A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
في الجسم الحي عالية الدقة التصوير البنكرياس تم تسهيل مع نافذة التصوير داخل الجسم البنكرياس.
مباشرة في الجسم الحي الخلوي القرار التصوير البنكرياس في نموذج صغير يعيش كان تحديا من الناحية الفنية. وقد مكنت دراسة حديثة للتصوير داخل الجسم، مع نافذة تصوير البطن، من تصور الديناميكيات الخلوية في أعضاء البطن في الجسم الحي. ومع ذلك ، بسبب البنية الناعمة الشبيهة بالصفائح لبنكرياس الماوس التي يمكن أن تتأثر بسهولة بالحركة الفسيولوجية (على سبيل المثال ، التثابر والتنفس) ، كان من الصعب إجراء تصوير طولي مستقر في التصوير الحي على مدى عدة أسابيع على المستوى الخلوي لتحديد الجزر أو الخلايا السرطانية في البنكرياس الماوس وتتبعها وتحديدها كميا. هنا، ونحن نصف طريقة لزرع قاعدة دعم جديدة، نافذة التصوير داخل الجسم البنكرياس المتكاملة، التي يمكن أن تفصل مكانيا البنكرياس من الأمعاء للتصوير الطولي الفاصل الزمني داخل الجسم من البنية المجهرية البنكرياس. التصوير الطولي في الجسم الحي مع نافذة التصوير يمكن التصور مستقرة، مما يسمح لتتبع الجزر على مدى فترة 3 أسابيع وعالية الدقة التصوير ثلاثي الأبعاد من البنية المجهرية، كما يتضح هنا في نموذج سرطان البنكرياس العظام. مع طريقتنا، يمكن لمزيد من دراسات التصوير داخل الأمعاء توضيح الفيزيولوجيا المرضية لمختلف الأمراض التي تنطوي على البنكرياس على المستوى الخلوي.
البنكرياس هو عضو في البطن مع وظيفة الغدد الصماء في الجهاز الهضمي ووظيفة الغدد الصماء من إفراز الهرمونات في مجرى الدم. يمكن أن يكشف التصوير الخلوي عالي الدقة للبنكرياس عن الفيزيولوجيا المرضية لمختلف الأمراض التي تشمل البنكرياس ، بما في ذلك التهاب البنكرياس وسرطان البنكرياس ومرض السكري1. تتوفر أدوات التصوير التشخيصي التقليدية مثل التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بدقة مغناطيسية والتصوير فائق السونوغرافيا على نطاق واسع في المجال السريري1و2. ومع ذلك، تقتصر طرائق التصوير هذه على تصور التغيرات الهيكلية أو التشريحية فقط، في حين لا يمكن تحديد التعديلات على المستوى الخلوي أو الجزيئي. وبالنظر إلى أن التغيرات الجزيئية في مرض السكري أو سرطان البنكرياس في البشر يمكن أن تبدأ أكثر من 10 سنوات قبل التشخيص3،4، والكشف عن أمراض البنكرياس من انتقالها الجزيئي خلال الفترة الكامنة لديه القدرة على توفير التشخيص المبكر والتدخل في الوقت المناسب. وهكذا، فإن التصوير الذي سيتغلب على قيود الدقة ويوفر رؤى قيمة في الوظيفة سيكسب الانتباه بشكل ملحوظ من خلال توفير التشخيص المبكر لسرطان البنكرياس أو تحديد متقدم لتغيير الجزر أثناء تطور مرض السكري5.
وعلى وجه الخصوص مع الجزر، تم اقتراح التصوير النووي، والتصوير الإضاءة الحيوية، والتصوير المقطعي التماسك البصري وتقنيات التصوير الجزيرة غير الغازية6. ومع ذلك ، فإن دقة هذه الأساليب منخفضة إلى حد كبير ، مع قيم نموذجية تتراوح بين عدة عشرات إلى مئات من ميكرومتر ، مما يوفر قدرة محدودة على اكتشاف التغيرات على المستوى الخلوي في الجزر. من ناحية أخرى، أجريت دراسات سابقة عالية الدقة من الجزر تحت الجسم الحي السابق7،8 (على سبيل المثال ، تشريح أو هضم البنكرياس) ، غيرالفسيولوجية 9 (على سبيل المثال ، التشظي الخارجي للبنكرياس) ، والحالات غير النظيرية10،11،12 (على سبيل المثال ، الزرع تحت كبسولة الكلى ، داخل الكبد ، وفي الغرفة الأمامية للعين) ، مما يحد من تفسيرها وآثارها السريرية. إذا كان في الجسم الحي, فسيولوجيا, ويمكن إنشاء نموذج تقويم العظام من التصوير عالية الدقة, وسوف يكون منصة حاسمة للتحقيق في الجزر البنكرياس.
وقد تلقى التصوير داخلفيتال، الذي يكشف عن الفيزيولوجيا المرضية على مستوى الدقة المجهرية في حي، مؤخرا اهتماما كبيرا13. من طرق التصوير في الجسم الحي ، وقد سمح تطوير نافذة تصوير البطن14، الذي يزرع نافذة في بطن الفأر ، واكتشاف نتائج جديدة (أي مرحلة ما قبل micrometastasis من الانبثاث الكبد المبكر15 وآلية صيانة الخلايا الجذعية في ظهارة الأمعاء16). على الرغم من أن نافذة التصوير البطني توفر نتائج قيمة، إلا أن تطبيقات هذه النافذة للبنكرياس وأبحاث التصوير داخل الأمعاء الناتجة عن ذلك على أساس الأمراض التي تنطوي على البنكرياس، لم يتم التحقيق فيها على نطاق واسع.
على عكس خصائص الأعضاء الصلبة المحددة جيدا للبنكرياس البشري ، فإن البنكرياس للفأر هو هيكل يشبه الأنسجة الرخوة الموزعة بشكل منتشر17. لذلك ، فإنه يتأثر باستمرار بالحركات الفسيولوجية بما في ذلك التثاق والتنفس. أظهرت دراسة سابقة على تطبيق نافذة تصوير البطن للبنكرياس أن التجول حدث بسبب الحركة القطع الأثرية الناجمة عن حركات الأمعاء18. ولوحظ عدم وضوح شديد في متوسط الصورة الناتجة، مما أعاق تصور وتحديد الهياكل الصغيرة.
هنا، ونحن نصف استخدام قاعدة دعم جديدة متكاملة نافذة التصوير داخل الجسم البنكرياس جنبا إلى جنب مع المجهر داخل الجسم19،20 للتحقيق في أحداث المستوى الخلوي الطولي في الأمراض التي تنطوي على البنكرياس. بالإضافة إلى وصف مفصل للمنهجية في الدراسة السابقة18، سيتم تناول التطبيق الموسع لنافذة تصوير البنكرياس لمختلف الأمراض التي تنطوي على البنكرياس في هذه الورقة. وفي هذا البروتوكول، استخدم نظام مجهري كونفوكوكال مصمم خصيصا لمعدل الفيديو كنظام مجهري داخل الفيتية. واستخدمت أربع وحدات ليزر (أطوال موجية في 405 و488 و561 و640 نانومتر) كمصدر للإثارة، وتم الكشف عن أربع قنوات لإشارات الانبعاثات بواسطة أنابيب التمائم الضوئي (PMT) من خلال مرشحات ممر النطاق (BPF1: FF01-442/46؛ BPF2: FF02-525/50; BPF3: FF01-600/37; BPF4: FF01-685/40). تألف المسح بالليزر من مرآة مضلعة دوارة (محور X) ومرآة مسح مقياس ال galvanometer (محور ص) التي مكنت المسح الضوئي لمعدل الفيديو (30 إطارا في الثانية). وقد وصفت معلومات مفصلة عن المجهر داخلفيتال في الدراسات السابقة10،18،19،20،21،22،23.
في دراستنا السابقة جزيرة18، ونحن بنجاح وثبات صورت الجزر في الفئران الحية باستخدام نموذج الماوس المعدلة وراثيا (MIP - GFP)24 التي تم وضع علامات الجزر مع GFP. مكنت الطريقة التصور عالي الدقة للتغييرات في الجزر على مدى فترة أسبوع واحد. كما سهل تصوير نفس الجزر لمدة تصل إلى 3 أسابيع ، مما يشير إلى جدوى الدراسات طويلة الأجل لقنيائل البنكرياس للتتبع الوظيفي أو الرصد أثناء مرض السكري18. وعلاوة على ذلك, وضعنا نموذج سرطان البنكرياس العظام التي الفلورسنت خلايا سرطان البنكرياس (PANC-1 NucLight الأحمر)25 زرعت مباشرة في البنكرياس من الماوس. مع تطبيق نافذة التصوير داخل الجسم البنكرياس, ويمكن استخدام هذا النموذج كمنصة للتحقيق في الفيزيولوجيا المرضية الخلوية والجزيئية في البيئة الدقيقة الورم من سرطان البنكرياس والرصد العلاجي للمرشحين المخدرات الرواية.
تم إجراء جميع الإجراءات الموصوفة في هذه الورقة وفقا للطبعة الثامنة من دليل رعاية واستخدام المختبر (2011)26 ووافقت عليها اللجنة المؤسسيةلرعاية الحيوانات واستخدامها في المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) ومستشفى بوندانغ التابع لجامعة سيول الوطنية (SNUBH).
1. إعداد النافذة وغيرها من المواد
2. الجراحة
3. التصوير داخل الفيتال
يتيح الفحص المجهري داخل الجسم جنبا إلى جنب مع قاعدة دعم متكاملة إطار التصوير داخل الجسم البنكرياس التصوير طوليا على مستوى الخلوية البنكرياس في الماوس. يوفر هذا البروتوكول المزود بنافذة التصوير داخل الجسم البنكرياسي استقرار الأنسجة على المدى الطويل الذي يمكن من الحصول على التصوير عالي ا?...
البروتوكول الموصوف هنا يتكون من التصوير داخل الجسم البنكرياس باستخدام قاعدة دعم جديدة متكاملة نافذة التصوير داخل الجسم البنكرياس تعديل من نافذة التصوير البطني. من بين البروتوكولات المذكورة أعلاه ، فإن الخطوة الحرجة الأولى هي زرع نافذة تصوير البنكرياس داخل الجسم في الماوس. لتطبيق الغراء...
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
تم دعم هذه الدراسة بمنحة رقم 14-2020-002 من صندوق أبحاث SNUBH ومنحة المؤسسة الوطنية لبحوث كوريا (NRF) الممولة من الحكومة الكورية (NRF-2020R1F1A1058381، NRF-2020R1A2C3005694).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alexa Fluor 647 Succinimidyl Esters (NHS esters) | Invitrogen | A20006 | Fluorescent probe for conjugate with antibody |
BALB/C Nude | OrientBio | BALB/C Nude | BALB/C Nude |
BD Intramedic polyethylene tubing | BD Biosciences | 427401 | PE10 catheter for connection with needle |
C57BL/6N | OrientBio | C57BL/6N | C57BL/6N |
Cover glasses circular | Marienfeld | 0111520 | Cover glass for pancreatic imaging window |
FITC Dextran 2MDa | Merck (Former Sigma Aldrich) | FD200S | For vessel identification |
IMARIS 8.1 | Bitplane | IMARIS | Image processing |
Intravital Microscopy | IVIM tech | IVM-C | Intravital Microscopy |
IRIS Scissor | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | S-1107-10 | This product can be replaced with the product from other company |
Loctite 401 | Henkel | 401 | N-butyl cyanoacrylate glue |
Micro Needle holder | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | H-1126-10 | This product can be replaced with the product from other company |
Micro rectractor | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | 17004-03 | This product can be replaced with the product from other company |
Microforceps | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | F-1034 | This product can be replaced with the product from other company |
MIP-GFP | The Jackson Laboratory | 006864 | B6.Cg-Tg(Ins1-EGFP)1Hara/J |
Nylon 4-0 | AILEE | NB434 | Non-Absorbable Suture |
Omnican N 100 30G | B BRAUN | FT9172220S | For Vascular Catheter, Use only Needle part |
PANC-1 NucLightRed | Custom-made | Custom-made | Made in laboratory |
Pancreatic imaging window | Geumto Engineering | Custom order | Pancreatic imaging window - custom order |
Physiosuite | Kent Scientific | PS-02 | Homeothermic temperature controller |
Purified NA/LE Rat Anti-Mouse CD31 | BD Biosciences | 553708 | Antibody for in vivo vessel labeling |
Ring Forceps | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | F-1090-3 | This product can be replaced with the product from other company |
Rompun | Bayer | Rompun | Anesthetic agent |
TMR Dextran 65-85kDa | Merck (Former Sigma Aldrich) | T1162 | For vessel identification |
Window holder | Geumto Engineering | Custom order | Window holder - custom order |
Zoletil | Virbac | Zoletil 100 | Anesthetic agent |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved