A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يشكل تجنيد الكريات البيض والصفائح الدموية مكونا أساسيا ضروريا للنمو الفعال للشرايين الجانبية أثناء تكوين الشرايين. الفحص المجهري متعدد الفوتونات هو أداة فعالة لتتبع ديناميكيات الخلايا ذات الدقة المكانية والزمانية العالية في الجسم الحي وأقل سمية ضوئية لدراسة تجنيد كريات الدم البيضاء وتسربها أثناء تكوين الشرايين.
يعتمد تكوين الشرايين بشدة على تجنيد الكريات البيض والصفائح الدموية إلى الفضاء حول الأوعية الدموية للأوعية الجانبية المتنامية. النهج القياسي لتحليل الشرايين الجانبية والكريات البيض في تكوين الشرايين هو المنهجية النسيجية خارج الجسم الحي (المناعي). ومع ذلك ، لا تسمح هذه التقنية بقياس العمليات الديناميكية مثل تدفق الدم ، وإجهاد القص ، والتفاعلات بين الخلايا والخلايا ، وسرعة الجسيمات. تقدم هذه الورقة بروتوكولا لمراقبة العمليات في الجسم الحي في الشرايين الجانبية المتنامية أثناء تكوين الشرايين باستخدام التصوير داخل الجسم. الطريقة الموصوفة هنا هي أداة موثوقة لقياس الديناميات وتقدم تحليلا عالي التباين مع الحد الأدنى من السمية الخلوية الضوئية ، التي يوفرها الفحص المجهري للإثارة متعدد الفوتونات. قبل تحليل الشرايين الجانبية المتنامية ، تم تحفيز تكوين الشرايين في العضلة المقربة للفئران عن طريق ربط الشريان الفخذي من جانب واحد.
بعد الربط ، بدأت الشرايين الجانبية الموجودة مسبقا في النمو بسبب زيادة إجهاد القص. بعد أربع وعشرين ساعة من الجراحة ، تمت إزالة الجلد والدهون تحت الجلد فوق الشرايين الجانبية ، وبناء جيب لمزيد من التحليلات. لتصور تدفق الدم والخلايا المناعية أثناء التصوير في الجسم الحي ، تم حقن الأجسام المضادة CD41-fluorescein isothiocyanate (FITC) (الصفائح الدموية) و CD45-phycoerythrin (PE) (الكريات البيض) عن طريق الوريد (IV) عن طريق قسطرة موضوعة في الوريد الخلفي للفأر. تقدم هذه المقالة التصوير متعدد الفوتونات داخل الجسم كبديل أو مكمل في الجسم الحي للتحليلات النسيجية الثابتة خارج الجسم الحي (المناعية) شائعة الاستخدام لدراسة العمليات ذات الصلة بتكوين الشرايين. باختصار ، تصف هذه الورقة طريقة جديدة وديناميكية في الجسم الحي للتحقيق في الاتجار بالخلايا المناعية ، وتدفق الدم ، وإجهاد القص في نموذج الأطراف الخلفية لتكوين الشرايين ، مما يعزز إمكانيات التقييم بشكل ملحوظ.
على الرغم من الاهتمام البحثي المكثف خلال السنوات الأخيرة ، لا تزال أمراض القلب والأوعية الدموية ، مثل أمراض القلب الإقفارية والسكتة الدماغية ، السبب العالمي الرئيسي للوفاة1. العلاجات الحالية لهذه الأمراض هي علاجات شديدة التوغل مثل رأب الأوعية عبر الجلد ، رأب الأوعية التاجية عبر الجلد ، أو جراحةالمجازة 2. لذلك ، هناك حاجة ماسة إلى تطوير خيارات علاجية بديلة غير جراحية. يمكن للجسم إنشاء مجازات طبيعية حول وعاء ضيق أو مسدود لإعادة توجيه تدفق الدم المتقطع إلى الجزء البعيد من التضيق. وتسمى هذه العملية تكوين الشرايين2. أظهرت العديد من الدراسات الحديثة أن زيادة قص السوائل تؤثر على تجنيد كريات الدم البيضاء ، والتي تلعب دورا مهما أثناء تكوين الشرايين3. الخيارات الرئيسية الحالية لتحليل تجنيد الكريات البيض أثناء تكوين الشرايين هي التحليلات النسيجية خارج الجسم الحي (المناعي) أو منهجية فرز الخلايا المنشطة بالفلورة (FACS)4. لتمكين تقييم ديناميكيات الكريات البيض أثناء تكوين الشرايين ، تقدم هذه الورقة بروتوكول تصوير داخل الجسم مع الفحص المجهري متعدد الفوتونات.
الكريات البيض هي خلايا الدم الرئيسية التي يتم تجنيدها أثناء عملية تكوين الشرايين3. يستخدم هذا البروتوكول التصوير متعدد الفوتونات لإظهار زحف كريات الدم البيضاء الملتصقة الموسومة بأجسام مضادة لحقن CD45-PE في الشرايين الجانبية ، بعد 24 ساعة من تحريض تكوين الشرايين عن طريق ربط الشريان الفخذي (FAL) باستخدام نموذج نقص تروية الأطراف الخلفية للفأر 5,6. بدلا من ذلك ، يمكن تسمية الخلايا المناعية خارج الجسم الحي وحقنها بعناية في الفئران ، كما هو موضح في الدراسات حول تكوين الأوعية باستخدام الفحص المجهري داخل الجسم7. يمكن تصور تدفق الدم داخل الأوعية والشرايين بواسطة CD41-FITC (لتسمية الصفائح الدموية) ، أو ديكستران-FITC (البلازما) ، أو عن طريق الجيل التوافقي الثاني (SHG) ، الذي يصور الكولاجين من النوع 1 الموجود في الغشاء القاعدي لجزء من شجرة الأوعية الدموية. SHG هو تأثير فريد لوضع العلامات المجانية لإثارة الفوتونات المتعددة. يسمح التصوير متعدد الفوتونات بتتبع الخلايا على المدى الطويل دون الإضرار بالأنسجة وتنشيط الخلايا عن طريق إثارة طاقة الليزر. الفحص المجهري متعدد الفوتونات هو طريقة التصوير المفضلة لتصور الخلايا والهياكل ذات العلامات الفلورية في الحيوانات الحية نظرا لقدرتها على إثارة الفلوروفورات بشكل أعمق في الأنسجة / الأعضاء بأقل قدر من السمية الضوئية8.
إن استخدام ليزر الأشعة تحت الحمراء المضبوط مع نبضات يتم توصيلها خلال فترات الفيمتو ثانية يثير الفلوروكروم فقط في المستوى البؤري ، دون أي إثارة أعلى وأسفل المستوىالبؤري 8. وبالتالي ، يسمح الفحص المجهري متعدد الفوتونات بدقة مكانية وزمانية عالية ، وتلف أقل للصور ، وزيادة تصوير اختراق الأنسجة لدراسة الأحداث البيولوجية الديناميكية داخل الأعضاء. إنها أداة مجهرية مثالية لتصوير الحيوانات الحية. ومع ذلك ، فإن الفوتون المتعدد وأي فن آخر للفحص المجهري داخل الجسم محدود بحركة الأنسجة بسبب ضربات القلب والتنفس والحركات التمعجية ونغمة العضلات والوظائف الفسيولوجية الأخرى ، مما يزعج اكتساب التصوير وتحليله. وبما أن هذه الحركات تضعف الاستبانة الزمانية والمكانية بل وتحظر أحيانا التحليل اللاحق، يجب معالجتها بشكل مناسب لتمكين تحليل البيانات وتفسيرها بدقة. تم تطوير العديد من الاستراتيجيات لخفض أو منع القطع الأثرية من حركة الأنسجة. يطبق هذا البروتوكول برنامج تصحيح الانجراف في الموقع يسمى VivoFollow9 لتصحيح انحراف الأنسجة أثناء التقاط الصورة. يوفر هذا النهج تثبيت الصورة المطلوب ، مما يتيح التصوير طويل المدى وتحليل تتبع الخلايا.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل اللجنة البافارية لرعاية واستخدام الحيوان (تمت الموافقة عليها بموجب القانون الأخلاقي: ROB-55.2Vet-2532.Vet_02-17-99) ؛ أجريت هذه التجارب بما يتفق بدقة مع إرشادات التشريعات الحيوانية الألمانية.
1. الحيوانات وربط الشريان الفخذي (FAL)
ملاحظة: للحث على الالتهاب المعقم وتكوين الشرايين ، تم استخدام ذكور الفئران C57BL / 6J البالغة من العمر 8-10 أسابيع. لم يمت أي من الفئران أو عانى من عدوى الجرح أو اضطراب التئام الجروح أثناء أو بعد جراحة FAL أو الجراحة الوهمية ، على التوالي.
2. تحضير الأنسجة للتصوير داخل الجسم متعدد الفوتونات
3. المجهر متعدد الفوتونات داخل الجسم
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
يوفر الفحص المجهري متعدد الفوتونات دقة مكانية وزمانية عالية لتتبع كريات الدم البيضاء ، حيث يمكن تتبع خطوات هجرة الخلايا وسرعتها ومراقبتها (الشكل 4 أ ، ب). ومع ذلك ، فإن الحركة الفسيولوجية للعينة تشكل تحديا ، خاصة بالنسبة لعمليات الحصول على صور الفحص المجهري داخل ا?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تمثل الطريقة الموصوفة للتحليل متعدد الفوتونات في الجسم الحي لتجنيد الكريات البيض إضافة إلى الأدوات شائعة الاستخدام لدراسات تجنيد كريات الدم البيضاء مثل التحليلات النسيجية (المناعية) أو تحليلات FACS. باستخدام طريقة التصوير هذه ، من الممكن تصور العمليات الديناميكية بمزيد من التفصيل في...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.
تم تمويل الدراسة من قبل Deutsche Forschungsgemeinschaft SFB 914 (HI-A / SM ، مشروع Z01). نشكر الدكتورة سوزان ستوت على قراءة المخطوطة.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1.0 mL Syringe | BD Biosciences, San Jose, CA, USA | 309628 | syringe for injection |
3M Durapore Surgical Tape 1538-0 | 3M, St. Paul, MN, USA | 1538-0 | fixation tape |
Atipamezole | Zoetis, Berlin, Germany | antagonize anesthesia | |
Buprenorphine | Reckitt Benckiser Healthcare, Slough, UK | antagonize anesthesia | |
C57/B6J mouse | Charles River, Sulzfeld, Germany | used animals for surgery/imaging | |
CD41-FITC ab | Biolegend | 133904 | Platelet labeling in vivo |
CD45-PE ab | Biolegend | 368510 | Leukocytes labelling in vivo |
Disinfectant Cutasept | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Deutschland | AK64.2 | Disinfection |
Eye cream (Bepanthen) | Bayer Vital GmbH | 5g | |
Fentanyl | CuraMED Pharma, Karlsruhe, Germany | anesthesia | |
Flumazenile | Inresa Arzneimittel GmbH, Freiburg, Deutschland | antagonize anesthesia | |
Fine bore polythene tubing | Smiths medical | Lot 278316 | 0.28 mm ID and 0.61 mm OD, tubing for the vein catheter |
Histoacryl flexible | BRAUM | 1050052 | tissue glue |
Imaris software | Oxford Instruments | version 9.2 | Used for cell tracking, cell speed analysis, 3D projection |
Laser Doppler Imaging instrument | Moor LDI 5061 and Moor Software Version 3.01, Moor Instruments, Remagen, Germany | ||
LEICA KL300 LED | Leica, Solms, Germany | light for microscope | |
Leica M60 | Leica, Solms, Germany | microscope for surgery | |
LEICA MC120 HD | Leica, Solms, Germany | camera for microscope | |
Medetomidine | Pfizer Pharma, Berlin, Germany | anesthesia | |
Midazolam | Ratiopharm GmbH, Ulm, Germany | anesthesia | |
Multiphoton microscope | Lavision | TRIMScope II | WL 820 nm |
NaCl 0.9% | Braun, Melsungen, Deutschland | 3570310 | saline for pocket |
Naloxone | Inresa Arzneimittel GmbH, Freiburg, Deutschland | antagonize anesthesia | |
Needle 30 G | BD Biosciences, San Jose, CA, USA | 305128 | needle for i.v. catheter |
Silk braided suture (7-0) | Pearsalls Ltd., Taunton, UK | SUT-S 103 | suture for femoral artery ligation |
Ultrason Gel | SONOSID-ASID BONZ 250 mL | 782012 | gel for imaging |
Vicryl 6.0 suture | Vicryl, Johnson&Johnson, New Brunswick, NJ, USA | NW-2347 | suture to build pocket |
VivoFollow drift correction software | Developed by Mykhailo Vladymyrov | Reference 9 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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