Vasküler Görselleştirme İçin Bir Yöntem Olarak DiI Perfüzyonu<em> Ambystoma mexicanum</em
Summary
Bir lipofilik 1,1'-Dioctadecy-3,3,3 ', 3'-tetrametilindokarbosiyanin perklorat (DiI) boyama tekniği kullanarak, Ambystoma mexicanum vasküler yapının kolay görselleştirilmesini sağlamak için vasküler perfüzyona uğrayabilir.
Abstract
Perfüzyon teknikleri dokuların dolaşımını görselleştirmek için yüzyıllar boyunca kullanılmıştır. Axolotl (Ambystoma mexicanum), rejenerasyon çalışmaları için önemli bir model olarak ortaya çıkan bir semender çeşididir. Bu hayvanlarda rejenerasyon bağlamında revaskülarizasyonun nasıl gerçekleştiği hakkında pek az şey bilinmektedir. Burada 1,1'-Dioctadecy-3,3,3 ', 3'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate (DiI) perfüzyonu ile axolotl vaskülatürün görselleştirilmesi için basit bir metodu sunuyoruz. DiI, endotel hücrelerinin plazma membranına anlık olarak giren bir lipofilik karbosiyanin boyadır. Perfüzyon, periyodik bir pompa kullanılarak gerçekleştirilir; böylece DiI, aort üzerinden dolaşıma girer. Perfüzyon sırasında, boya, aksolot'un kan damarları boyunca akar ve temas üzerine vasküler endotel hücrelerin lipid iki katmanına dahil edilir. Perfüzyon işlemi sekiz inçlik bir aksolot için yaklaşık bir saat sürer. Perfüzyon sonrası hemenDiolotl, konfokal flüoresan mikroskop ile görselleştirilebilir. DiI, yeşil-floresan filtresi ile heyecanlandığında kırmızı-turuncu renkte ışık yayar. Bu DiI perfüzyon prosedürü aksolotların vasküler yapısını görselleştirmek veya rejenere dokularda revaskülarizasyon modelleri göstermek için kullanılabilir.
Introduction
Vaskülatürün görselleştirilmesi, birçok canlıda organizmaların yapı ve işlevlerinin anlaşılmasında hayati bir rol oynamaktadır. 16. yüzyılda Leonardo da Vinci ile başlayan dolaşım modelleri ve grafik gösterimleri incelenmiştir. Balmumları ve kauçuk kalıpları kullanarak dokular, organogenez ve patogenez 1 , 2 çalışmasına izin veren vaskülatürün üç boyutlu modellerini oluşturmak için perfüze edildi. Reçineler ve mumlar Hindistan Mürekkebi veya karmin kırmızısı gibi boyalarla renklendirildi ve 1 , 2 kolay görselleştirmelerine izin verdi. Bununla birlikte, bu teknikler yüksek viskozite nedeniyle ilgi dokularının tam perfüzyonunu engellediğinden pek çok soruna neden olmuştur. Alan daha sofistike hale geldiğinde, konfokal ve elektron mikroskoplarının kullanımı, perfüzyon tekniğini Döküm kalıplarından ve vaskülatürün sıvı perfüzyonlarına doğru uzanır, bazıları ilk dokuyu yok etmeden kan damarlarının perfüzyon ve görüntülemesine izin verir 3 . DiI, flüoresan bir karbosiyanin boyası, hayvanların vasküler dokuya zarar vermeden perfüzyonuna izin veren böyle bir leke oluşturmaktadır.
Karbosiyanin boyaları, temas üzerine hücre zarlarına dahil edilen lipofilik boyalardır. Bu boyalar vasküler endotel hücrelerinin kolay ve anında lekelenmesine izin verir, bu da floresan bir konfokal mikroskop altında izlenebilir. Nöronların etiketlenmesinde ve izlenmesinde gösterildiği gibi DiI, yanal difüzyon yoluyla hücrelerin lipid zarında hareket eder 4 . Kimyasal olarak, DiI'nin iki alkil zinciri boya hücre zarları için yüksek afiniteye sahipken, yeşil flüoresan ışık filtreleri tarafından uyarıldığında kırmızı bir dalga boyu yaymaktan sorumlu bir florokromdan iki eşlenik halka> 4. DiI, plazma membranının başarılı bir şekilde etiketlenmesi ve nöronlarda anterograde ve retrograd etiketleme de dahil olmak üzere birçok kapasitede kullanılmıştır 5,6. DiI, daha önce, farelerin vaskülatürünü görselleştirirken perfüzyon protokollerinde kullanılmıştır 7 .
Axolotls ( Ambystoma mexicanum ), Mexico City, Meksika yakınlarındaki hafif tuzlu gölde yaşayan tezahüratçılardır. Bu hayvanlar, tam ekstremiteler, kuyruk (sinir kablosu dahil), kalp ve diğer iç organların bölümlerini ve yetişkinler 8 , 9 gibi göz kısımlarını yenileyebildikleri için rejeneratif işlemleri anlamak için önemli bir model haline gelmiştir. Ayrıca, son zamanlarda aksolotlarda genetik araçların uygulanmasıyla, bu süreçleri yönlendiren moleküllere ve hücrelere benzeri görülmemiş bir fikir verilmesi artık mümkündür. Başarılı rejimTüm ekstremitenin rasyonunda, oksijen ve besin sağlanmasındaki kan damarlarının sadece geleneksel işlevlerinin ötesinde yenilemede önemli bir rol oynayabilecek kapsamlı bir revaskülarizasyon süreci gereklidir. Doku rejenerasyonu bağlamında revaskülarizasyonu anlamak zorunludur. Axolotl kan damarları daha önce Hindistan Mürekkebi kullanılarak görselleştirildi ve sonuç ilginç iken, sonraki süreçte bu süreç tekrar gözden geçirilmedi 10 . Memelilerde kullanılmak üzere geliştirilmiş bir DiI perfüzyon protokolünü tam bir perfüzyona ve axolotl vaskülatürünün görselleştirilmesine izin vermek için uyarlamaya çalıştık. Bu protokol, DiI boyama tekniği ile başarılı bir şekilde perfüzyon yapmak ve ardından aksolotil dolaşımı görselleştirmek için atılan adımları açıklar. Bu prosedür, homeostatik dokularda patent kan damarlarının hassas şekilde görüntülenmesine ve dokuların yenilenmesine olanak tanır ve görselleştirme için yeni bir yöntem sunarN ve axolotl'deki revaskülarizasyon sürecinin analizi.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aksolotlun vaskülatürünün görselleştirilmesi lipofilik karbosiyanin boyası DiI ile perfüzyon yoluyla başarıyla başarılabilir. Bu çalışmada, bir peristaltik pompa kullanarak diolotl'in diI ile perfüzyonu için yeni bir protokol açıklanmaktadır. Ayrıca bir floresan konfokal mikroskop kullanarak axolotl damar sisteminin daha sonraki görselleştirmesini gösteririz. Bu protokol, Li ve ark.'ında görülen kemirgen DiI perfüzyon protokolünün bir uyarlamasıydı . <sup class="…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma Brigham & Kadın Hastanesi ve Dimes Mart ayı tarafından desteklendi. Yazarlar, Whited Lab'ın tüm üyelerine, destekleri ve tavsiyeleri için teşekkür etmek istiyorlar.
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
- Giuvarasteanu, I. Scanning electron microscopy of vascular corrosion casts – standard method for studying microvessels. Rom J Morphol Embryo. 48 (3), 257-261 (2007).
- 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).
- 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).
- Honig, M., Hume, R. I. DiI and DiO: versatile fluorescent dyes for neuronal labelling and pathway tracing. Trends Neurosci. 13, 333-335 (1989).
- 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).
- Schwartz, M., Agranoff, B. W. Outgrowth and maintenance of neurites from cultured goldfish retinal ganglion cells. Brain Res. 206 (2), 331-343 (1981).
- 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).
- 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).
- Brockes, J. P., Kumar, A. Appendage Regeneration in Adult Vertebrates and Implications for Regenerative Medicine. Science. 310 (5756), 1919-1923 (2005).
- Smith, A. R., Wolpert, L. Nerves and angiogenesis in amphibian limb regeneration. Nature. 257 (5523), 224-225 (1975).
