Summary

डिसी परफ़्यूज़न में संवहनी विज़ुअलाइज़ेशन के लिए एक विधि के रूप में<em> अंबिस्टोम मैक्सिकनम</em

Published: June 16, 2017
doi:

Summary

लाइपोफिलिक 1,1'-डायोक्टाडेसी -3,3,3 ', 3'-टेट्रामैथिलैन्डोकार्बॉकाइनिन प्रक्लोरेट (डीआई) स्टेनिंग तकनीक का प्रयोग करना, अम्बुस्टोमा मैनेट्यूम vasculature के आसान दृश्य के लिए अनुमति देने के लिए संवहनी छिड़काव से गुजर सकता है।

Abstract

छिड़काव तकनीकों का उपयोग सदियों से किया गया है ताकि ऊतकों के संचलन की कल्पना की जा सके। एक्सोलोटल (एम्बैस्टोमा मैनेट्यूम) सैलामिंडर की एक प्रजाति है जो उत्थान के अध्ययन के लिए एक आवश्यक मॉडल के रूप में उभरा है। इन जानवरों के पुनर्जन्म के संदर्भ में, रेग्युलायराइजेशन के बारे में बहुत कुछ पता नहीं है। यहां हम 1,1'-डायोक्टाडेसी -3,3,3 ', 3'-टेट्रामिथिलंडोकार्बोकायनिन प्रक्लेलोरेनेट (डीआईआई) के छिड़काव के माध्यम से एक्सोलॉटल में vasculature के विज़ुअलाइज़ेशन के लिए एक सरल विधि की रिपोर्ट करते हैं। डीआईआई एक लाइपोफिलिक कार्बोकाइनाइन डाई है जो अंतःस्थल कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली में तत्काल सम्मिलित होती है। इरिस्टाइटी पंप का उपयोग करके छिड़काव किया जाता है ताकि डीआईआई महाधमनी के माध्यम से संचरण में प्रवेश कर सके। छिड़काव के दौरान, ऐंजोलॉटल के रक्त वाहिकाओं के माध्यम से डाई प्रवाह होता है और संपर्क पर संवहनी एंडोथिलियल कोशिकाओं के लिपिड बिलेयर में शामिल होता है। छिड़काव की प्रक्रिया में आठ इंच के अक्षोटोलल के लिए लगभग एक घंटे लगते हैं। छिड़काव वाई के तुरंत बादवें डीआई, एक्सोलोटल को एक कन्फोकल फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोप के साथ देखा जा सकता है। डीआईआई लाल-नारंगी रेंज में प्रकाश का उत्सर्जन करता है जब हरा फ्लोरोसेंट फिल्टर के साथ उत्साहित होता है। इस DiI छिड़काव प्रक्रिया का उपयोग एक्सोलोटल्स के संवहनी संरचना को देखने के लिए या फिर ऊतकों को पुनर्जन्मित करने में पुनरुत्पादन के पैटर्न को प्रदर्शित करने के लिए किया जा सकता है।

Introduction

कई प्रजातियों में जीवों के संरचना और कार्य को समझने में vasculature का विज़ुअलाइज़ेशन महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। 16 वीं शताब्दी में लियोनार्डो दा विंसी के साथ, मॉडलों और परिसंचरण के ग्राफिक प्रतिनिधित्व 1 का अध्ययन किया गया है। मोक्स और रबर के ढालना का उपयोग करना, ऊतकों को vasculature के तीन आयामी मॉडल बनाने के लिए लगाया गया था, जो जीवसंचार और रोगजनन 1 , 2 के अध्ययन के लिए अनुमति देता है। रेजिन और मोक्स रंगों के साथ रंगे थे जैसे कि भारत इंक या कारमिन लाल, जो उनके आसान दृश्य 1 , 2 के लिए अनुमति देते हैं। हालांकि, इन तकनीकों के कारण कई मुद्दों के कारण उनकी ऊंची चिपचिपाहट ब्याज 1 के ऊतक के पूर्ण छिड़काव को रोका गया। जैसा कि क्षेत्र अधिक परिष्कृत हो गया, confocal और इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का उपयोग खेलने में आया, छिड़काव techniq चलती प्रारंभिक ऊतक 3 को नष्ट किए बिना डाली-मोल्ड और वास्क्यूलेक्चर के तरल रूप से दूर जाने से, जिनमें से कुछ रक्त वाहिकाओं के छिड़काव और इमेजिंग के लिए अनुमति देते हैं। डीआईआई, एक फ्लोरोसेंट कार्बोकाइनाइन डाई, एक ऐसे दाग है जो संवहनी ऊतक को नुकसान न किए जाने वाले जानवरों के छिड़काव की अनुमति देता है।

कार्बोकाइनाइन रंजक लाइपोफिलिक रंजक होते हैं जो संपर्क पर सेल झिल्ली में शामिल होते हैं। ये रंजक संवहनी एन्डोथेलियल कोशिकाओं के आसान और तात्कालिक धुंधला होने की अनुमति देते हैं, जो तब फ्लोरोसेंट इन्फोकल माइक्रोस्कोप के नीचे देखे जा सकते हैं। डीआईआई कोशिकाओं के लिपिड झिल्ली में पार्श्व प्रसार के माध्यम से चलता है, जैसा कि न्यूरॉन्स 4 के लेबलिंग और अनुरेखण में दिखाया गया है। रासायनिक रूप से, डीआईआई के दो अल्किल जंजीरों को कोशिका झिल्ली के लिए इसकी उच्च आत्मीयता देता है, जबकि फ्लोरोक्रोम से दो संयुग्मित छल्ले जो लाल तरंगदैर्ध्य को उत्सर्जित करने के लिए जिम्मेदार होता है जब हरे फ्लोरोसेंट प्रकाश फिल्टर> 4 डीआईआई का उपयोग कई क्षमताओं में किया गया है, जिसमें प्लाज्मा झिल्ली का सफल लेबलिंग और न्यूरॉन्स 5 , 6 में एंटीओग्रेड और प्रतिगामी लेबलिंग दोनों शामिल हैं। चूहों 7 के vasculature visualizing करते समय DiI पहले छिड़काव प्रोटोकॉल में इस्तेमाल किया गया था

एक्सोलोटल्स ( एम्बीस्टोमा मैनेट्यूम ) वे सलामंडर्स हैं जो मैक्सिको सिटी, मैक्सिको के पास खारा झीलों में विशेष रूप से रहते हैं। ये जानवर पुनर्योजी प्रक्रियाओं को समझने के लिए एक महत्वपूर्ण मॉडल बन गए हैं क्योंकि वे पूरे अंग, पूंछ (तंत्रिका कॉर्ड सहित), दिल के हिस्सों और अन्य आंतरिक अंगों और आंखों के हिस्से को वयस्क 8 , 9 के रूप में पुनर्जीवित कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, अक्षतंतु में आनुवंशिक उपकरणों के हालिया आवेदन के साथ, इन प्रक्रियाओं को चलाने वाले अणुओं और कोशिकाओं में अभूतपूर्व जानकारी अब संभव है 8 । सफल रीजेंनेएक पूरे अंग के राशन के लिए एक व्यापक पुनरोद्धार प्रक्रिया की आवश्यकता होती है, जो ऑक्सीजन और पोषक तत्व प्रदान करने में रक्त वाहिकाओं के पारंपरिक कार्यों से परे पुनर्जनन में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है। ऊतक पुनर्जनन के संदर्भ में पुनरुत्पादन को समझना अनिवार्य है। एक्सलोट्ल रक्त वाहिकाओं को भारत इंक का उपयोग करके पहले देखा गया है, और जब परिणाम दिलचस्प थे, तो इस प्रक्रिया को बाद के दशकों में फिर से दोबारा गौर नहीं किया गया है। हमने एक्सलोटल वैस्क्यूचर 7 के संपूर्ण छिड़काव और दृश्यता की अनुमति देने के लिए स्तनधारियों में इस्तेमाल के लिए डिआईआई छिड़काव प्रोटोकॉल को अनुकूलित करने की मांग की थी। यह प्रोटोकॉल सफलतापूर्वक छेड़छाड़ करने और बाद में डीआईआई स्नेनिंग तकनीक के साथ एक्सोलोटल संचलन की कल्पना करने के लिए उठाए गए कदमों का वर्णन करता है। यह प्रक्रिया होमोस्टेटिक ऊतकों में पेटेंट रक्त वाहिकाओं के सटीक दृश्य के लिए, साथ ही साथ ऊतकों को पुनर्जन्म करने की भी अनुमति देती है, और दृश्यता के लिए एक उपन्यास विधि प्रदान करती हैए और एक्सलोट्ल में पुनर्विकरण प्रक्रिया के विश्लेषण।

Protocol

ब्रिघम और महिला अस्पताल (बीडब्ल्यूएच) संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति के अनुसार सभी अक्षीय प्रयोग का प्रदर्शन किया गया था। 1. पेफ्यूअंस प्रयोग सेट अप करें एक प्लास्टिक कंटेनर में वयस…

Representative Results

डीआईआई धुंधला होने के साथ, एक्सलोट्ल का वास्क्यूलेट आसानी से देख सकता है। लाइपोफिलिक डाई के साथ perfused जानवरों के रक्त वाहिकाओं को तुरंत एक फ्लोरोसेंट confocal सूक्ष्मदर्शी के तहत दिखाई दे रहे ?…

Discussion

एक्सीलोटल के व्युत्पत्ति का विज़ुअलाइज़ेशन लाइपोफिलिक कारबोकायनिन डाई, डीआईआई के साथ छिड़काव के माध्यम से सफलतापूर्वक पूरा किया जा सकता है। इस अध्ययन में, हम डीआईआई के साथ एक्सोलोटल के छिड़काव के ल?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

इस शोध को ब्रिघम एंड वुमेन्स हॉस्पिटल और मार्च ऑफ डाइम्स द्वारा समर्थित किया गया था। लेखक अपने समर्थन और सलाह के लिए व्हाइटीब लैब के सभी सदस्यों का धन्यवाद करना चाहते हैं।

Materials

Peristaltic Pump  Marshall Scientific  RD-RP1
Perfusion tubing Excelon Lab & Vacuum Tubing 436901705 size S1A
27g butterfly needle EXELint Medical Products 26709
NaCl AmericanBio 7647-14-5
KCl AmericanBio 7747-40-7
Na2HPO4  AmericanBio 7558-79-4
NaH2PO4 AmericanBio 10049-21-5
Distilled water
HCl AmericanBio 7647-01-0
Glucose ThermoFischer A2494001
1,1′-Dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindocarbocyanine perchlorate Sigma Aldrich 468495
Ethanol (100% vol/vol) Sigma Aldrich 64-17-5
Surgical foreceps  Medline MDG0748741
Polystyrene foam frame any polystyrene foam square with an axolotl-shaped  cut out
Surgical scissors Medline DYND04025
Scalpel  Medline MDS15210
Absorbent underpad Avacare Medical PKUFSx
Paper towels
Standard disposable transfer pipette Fisherbrand 50216954
Clamp stand Adafruit 291
Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate Sigma Aldrich E10521 Tricaine powder
Adult axolotl
MgSO4 AmericanBio 10034-99-8
CaCl2 Sigma Aldrich C1016-100G
NaHCO3 Sigma Aldrich S5761-500G
Plastic tanks Varying size appropriate for the axolotl
Paraformaldehyde Sigma Aldrich 30525-89-4
Axolotl
Leica Microscope Leica M165 FC
ET-CY3 Fluorescent Filter Leica M205FA/M165FC

References

  1. Giuvarasteanu, I. Scanning electron microscopy of vascular corrosion casts – standard method for studying microvessels. Rom J Morphol Embryo. 48 (3), 257-261 (2007).
  2. Hasan, M. R., Herz, J., Hermann, D. M., Doeppner, T. R. Intravascular perfusion of carbon black ink allows reliable visualization of cerebral vessels. J Vis Exp. (71), e4374 (2013).
  3. Minnich, B., Lametschwandtner, A. Scanning electron microscopy and vascular corrosion casting for the characterization of microvascular networks in human and animal tissues. Microscopy: Science, Technology, Applications, and Education. 1, 29-39 (2010).
  4. Honig, M., Hume, R. I. DiI and DiO: versatile fluorescent dyes for neuronal labelling and pathway tracing. Trends Neurosci. 13, 333-335 (1989).
  5. Honig, M. G., Hume, R. I. Fluorescent carbocyanine dyes allow living neurons of identified origin to be studied in long-term cultures. J Cell Biol. 103 (1), 171-187 (1986).
  6. Schwartz, M., Agranoff, B. W. Outgrowth and maintenance of neurites from cultured goldfish retinal ganglion cells. Brain Res. 206 (2), 331-343 (1981).
  7. Li, Y., Song, Y., Zhao, L., Gaidosh, G., Laties, A. M., Wen, R. Direct labeling and visualization of blood vessels with lipophilic carbocyanine dye DiI. Nat Protoc. 3 (11), 1703-1708 (2008).
  8. Kuo, T. H., Kowalko, J. E., DiTommaso, T., Nyambi, M., Montoro, D. T., Essner, J. J., Whited, J. L. Evidence of TALEN-mediated gene editing of an endogenous locus in axolotl. Regeneration. 2 (1), 37-43 (2015).
  9. Brockes, J. P., Kumar, A. Appendage Regeneration in Adult Vertebrates and Implications for Regenerative Medicine. Science. 310 (5756), 1919-1923 (2005).
  10. Smith, A. R., Wolpert, L. Nerves and angiogenesis in amphibian limb regeneration. Nature. 257 (5523), 224-225 (1975).
check_url/55740?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Saltman, A. J., Barakat, M., Bryant, D. M., Brodovskaya, A., Whited, J. L. DiI Perfusion as a Method for Vascular Visualization in Ambystoma mexicanum. J. Vis. Exp. (124), e55740, doi:10.3791/55740 (2017).

View Video