A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يسمح البروتوكول الحالي بالتوصيل الفعال والمستقر للكريات المجهرية الفلورية (MS) والنقاط الكمومية (QD) إلى عضلة القلب للأسماك الحية التي يمكن تتبعها (تتبعها) بمرور الوقت.
أثبتت أسماك الزرد أنها نموذج مهم لدراسة تكوين القلب والأوعية الدموية ووظيفتها أثناء تطور وتجديد ما بعد الجنين. يصف البروتوكول الحالي طريقة لحقن متتبعات الفلورسنت في عضلة القلب لسمك الزرد لدراسة امتصاص السائل الخلالي والحطام في الأوعية اللمفاوية القلبية. للقيام بذلك ، يتم إدخال الكريات المجهرية (قطر 200 نانومتر) والنقاط الكمومية (قطرها <10 نانومتر) في عضلة القلب لأسماك الزرد الحية ، والتي يمكن تتبعها باستخدام الفحص المجهري متحد البؤر خارج الجسم الحي . ثم يتم تتبع هذه المتتبعات بشكل متقطع على مدى عدة ساعات لمتابعة التصفية من عضلة القلب إلى الأوعية اللمفاوية القلبية. يتم نقل النقاط الكمومية عبر الأوعية اللمفاوية القلبية بعيدا عن القلب ، بينما تبقى الكريات المجهرية الأكبر حجما في موقع الحقن لأكثر من ثلاثة أسابيع. يمكن توسيع طريقة الحقن داخل القلب هذه لتشمل استخدامات أخرى ، بما في ذلك حقن التصلب العصبي المتعدد المغلف أو الهلاميات المائية لإطلاق الخلايا أو البروتينات أو المركبات التي تهم المنطقة المستهدفة من القلب محليا.
الجهاز اللمفاوي ضروري للحفاظ على توازن الأنسجة والسوائل ، وتعديل الاستجابة المناعية بعد الإصابة ، وامتصاص الدهون في الأمعاء1. تدعم الأدلة المتراكمة الأدوار الواسعة للجهاز اللمفاوي في مختلف سياقات المرض والتنمو. ومع ذلك ، يتم إعاقة الدراسات الميكانيكية لأن الأوعية اللمفاوية قد يكون من الصعب تصور ، ويمكن أن تكون وظائفها غير مؤكدة. اعتمدت تقنيات التصوير المبكرة على القدرة الطبيعية للجهاز اللمفاوي على امتصاص أجهزة التتبع المحقونة ، ثم نقلها عبر شبكة الأوعية اللمفاوية ، مما يسمح بالكشف والتصور1. لا يمكن استخدام هذه الطريقة لتصور الأدوية اللمفاوية فحسب ، بل يمكن استخدامها أيضا لتحديد قدرتها على امتصاص السوائل والجزيئات الكبيرة من الأنسجة.
تشمل الشبكة اللمفاوية الواسعة أيضا الجهاز اللمفاوي القلبي ، والذي ثبت أنه يلعب دورا أساسيا في تجديد أسماك الزرد2،3،4. يعد فهم الاختلافات والتشابهات في الوظيفة اللمفاوية عبر الأنواع المختلفة أمرا بالغ الأهمية للاستفادة من هذه المعرفة سريريا. لذلك ، هناك حاجة لاستكشاف التقنيات التي يمكنها قياس وتصور الوظيفة اللمفاوية عبر الكائنات الحية النموذجيةالمختلفة 5،6. اللمفاوية هي أوعية حادة تنقل السوائل في اتجاه واحد بعيدا عنالأنسجة 7. مطلوب حقن داخل القلب للأصباغ الفلورية لمراقبة التصريف اللمفاوي من أنسجة القلب. كما تم استخدام الحقن داخل عضلة القلب سريريا وفي نماذج الثدييات قبل السريرية لزرع الخلايا الجذعية والسلفية أو المركبات الخارجية مثل الهيدروجيل لاختبار تحسين وظائف القلب بعد احتشاء عضلة القلب8،9،10. لم يتم وصف حقن سمك الزرد داخل القلب بالتفصيل ، مما حد من استخدام مثل هذه الأساليب التجريبية لقلب الزرد.
تم وصف الحقن في مساحة التامور لسمك الزرد وتدفق الدم الجهازي داخل تجويف القلب بالتفصيل سابقا11،12 ، وتم الإبلاغ عن الحقن الناجح داخل القلب لمتتبعات الفلورسنت في أسماك الزردالبالغة 2. توفر هذه المقالة بروتوكولا مفصلا لإجراء الحقن داخل القلب في أسماك الزرد البالغة. يمكن للعديد من خطوط أسماك الزرد المعدلة وراثيا تحديد الأوعية اللمفاوية. ومع ذلك ، هناك حاجة لاستكشاف طرق لفهم التصريف اللمفاوي أو تصور اللمفاوية في حالة عدم وجود علامات معدلة وراثيا. تستخدم متتبعات الفلورسنت والكريات المجهرية (MS) والنقاط الكمومية (QD) هنا لتصور موقع الحقن وتدفق السوائل إلى اللمفاويات القلبية. QD هي بلورات نانوية فلورية يبلغ قطرها <10 نانومتر ويمكن ضبط خصائصها البصرية وتكييفها لخدمة العديد من التطبيقات الطبيةالحيوية 13،14. يتم امتصاص QD بسهولة عن طريق الأوعية اللمفاوية ولكن ليس عن طريق الأوعية الدموية عند حقنها بين15،16. MS عبارة عن حبات بوليسترين مطلية بالفلورسنت يبلغ قطرها حوالي 200 نانومتر15. على هذا النحو ، فإن مرض التصلب العصبي المتعدد أكبر بكثير من QD وأكثر ثباتا بشكل ملحوظ عند حقنه في عضلة القلب ، مما يسمح بتحديد موقع الحقن بشكل متسق. هذه الطريقة مفيدة لدراسة الوظيفة اللمفاوية أثناء تجديد القلب ولكن يمكن تكييفها لدراسة جوانب مختلفة من بيولوجيا القلب باستخدام الإدخال الموضعي المستقر للخرز المطلي أو الهلاميات المائية أو مستحضرات الخلايا.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامه في طب وايل كورنيل (بروتوكول 2020-0027) واتبعت الإرشادات المناسبة. تم إجراء التجارب التالية على ذكور وإناث أسماك الزرد البرية من النوع البري AB الذين تتراوح أعمارهم بين 14 و 20 شهرا بعد الإخصاب للبالغين ، و 35 يوما بعد الإخصاب للأحداث.
1. سحب الإبرة وإعداد الكاشف
2. تحضير محطة الحقن وإعداد سمك الزرد
3. الحقن
4. قلع القلب والتصوير
مباشرة بعد الحقن ، يجب أن تكون منطقة بيضاء صغيرة من جدار عضلة القلب مرئية (الشكل 3F). ستظهر هذه المنطقة ملصقات فلورية ساطعة ل MS و QD المحقون (الشكل 4B ، E). بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون هناك نقطة مضان ضعيفة ومتقطعة على السطح الخارجي للقلب ?...
وصفت هذه المقالة طريقة لإدخال مواد خارجية في عضلة القلب لأسماك الزرد. تم تطوير هذه التقنية لإدخال QD و MS في عضلة القلب لدراسة الوظيفة اللمفاوية في التوازن والتجديد2،18. كما تم استخدام نهج مماثل لإدخال QD في عضلة القلب للفئران للتحقيق في وجود ?...
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
نشكر Adedeji Afolalu و Chaim Shapiro و Soji Hosten و Chelsea Quaies على العناية بالأسماك (Weill Cornell Medicine) ، وكارولين بيرسون (طب وايل كورنيل) على القراءة النقدية للمخطوطة. Jingli Cao (طب وايل كورنيل) لاستخدام نطاق التشريح والكاميرا لتسجيل الإجراء بالإضافة إلى القراءة النقدية للمخطوطة. ناثان لوسون (كلية الطب بجامعة ماساتشوستس) ، برانت وينشتاين (NICHD) ، إلك أوبر (جامعة كوبنهاغن) ، وستيفان شولت ميركر (WWU Münster) لخطوط أسماك الزرد المعدلة وراثيا. دانيال كاسترانوفا (NICHD) للحصول على المشورة بشأن QD والتصوير ويو شيا (طب وايل كورنيل) للحصول على إرشادات حول تشريح التقاط الفيديو في النطاق. تم دعم هذا العمل من خلال زمالة NYSTEM إلى NM ، وجائزة التطوير الوظيفي لجمعية القلب الأمريكية (AHA941434) ، ومنحة المعاهد الوطنية للصحة (NIH) (R01NS126209) ، وصندوق Weill Cornell Medicine Startup Fund إلى MH.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Crystallization dish | VWR | 89000-288 | |
Dissection Scope | Zeiss | 495010-0007-000 | |
Fish facility water | N/A | N/A | RO water with sea salt and sodium bicarbonate added to a conductivity of 226uS and pH of 7.35 |
Forceps | Dumont | 11252-20 | |
Glass Capillaries | WPI | 1B120-3 | no filament |
ImageJ | https://imagej.nih.gov/ij/download.html | ||
Iridectomy scissors | Fine Scientific Tools | 15000-00 | |
Microinjector | Warner Instruments | 64-1735 | |
Microloader femtotips | Eppendorf | 5242 956.003 | |
Micropipette puller | Sutter Instrument | P-97 | Gated pedal input |
Microspheres | Thermo Fisher Scientific | B200 | Blue |
PBS | Corning | 46-013-CM | |
Quantum dots (QD) | Thermo Fisher Scientific | Q21061MP | Qtracker705 vascular label |
Sponge | any | any | (1.5 × 5 × 3 cm) with groove (0.5 × 2.5 cm) |
Syringe filter | Corning | 431220 | |
Tricaine | Sigma-Aldrich | A5040 | concentration: 4 mg/mL |
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