Fare Karaciğer Dokusunda Damarların Multifotoğraf Mikroskobik Gözlemi
Summary
Bu deneyde, kuyruk damarına kan damarlarını lekeleyebilen Rhodamine B izotiyosiyanat-dektran enjekte edilir. Karaciğer açığa çıktıktan ve sabitlendikten sonra multifotoğraf mikroskopisi kullanılarak canlı vücuttaki derin dokuyu gözlemlemek için karaciğerin belirli bir kısmı seçilebilir.
Abstract
Fare karaciğer dokusunun intravasküler dinamiklerini gözlemlemek, fare karaciğerinin doku ile ilgili hastalıkları hakkında daha derinlemesine gözlemler ve çalışmalar yapmamızı sağlar. Bir fareye kan damarlarını lekeleyebilecek bir boya enjekte edilir. Fare karaciğerini in vivo olarak gözlemlemek için, bir çerçeveye maruz kalır ve sabitlenir. Karaciğer dokusundaki kan damarlarının iki ve üç boyutlu görüntüleri çoktoğraf mikroskop kullanılarak elde edilir. Seçilen yerlerdeki dokuların görüntüleri, uzun süreli değişiklikleri gözlemlemek için sürekli olarak elde edilir; karaciğer dokularındaki kan damarlarının dinamik değişimleri de gözlenir. Multifotoğraf mikroskopisi, derin doku bölümlerinde veya organlarda hücre ve hücre fonksiyonlarını gözlemlemek için kullanılan bir yöntemdir. Multifotoğraf mikroskopisi doku mikroyapısına duyarlıdır ve biyolojik dokuların yüksek mekansal çözünürlükte in vivo olarak görüntülenmesini sağlayarak kuruluşun biyokimyasal bilgilerini yakalama olanağı sağlar. Multifotoğraf mikroskopisi karaciğerin bir kısmını gözlemlemek için kullanılır, ancak görüntüyü daha kararlı hale getirmek için karaciğeri sabitlemek sorunludur. Bu deneyde, karaciğeri düzeltmek ve mikroskop altında karaciğerin daha istikrarlı bir görüntüsünü elde etmek için özel bir vakum emme kabı kullanılır. Ek olarak, bu yöntem, bu tür maddeleri boyalarla işaretleyerek karaciğerdeki belirli maddelerin dinamik değişikliklerini gözlemlemek için kullanılabilir.
Introduction
Kan damarları insan vücudunun çeşitli organ dokuları için besin sağlayabilir ve madde alışverişi yapabilir. Aynı zamanda, birçok sitokin, hormon, ilaç ve hücre de belirli yerlere damar nakli yoluyla çalışır. Karaciğer dokusundaki damar değişikliklerinin gözlemlenmesi, karaciğer dokusundaki kan akışının dağılımını ve maddelerin taşınmasını anlamaya yardımcı olabilir ve bazı damarla ilgili hastalıkların analizine yardımcı olabilir1,2.
Farelerde karaciğerin kan damarlarını gözlemlemenin birçok yolu vardır. Bunlar arasında optik mikroskopinin opak vasküler dokuyu gözlemlemede birçok sınırlaması vardır3. Multifotoğraf mikroskopisi, canlı karaciğerlerin kan damarlarını noninvaziv yüksek çözünürlüklü olarak görüntülemek için kullanılabilir4. Sadece kan damarlarının üç boyutlu görüntüleri elde etmekle kalmaz, aynı zamanda teknik, buradaki biyolojik etkileri gözlemlemek için dokuyu düzenlemeye yardımcı olmak için de kullanılabilir; ayrıca, bilgisayarlı tomografi ve manyetik rezonans görüntülemede olduğu gibi sadece mikrovesseller yerine tüm doku görüntülenebilir5.
Multifotoğraf mikroskopisi, derin canlı dokudaki dağınık floresan sinyallerini daha az fototoksikite ile etkili bir şekilde tespit etmek için kullanılabilir6. Bu nedenle, canlı dokunun aktivitesi sağlanabilir ve hasar miktarı azaltılabilir. Multifon mikroskopi, konfokal mikroskopiden daha iyi nüfuz gücüne sahiptir ve daha derin katmanların gözlenmesine izin verir7, benzersiz 3D görüntüleme sağlar. Multifotoğraf mikroskopisi artık kraniyal sinirlerin8 görüntülenmesinde sıklıkla kullanılmaktadır ve canlı farelerde nöronal dinamiklerin incelenmesine kadar genişletilmiştir9,10,11.
Bu deneyde fare kan damarlarının floresan etiketlenerek bir çerçeveye sabitlenmiş olması ve canlı karaciğer dokusundaki kan damarlarının dinamikleri multifotoğraf mikroskopisi kullanılarak görülebilir. Bu deney, belirli maddelerin nasıl işaretlenerek, doku içindeki bir konumu gözlemlemeye yardımcı olmak için multifotoğraf mikroskopisinin nasıl kullanılacağını, hücreler arası dokudaki hücresel olayları gözlemlemeyi, fotokimyasal ölçümlerin12 , 13,14ve canlı dokunun içindeki malzeme dinamiklerini gözlemlemeyi göstermektedir15. Örneğin, tümör endotel belirteci 1 (TEM1), birçok katı tümörde kan damarlarında ve stromada yukarı doğru sıralanmış, tek zincirli değişken parça (scFv) 78’i TEM1’e karşı işaretleyen yeni bir yüzey belirteci olarak tanımlanmıştır ve daha sonra fare hemanjiomunun yeri ve tümörlerin değerlendirilmesi için multifotoni mikroskopisi kullanılabilir16.
Protocol
Representative Results
Discussion
Belirli bir canlı dokuyu gözlemlemek, dokunun içindeki malzemenin değişikliklerini, lokalizasyonunu ve biyolojik etkilerini anlamanın etkili bir yoludur17. Bu deneyde, önemli adımlar karaciğeri solunum ve kalp atışlarına bağlı hareket eserleri sorununu çözebilen bir organ görüntüleme fikstürü ile sabitlemek ve gözlem için çoktoğraf mikroskobu kullanmaktır. Bu yöntem kullanılarak, karaciğer in vivo iç dokuları multifotoğraf mikroskop ile gözlenir ve kan damarları k…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (81772133, 81902444), Guangdong Doğa Bilimleri Fonu (2020A1515010269, 2020A1515011367), Guangzhou Yurttaş Sağlık Bilim ve Teknoloji Araştırma Projesi (201803010034, 201903010072) ve Askeri Tıbbi İnovasyon Projesi (17CXZ008).
Materials
| 1 mL syringe x 2 | Hunan Pinan Medical Devices Technology | YA0551 | |
| 5 W heating pad | BiolinkOptics Technology | BL336 | |
| 75% absolute ethanol | Guangdong Guanghua Sci-Tech | 1.17113.023 | |
| Absorbent cotton ball | Healthy Sanitation Kingdom | ||
| Mouse surgical instrument | RWD Life Science | SP0001-G | Including scissors and tweezers |
| Multiphoton microscopy | Olympus | FV1200MPE | |
| Organ imaging fixture | BiolinkOptics Technology | BL336 | Including suction cup, hose, negative pressure pump and bracket |
| Rhodamine B isothiocyanate–Dextran | Sigma | R9379 | |
| Shaving machine | Lei Wa | RE-3201 | |
| Sodium pentobarbital | Sigma | P3761-25G |
References
- Wu, Z., et al. Multi-photon microscopy in cardiovascular research. Methods. 130, 79-89 (2017).
- Zhou, M., Ling, W., Luo, Y. Intrahepatic mass-forming cholangiocarcinoma growing in a giant hepatic hemangioma: A case report. Medicine (Baltimore). 98 (27), 16410 (2019).
- Werkmeister, E., et al. Multiphoton microscopy for blood vessel imaging: new non-invasive tools (Spectral SHG, FLIM). Clinical Hemorheology and Microcirculation. 37 (1-2), 77 (2007).
- Wang, H., et al. Does optical microangiography provide accurate imaging of capillary vessels?: validation using multiphoton microscopy. Journal of Biomedical Optics. 19 (10), 1-5 (2014).
- Upputuri, P. K., Sivasubramanian, K., Mark, C. S., Pramanik, M. Recent developments in vascular imaging techniques in tissue engineering and regenerative medicine. Biomed Research International. 2015, 783983 (2015).
- Ustione, A., Piston, D. W. A simple introduction to multiphoton microscopy. Journal of Microscopy. 243 (3), 221-226 (2011).
- Centonze, V. E., White, J. G. Multiphoton excitation provides optical sections from deeper within scattering specimens than confocal imaging. Biophys Journal. 75 (4), 2015-2024 (1998).
- Vogt, N. Chromatic multiphoton imaging of the whole brain. Nature Methods. 16 (6), 459 (2019).
- Bacskai, B. J., et al. Imaging of amyloid-β deposits in brains of living mice permits direct observation of clearance of plaques with immunotherapy. Nature Medicine. 7 (3), 369-372 (2001).
- Lendvai, B., Stern, E. A., Chen, B., Svoboda, K. Experience-dependent plasticity of dendritic spines in the developing rat barrel cortex in vivo. Nature. 404 (6780), 876-881 (2000).
- Svoboda, K., Denk, W., Kleinfeld, D., Tank, D. W. In vivo dendritic calcium dynamics in neocortical pyramidal neurons. Nature. 385 (6612), 161-165 (1997).
- Liu, H., et al. In vivo Deep-Brain Structural and Hemodynamic Multiphoton Microscopy Enabled by Quantum Dots. Nano Letters. , (2019).
- Sandoval, R. M., Molitoris, B. A. Intravital multiphoton microscopy as a tool for studying renal physiology and pathophysiology. Methods. 128, 20-32 (2017).
- Shear, J. B. Peer Reviewed: Multiphoton-Excited Fluorescence in Bioanalytical Chemistry. Analytical Chemistry. 71 (17), 598-605 (1999).
- Heymann, F., et al. Long term intravital multiphoton microscopy imaging of immune cells in healthy and diseased liver using CXCR6.Gfp reporter mice. Journal of Visualized Experiments. (97), (2015).
- Yuan, X., et al. Characterization of the first fully human anti-TEM1 scFv in models of solid tumor imaging and immunotoxin-based therapy. Cancer Immunology & Immunotherapy. 66 (3), 367-378 (2017).
- Williams, R. M., Zipfel, W. R., Webb, W. W. Multiphoton microscopy in biological research. Current Opinion in Chemical Biology. 5 (5), 603-608 (2001).
