3-Dimensionale kunstharsproducten en beeldvorming van de muis Portal Vein of Intrahepatische Bile Duct System
Summary
Werkwijze voor visualiseren en kwantificeren van de 3-dimensionale structuur van muis poortader of intrahepatische galgang beschreven. Deze hars gegoten techniek kan ook worden toegepast op andere ductale of vasculaire systemen en staat<em> In situ</em> Visualisatie of kwantificeren van intacte een systeem communiceert architectuur.
Abstract
In organen de juiste architectuur van vasculaire en ductale structuren onmisbaar voor een goede fysiologische functie en de vorming en instandhouding van deze structuren is een sterk gereguleerd proces. De analyse van deze complexe, 3-dimensionale structuren sterk afhankelijk of 2-dimensionale onderzoek punt of kleurstof injectie studies. Deze technieken zijn echter niet in staat om een volledige en kwantificeerbare weergave van de ductale of vasculaire structuren zij moeten ophelderen verschaffen. Ook de aard van 3-dimensionale kunsthars worpen genereert een permanente snapshot van het systeem en is een nieuwe en zeer bruikbare techniek voor het visualiseren en kwantificeren van 3-dimensionale structuren en netwerken.
Een cruciaal voordeel van het hars gieten systeem is de mogelijkheid om de intacte en aangesloten, of communiceren, structuur van een bloedvat of kanaal te bepalen. De structuur van vasculaire en ductal netwerken zijn cruciaal voor orgaanfunctie en deze techniek heeft de potentie om studie van vasculaire en ductale netwerken steun op verschillende manieren. Hars gieten kan worden gebruikt om normale morfologie en functionaliteit van een luminale structuur analyseren, morfogenetische ontwikkeling veranderingen en ontdekken morfologische verschillen in weefselarchitectuur tussen normale en ziektetoestanden. Eerder werk heeft gebruikt kunstharsproducten te bestuderen, bijvoorbeeld, architectonische en functionele gebreken in de muis intrahepatische galwegen systeem dat niet weerspiegeld in 2-dimensionale analyse van de structuur 1,2, veranderingen in de hersenen vasculatuur van de ziekte van Alzheimer een muismodel 3 , poortader afwijkingen in portaal hypertensieve en cirrose muizen 4, ontwikkelingsstappen in de rat lymfatische rijping tussen onvolwassen en volwassen longen 5, onmiddellijke microvasculaire veranderingen in de rat lever, alvleesklier en nieren onder invloed van de chemische letsel6.
Hier presenteren we een methode voor het genereren van een 3-dimensionale hars gegoten van een muis vasculaire of ductaal netwerk, specifiek gericht op de poortader en intrahepatische galwegen. Deze afgietsels kunnen worden gevisualiseerd door het opruimen of macereren het weefsel en kan vervolgens worden geanalyseerd. Deze techniek kan worden toegepast op vrijwel alle vasculaire of ductale systeem en zou rechtstreeks op een studie onderzoek naar de ontwikkeling, functie, onderhoud of letsel van een 3-dimensionaal ductale of vasculaire structuur.
Protocol
Discussion
We hebben beschreven specifieke voorbeelden hoe de poortader en intrahepatische galkanaal systemen van de lever kan worden gegoten, maar deze techniek kan worden toegepast op vrijwel elk ander ductaal of vasculaire systeem met kleine aanpassingen. Eerder werk heeft aangetoond dat het mogelijk deze techniek in verschillende soorten, waaronder muis 1,2,7-9, eendje 10,11, 12,13 konijn, hond 14 en varkens 15, en in veel organen, zoals nasale gland 14, hart 16,</sup…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door subsidies van de National Institutes of Health (NIH) voor SSH (R01-DK078640), van het Howard Hughes Medical Institute (HHMI) door de HHMI / Vanderbilt University Certificate Program in Molecular Medicine aan TJW (GRDOT56006779), de Vanderbilt Diabetes Research en Training Center (P30-DK020593) en de Vanderbilt Digestive Disease Research Center (P30-DK058404) het verstrekken van Core Services.
Materials
| Name of reagent | Company | Catalog number | Comments |
| PE10 polyethylene tubing | Fisher Scientific | 1417012P | |
| 5-0 surgical black braided silk | Roboz Surgical | SUT-15-1 | |
| Steriject 32 G x 13 mm needle | Air-tite | TSK3213 | |
| Spring scissors | Fine Science Tools | 15000-08 | |
| Number 5 forceps | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| Mercox II kit | Ladd Research | 21247 | |
| Benzyl alcohol | Fisher Scientific | 1816-04 | Only required for BABB-clearing |
| Benzyl benzoate | MP Biomedicals, LLC | 154839 | Only required for BABB-clearing |
| Phosphate-buffered saline (PBS) | |||
| Modeling clay | |||
| Scale | |||
| Laboratory scissors | |||
| 15 ml cap polypropylene tubes | |||
| 4% paraformaldahyde | |||
| 15% potassium hydroxide (KOH) | Only required for maceration | ||
| Razor blade | |||
| 100% methanol | |||
| 3 ml luer lock syringe |
References
- Sparks, E. E., Perrien, D. S., Huppert, K. A., Peterson, T. E., Huppert, S. S. Defects in hepatic Notch signaling result in disruption of the communicating intrahepatic bile duct network in mice. Dis. Model Mech. 4, 359-367 (2011).
- Vanderpool, C. Genetic interactions between hepatocyte nuclear factor-6 and notch signaling regulate mouse intrahepatic bile duct development in vivo. Hepatology. 55, 233-243 (2012).
- Meyer, E. P., Ulmann-Schuler, A., Staufenbiel, M., Krucker, T. Altered morphology and 3D architecture of brain vasculature in a mouse model for Alzheimer’s disease. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105, 3587-3592 (2008).
- Van Steenkiste, C. Vascular corrosion casting: analyzing wall shear stress in the portal vein and vascular abnormalities in portal hypertensive and cirrhotic rodents. Lab Invest. 90, 1558-1572 (2010).
- Dickie, R., Cormack, M., Semmler-Behnke, M., Kreyling, W. G., Tsuda, A. Deep pulmonary lymphatics in immature lungs. Journal of Applied Physiology. 107, 859-863 (2009).
- Kelly, D. M., McEntee, G. P., McGeenery, K. F., Fitzpatrick, J. M. Microvasculature of the pancreas, liver, and kidney in cerulein-induced pancreatitis. Archives of Surgery. 128, 293-295 (1993).
- Sparks, E. E., Huppert, K. A., Brown, M. A., Washington, M. K., Huppert, S. S. Notch signaling regulates formation of the three-dimensional architecture of intrahepatic bile ducts in mice. Hepatology. 51, 1391-1400 (2010).
- Carlson, T. R. Endothelial expression of constitutively active Notch4 elicits reversible arteriovenous malformations in adult mice. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 9884-9889 (2005).
- Hemmeryckx, B., Emmerechts, J., Bovill, E. G., Hoylaerts, M. F., Lijnen, H. R. Effect of ageing on the murine venous circulation. Histochem. Cell Biol. , (2012).
- Hossler, F. E., Olson, K. R. Microvasculature of the nasal salt gland of the duckling, Anas platyrhynchos: quantitative responses to osmotic adaptation and deadaptation studied with vascular corrosion casting. J. Exp. Zool. 254, 237-247 (1990).
- Hossler, F. E., West, R. F. Venous valve anatomy and morphometry: studies on the duckling using vascular corrosion casting. Am. J. Anat. 181, 425-432 (1988).
- Hossler, F. E., Monson, F. C. Structure and blood supply of intrinsic lymph nodes in the wall of the rabbit urinary bladder–studies with light microscopy, electron microscopy, and vascular corrosion casting. Anat. Rec. 252, 477-484 (1998).
- Hossler, F. E., Monson, F. C. Evidence for a unique elastic sheath surrounding the vesicular arteries of the rabbit urinary bladder–studies of the microvasculature with microscopy and vascular corrosion casting. Anat. Rec. 252, 472-476 (1998).
- Hossler, F. E., Kao, R. L. Microvasculature of the urinary bladder of the dog: a study using vascular corrosion casting. Microsc. Microanal. 13, 220-227 (2007).
- Wischgoll, T., Choy, J. S., Kassab, G. S. Extraction of morphometry and branching angles of porcine coronary arterial tree from CT images. Am J Physiol. Heart. Circ. Physiol. 297, H1949-H1955 (2009).
- Hossler, F. E., Douglas, J. E., Douglas, L. E. Anatomy and morphometry of myocardial capillaries studied with vascular corrosion casting and scanning electron microscopy: a method for rat heart. Scan Electron Microsc. , 1469-1475 (1986).
- Hossler, F. E., Douglas, J. E. Vascular Corrosion Casting: Review of Advantages and Limitations in the Application of Some Simple Quantitative Methods. Microsc. Microanal. 7, 253-264 (2001).
- Mondy, W. L. Micro-CT of corrosion casts for use in the computer-aided design of microvasculature. Tissue Eng. Part C Methods. 15, 729-738 (2009).
- Masyuk, T. V., Ritman, E. L., LaRusso, N. F. Quantitative Assessment of the Rat Intrahepatic Biliary System by Three-Dimensional Reconstruction. The American Journal of Pathology. 158, 2079-2088 (2001).
- Masyuk, T. V., Ritman, E. L., LaRusso, N. F. Hepatic Artery and Portal Vein Remodeling in Rat Liver: Vascular Response to Selective Cholangiocyte Proliferation. The American Journal of Pathology. 162, 1175-1182 (2003).
