואר הרחם, מורכבים מרכיבים סלולאריים שונים ומטריצה ייחודית לחילוץ (Ecm). תאי שריר החלקה מציגים פונקציה בתוך קירות הנרתיק וצוואר הרחם. בהתאם לסביבה הביוכימית והדינסיון המכני של קירות העוגב, תאי השריר החלקים משנים את תנאי הקונקטילה. התרומה של תאי שריר חלקה תחת תנאים פיסיולוגיים בסיסית מסווג כטון בסיס. באופן ספציפי יותר, הטון הבסיסי הוא מכווץ חלקית בסיסית של תאי שריר חלקה בהעדר גירוי הורמונלי ועצבי. בנוסף, ה-ECM מספקת תמיכה מבנית לדפנות האיברים ומשמשת כמאגר לאותות ביוכימיים. הרמזים הביוכימיים הללו חיוניים לתפקודי איברים שונים, כגון הסתה לצמיחה ושמירה על הומאוסטזיס. ECM של כל איבר מורכב בעיקר של סיבי קולגן (בעיקר סוגי קולגן אני, III, ו-V), סיבים גמישים, ו גליקוזאינואנגליקנים/פרוטאוגליקנים. ההרכב והארגון של ה-ECM מכתיבים את התכונות המכאניות של כל איבר. שינוי בקומפוזיציה ECM עשוי להוביל להתפתחות של הפתווגיות הרבייה, כגון התפתחות איבר האגן או שיפוץ צוואר הרחם מוקדם. יתרה מזאת, שינויים במיקרו-מבנה ECM ונוקשות עשויים לשנות את הפעילות החלקה של תאי השריר ואת הפנוטיפים, ובכך לגרום לאבדן כוח התנועה.
בעבודה זו, הפרוטוקולים שדווחו משמשים כדי להעריך את הטון בסיס מאפיינים פסיבי מכני של הנרתיק מורצין שאינו בהריון ואת צוואר הרחם בשנת 4-6 חודשים של גיל estrus. האיברים היו מורכבים בלחץ מסחרית זמין, ושניהם בקוטר הלחץ ובדיקות אורך הכוח בוצעו. נתונים לדוגמה טכניקות ניתוח נתונים עבור האפיון המכני של איברי הרבייה נכללים. מידע כזה עשוי להועיל לבניית מודלים מתמטיים ולעצב באופן רציונלי התערבויות טיפוליות לפתווגיות בריאות הנשים.
קיר הנרתיק מורכב מארבע שכבות, האפיתל, לאמנה קינאה, מוסקולריס, ו אדואדטיה. האפיתל מורכב בעיקר של תאים אפיתל. לאמינה קינפה יש כמות גדולה של סיבי קולגן גמישים וfibrillar. המוקולאריס מורכב גם מאלסטין ומסיבי קולגן, אך יש לו כמות מוגברת של תאי שריר חלקים. האדואדטיה מורכבת מאלסטין, קולגן ופיברותקיעות, אם כי בריכוזים מופחתים בהשוואה לרבדים הקודמים. התאים השרירים החלקים הם עניין של קבוצות מחקר ביוחנונית מוטיבציה כפי שהם משחקים תפקיד בטבע הקונקטילה של האיברים. ככזה, לכמת את החלק באזור התא שריר חלקה והארגון הוא המפתח להבנת הפונקציה מכני. חקירות קודמות מצביעים על כך שהתוכן השרירי החלק בתוך קיר הנרתיק מאורגן בעיקר בציר האורכי והאורך. ניתוח היסטולוגית עולה כי השבר החלק באזור השריר הוא כ 35% עבור שני סעיפים הקרוב ביותר של הקיר1.
צוואר הרחם הוא מבנה הקולגן מאוד, כי עד לאחרונה, היה נחשב להיות מינימלי שרירים חלקים תא תוכן2,3. מחקרים אחרונים, עם זאת, הציעו כי תאים שריר חלק עשוי להיות שפע גדול תפקיד בצוואר הרחם4,5. צוואר הרחם מציג הדרגתי של תאים שריר חלק. מערכת ההפעלה הפנימית מכילה 50-60% תאי שריר חלקים שבהם מערכת ההפעלה החיצונית מכילה רק 10%. לימודי העכבר, עם זאת, לדווח על צוואר הרחם להיות מורכב של 10-15% תאים שריר חלקה ו 85-90% סיבי רקמת חיבור ללא אזכור של הבדלים אזוריים6,7,8. בהתחשב בכך שמודל העכבר שונה מהמודל האנושי המדווח לעתים קרובות, יש צורך בחקירות נוספות הנוגעות לצוואר הרחם של העכבר.
מטרת פרוטוקול זה הייתה להבהיר את התכונות המכאניות של הנרתיק המורין וצוואר הרחם. זה הושג על ידי שימוש במכשיר לחץ מיוגרף המאפשר הערכה של תכונות מכניות בכיוונים מכניים וצירית בו תוך שמירה על אינטראקציות תאים מטריצה מקורית וגיאומטריה של איברים. האיברים נטענו על שני צינורית מותאמת אישית ומאובטחת בתפרים מ6-0 משי. בדיקות בקוטר הלחץ נערכו סביב מתיחה פיסיולוגיים מוערך כדי לקבוע את התאימות ואת המשיק מודוללי9. בדיקות באורך הכוח נערכו על מנת לאשר את המתיחה המשוערת של הציר ולהבטיח שתכונות מכניות כללו את הטווח הפיזיולוגי. הפרוטוקול הניסיוני בוצע על הנרתיק מורצין שאינו בהריון וצוואר הרחם ב 4-6 חודשים של גיל ב estrus.
הפרוטוקול מחולק לשני סעיפים עיקריים של בדיקות מכניות: הטון בסיס ובדיקות פסיביות. צליל בסיס מוגדר כחלק בסיסי של תאי השריר החלקים, גם בהיעדרויות של גירוי מקומי, הורמונלי ועצבי חיצוני10. הטבע הבסיסי הזה של הנרתיק וצוואר הרחם תשואות התנהגויות מכניות אופייני אשר נמדד אז על ידי מערכת הלחץ מיוגרפיה. המאפיינים פסיבי מוערך על ידי הסרת הסידן הבין-תאית אשר שומר על מצב הבסיסית של התכווצות, וכתוצאה מכך הרפיה של תאים שריר חלק. במצב פסיבי, סיבי קולגן ואלסטין לספק את התרומות דומיננטי עבור המאפיינים המכניים של האיברים.
מודל murine משמש בהרחבה כדי ללמוד פתווגיות בבריאות הרבייה של נשים. העכבר מציע מספר יתרונות לכמת את היחסים המתפתחים בין התכונות ecm ו מכני בתוך מערכת הרבייה11,12,13,14. יתרונות אלה כוללים מחזורים קצרים ומאופיינים היטב, עלות נמוכה יחסית, קלות הטיפול, וזמן הריון קצר יחסית15. בנוסף, הגנום של עכברי מעבדה הוא היטב ממופה ומהונדסים גנטית עכברים הם כלים יקרי ערך כדי לבדוק השערות מכניסטיות16,17,18.
מערכות לחץ מסחרית זמינים משמשים באופן נרחב כדי לכמת את התגובות המכאניות של רקמות שונות ואיברים. כמה מבנים בולטים שנותחו על מערכת הלחץ מיוגרפיה כוללים עורקים גמישים19,20,21,22, ורידים ורקמות הנדסה כלי דם שתלי23,24, הוושט25, ואת המעי הגדול26. טכנולוגיית הלחץ מיוגרפיה מאפשרת הערכה בו של נכסים בצירי הציר והכיוון ההיקפי תוך שמירה על אינטראקציות התא-ECM המקוריות ובגיאומטריה vivo. למרות השימוש הנרחב במערכות מיוגרפיה ברקמות רכות ובמכניקה של איברים, פרוטוקול ניצול טכנולוגיית הלחץ מיוגרפיה לא פותחה בעבר עבור הנרתיק וצוואר הרחם. חקירות קודמות לתוך תכונות מכניות של הנרתיק וצוואר הרחם העריכו uniaxially27,28. האברים הללו, לעומת זאת, חווים העמסה רב-צירית בתוך הגוף29,30, ובכך מכמת את התגובה המכנית הביוצירית שלהם.
יתר על כן, העבודה האחרונה מציע תאים שריר חלק עשוי לשחק תפקיד פוטנציאלי בפתווגיות רקמות רכות5,28,31,32. זה מספק עוד משיכה של ניצול הטכנולוגיה מיוגרפים הלחץ, כפי שהוא משמר את האינטראקציה מקורית של תאים מטריקס, ובכך לאפשר תיחום של התרומה כי תאים שרירים חלקה לשחק פיסיולוגיים ופתופסולוגית תנאים. בזאת, אנו מציעים פרוטוקול לכמת את התכונות המכאניות רב-צירית של הנרתיק וצוואר הרחם תחת שני הטונים הבזליים והתנאים הפאסיביים.
הפרוטוקול המסופק במאמר זה מציג שיטה לקביעת תכונות מכניות של הנרתיק מורין וצוואר הרחם. התכונות המכאניות שנותחו בפרוטוקול זה כוללות גם את תנאי הטון הפסיבי והבזליים של האברים. תנאי הטון הפסיבי והבזליים ממושרה על ידי שינוי הסביבה הביוכימית שבה האיבר מתחת לגוף. עבור פרוטוקול זה, התקשורת המעור…
The authors have nothing to disclose.
העבודה ממומנת על ידי המענק NSF פרס קריירה #1751050.
2F catheter | Millar | SPR-320 | catheter to measure cervical pressure |
6-0 Suture | Fine Science Tools | 18020-60 | larger suture ties |
CaCl2 (anhydrous) | VWR | 97062-590 | HBSS concentration: 140 mg/ mL |
CaCl2-2H20 | Fischer chemical | BDH9224-1KG | KRB concentration: 3.68 g/L |
Dextrose (D-glucose) | VWR | 101172-434 | HBSS concentration: 1000 mg/mL KRB concentration: 19.8 g/L |
Dumont #5/45 Forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | curved forceps |
Dumont SS Forceps | Fine Science Tools | 11203-25 | straight forceps |
Eclipse | Nikon | E200 | microscope used for imaging |
Flow meter | Danish MyoTechnologies | 161FM | flow meter within the testing apparatus |
Force Transducer – 110P | Danish MyoTechnologies | 100079 | force transducer |
ImageJ | SciJava | ImageJ1 | used to measure volume |
Instrument Cases | Fine Science Tools | 20830-00 | casing to hold dissection tools |
KCl | Fisher Chemical | 97061-566 | HBSS concentration: 400 mg/ mL KRB concentration: 3.5 g/L |
KH2PO4 | G-Biosciences | 71003-454 | HBSS concentration: 60 mg/ mL |
MgCl2 | VWR | 97064-150 | KRB concentration: 1.14 g/L |
MgCl2-6H2O | VWR | BDH9244-500G | HBSS concentration: 100 mg/ mL |
MgSO4-7H20 | VWR | 97062-134 | HBSS concentration: 48 mg/ mL |
Mircosoft excel | Microsoft | 6278402 | program used for spreadsheet |
Na2HPO4 (dibasic anhydrous) | VWR | 97061-588 | HBSS concentration: 48 mg/mL KRB concentration: 1.44 g/L |
NaCl | VWR | 97061-274 | HBSS concentration: 8000 mg/mL KRB concentration: 70.1 g/L |
NaHCO3 | VWR | 97062-460 | HBSS concentration: 350 mg/ mL KRB concentration: 21.0 g/L |
Pressure myograph systems | Danish MyoTechnologies | 110P and 120CP | Pressure myograph system: prorgram, cannulation device, and controller unit |
Pressure Transducer | Danish MyoTechnologies | 100106 | pressure transducer |
Student Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 91150-20 | straight forceps |
Student Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 91500-09 | micro-scissors |
Tissue dye | Bradley Products | 1101-3 | ink to measure in vivo stretch |
Ultrasound transducer | FujiFilm Visual Sonics | LZ-550 | ultrasound transducer used; 256 elements, 40 MHz center frequency |
VEVO2100 | FujiFilm Visual Sonics | VS-20035 | ultrasound used for imaging |
Wagner Scissors | Fine Science Tools | 14069-12 | larger scissors |