الكتاب: أشكر السيدة ريسا اوتسوكا للمساعدة التقنية والتجارب مساعدة. وأيد جزئيا هذا البحث من قبل وزارة التربية والتعليم والعلوم والرياضة والثقافة، ومنحة تقدمها الحكومة للعلماء الشباب (B)، 2010، 22700476، والنصب التذكاري للمؤسسة Suzuken 2010 لKT وبدعم هذه الدراسة عن طريق البحث والتنمية من في المحاكاة الجيل التالي المدمجة من المادة الحية، جزءا من التنمية والمستفيدة من المشروع العملاق الجيل التالي من وزارة التربية، وجزئيا من خلال مشروع JST Suematsu إراتو علم الأحياء الغاز.

1. وصفها الكريات الحمر مع الفصيلة فلوريسئين الأيسومر الأول (FITC) تمت الموافقة على جميع البروتوكولات التجريبية كنا من قبل لجنة رعاية الحيوان من جامعة كيو في كلية الطب. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 1 تخدير الفئران المانحة، وبعد اجراء شق بطني سحب الدم الكامل من الوريد الأجوف السفلي مع حقنة 1 مل تحتوي على كمية صغيرة من الهيبارين. والموت الرحيم على الفور الماوس عن طريق الحقن بنتوباربيتال الصوديوم (100 ملغ / كلغ IP). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> غسل الدم الكامل مرتين مع برنامج تلفزيوني (درجة الحموضة 7.4) عن طريق الطرد المركزي لمدة 5 دقائق على 400 غرام في الدوار الدلو المتأرجح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل 10 ملغ من FITC في 5 مل من 100 هبو 2 مم نا (4) وتصفية ذلك مع وجود غشاء 0.22 ميكرون، المسام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في أنبوب اختبار مزيج 1 مل من الحل FITC مع 0.15 مل من الجلوكوز 3 مم، 0.25 مل من 180 مم ناه مل ص 4، و 1.5 2 من 100 مم نا 2 هبو 4. إضافة 0.2 مل من Rبيليه قبل الميلاد، والاستفادة من أنبوب للخلط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إبقاء الأنبوب لمدة 2 ساعة في درجة مئوية (4) وتغسل ثم كرات الدم الحمراء في برنامج تلفزيوني ملون مرتين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع كمية صغيرة من وقف RBC على العشب الشريحة ومعرفة ما إذا كان عدد كرات الدم الحمراء تبدو سليمة (أي أن شكل وحجم طبيعية)، وذلك لشدة الاستشعاع كاف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعليق مل من كرات الدم الحمراء 0.1 في 0.9 مل من برنامج تلفزيوني في درجة الحموضة 7.4، والحفاظ على نظام التعليق في تمام الساعة 4 حتى حقن درجة مئوية. </li></ol> 2. إعداد الأوكسجين حساسة للصبغ <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل 500 ملغ من جيش صرب البوسنة في 10 مل من برنامج تلفزيوني في الرقم الهيدروجيني 7،4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 30 ملغ من المشتريات (II) والمتوسط ​​ورباعي (4-carboxyphenyl) porphine (PD-TCPP) إلى حل جيش صرب البوسنة ويقلب بين عشية وضحاها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> (اختياري) استخراج BSA المتجهة PD-TCPP باستخدام خطورة التدفق اللوني أو عمود الدوران لفصلها عن حر PD-TCPP. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> منبذة الحل لإزالة غير منحل PD-TCPP، وتصفية طاف مع فلتر وجود غشاء 0.22 ميكرون، المسام. &lt;/ لى&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> متجر 1 مل aliquots في الأنابيب عند درجة حرارة -20 درجة مئوية. تجنب تكرار تجميد ذوبان دورات. </li></ol> 3. حيوان التحضير <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لمراقبة مجهرية من دوران الأوعية الدقيقة إعداد طبق من البلاستيك مع 20 ملم ثقب في القطر، وشريط لاصق لمدة 30 ملم مربع من الزجاج غطاء مربع فوق الحفرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير ماوس، وإزالة الفراء، والإعدادية في الجلد. وضع قسطرة في الذيل دون جدوى لحقن المخدرات عن طريق استخدام إبرة G 30 متصلة البولي ايثيلين 10 سم (بي 10) القسطرة مليئة PBS heparinized. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد شق متوسط، تمديد فصيص الرئيسي للكبد على لوحة من البلاستيك، ووضع الماوس في الاستلقاء القصية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد قسائم صغيرة مع التفاف المطبخ (3 مم × 8 مم)، والبلاط لهم حول حافة الفص الكبدي لمنع الانتقال من الكبد مع التنفس والحفاظ عليها من الجفاف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مراقبة دوران الأوعية الدقيقة كبدي تحت المجهر (مع الضوء المرسل)، وتؤكد أن بlood تدفق لا يوجد لديه ركود في مجال الرؤية لما لا يقل عن 15 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حقن ببطء 0.2 مل من كرات الدم الحمراء fluorescently المسمى لمراقبة تدفق الدم أو 0.2 مل من PD-TCPP حل لقياس 2 PO. وهذه الكمية من كرات الدم الحمراء FITC المسمى تمثل 1/50 من كرات الدم الحمراء في الدورة الدموية للجميع في المنطقة تصور. </li></ol> 4. تدفق الدم التصور <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تثير FITC بواسطة تشعيع مع ضوء مصباح الزئبق الذي مر من خلال مرشح ممر الموجة (450-490 نانومتر) 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل صورة فلوري مع كاميرا CCD. </li></ol> 5. ص 2 القياس PD-TCPP تفسفر ضعيفة نسبيا ويجب أن يتم الكشف مع جهاز الكشف عن حساسية عالية. جميع التجارب التي تحتاج إلى القيام بها في غرفة مظلمة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قمم امتصاص PD-TCPP هي عند 410 نانومتر و 532 نانومتر، لذلك ينصح ثاني متناسق الطول الموجي 532 نانومتر عن الإثارة. ويمكن توليد هذه الموجة من قبل Nd: YAG لنبضة ليزر 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إطعام شعاع من Nd: YAG ليزر في المنفذ المناسب على مجهر مقلوب، وضبط بقعة شعاع على مكانة مركزية في المستوى البؤري. القرار المكاني يعتمد على الليزر حجم البقعة، والتي تم تغيير عن طريق تمرير شعاع من خلال الثقب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للكشف عن تفسفر، ونعلق مرشح تمريرة طويلة (&gt; 620 نانومتر) وأنبوب مضخم ضوئي (PMT) إلى منفذ آخر من المجهر. يجب أن PMT تكون حساسة لموجات حمراء، وخصوصا حوالي 700 نانومتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أخذ عينات من إشارة تفسفر (500 نقاط العينة على 200 كيلو هرتز)، وحساب الوقت المستمر للتسوس من قبل تركيب أجهزة الدالة الأسية إلى الاضمحلال. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لمعايرة تحضير 2 مجموعة من عينات من PD-TCPP حل مع مم زئبق ص 150 2 مم زئبق و0. إضافة الصوديوم dithionite 1٪ في حجم لأخذ عينات لانتاج غياب الأكسجين. الحفاظ على درجة الحموضة لعينات بنسبة 7.4 و درجة الحرارة للتلح على 37 درجة مئوية خلال المعايرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إصلاح ستيرن، فولمر الاضمحلال التلألؤ ثابت س ك و الأكسجين الحر في الوقت τ 0 في المعادلة (1) 3. في حالتنا، مع PD-TCPP الحلول عند 37 درجة مئوية ودرجة الحموضة من 7.4، ك س 374 مم زئبق هو -1 S -1 و τ 0 هو 0.74 مللي. هذه المعايير قياس تعتمد على معدات (أي ليزر، كشف، والأجهزة البصرية الأخرى)، وأسلوب معالجة الإشارات، لذلك هناك حاجة إلى معايرة في كل نظام قياس 4. τ 0 / τ = ​​1 + ك س • τ 0 • ص 2 (1) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الماوس على لوحة على المسرح المجهر، ومراقبة دوران الأوعية الدقيقة في الكبد، وضبط الموقف من microvessel الهدف إلى نقطة للبقعة الليزر. </li></ol> 6. التهاب الكبد النموذجي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سريع الفئران مع حرية الوصول إلى المياه بين عشية وضحاها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد20 ملغ لكل حل مل من اسيتامينوفين (على شكل اختصار) في DMSO. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حقنه intraperitonealy في 1 من وزن الجسم ز ml/100 (أي 200 ملغ / كغ من وزن الجسم). بعد الحقن، يمكن إعطاء الماوس حرية الحصول على الغذاء والماء 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد 24 ساعة من الحقن، وتخدير الماوس وفضح الكبد عن طريق عمل شق متوسط. إذا تحقق التهاب الكبد، ونخر في المنطقة محيط بالمركز تكون مرئية بسهولة بالعين المجردة. </li></ol> 7. ممثل النتائج وتظهر الصور مثل دوران الأوعية الدقيقة من كبدي في الشكل رقم 1، حيث (أ) هو الصورة المنقولة الضوء و (ب) هي صورة مضان. ويلاحظ الفرد الكريات الحمراء FITC المسمى في فيلم الفيديو، ويتم التعرف على الأوردة البوابة، والجيوب، والأوردة المركزية اتجاهات تدفق الدم. كما هو مبين في الشكل 2، كانت بقعة ليزر تشعيع 1 الوريد المركزي من خلال عدسة X100 هدف approximately 10 ميكرومتر في القطر. وقد تم قياس داخل الأوعية ص 2 في دوران الأوعية الدقيقة في كبدي C57BL الذكور / الفئران 6، والشكل 3 (أ) يبين العلاقات بين ص (2) وقطر السفينة في الأوردة بوابة والمركزية. ال 2 ص التدرج من بوابة إلى الأوردة المركزية يشير إلى أن إطلاق كرات الدم الحمراء الأكسجين بكفاءة في الوقت الذي يمر من خلال الجيوب. كان متوسط ​​2 ص كما هو مبين في الشكل 3 (ب)، 59.8 مم زئبق في الأوعية بوابة، 48.2 مم زئبق في الجيوب، و 38.9 مم زئبق في الأوردة المركزية. وعندما أنتجنا التهاب الكبد الحادة عن طريق حقن شكل اختصار intraperitonealy، مرتفعة بشكل ملحوظ داخل الأوعية ص 2 في كل جزء من دوران الأوعية الدقيقة كبدي: P &lt;0.05 في الأوردة البابية وP &lt;0.01 في الجيوب والأوردة المركزية (الشكل 3 (ج)). <img src="/files/ftp_upload/3996/3996fig1.jpg" alt="الشكل 1" /> الشكل 1. منخفضة التكبير أناالسحراء تبين دوران الأوعية الدقيقة كبدي مع (أ) الضوء المرسل ومضان (ب). <img src="/files/ftp_upload/3996/3996fig2.jpg" alt="الشكل 2" /> الشكل 2. صورة من بقعة ليزر تشعيع 1 الوريد المستهدفة المركزية لقياس 2 PO. <img src="/files/ftp_upload/3996/3996fig3.jpg" alt="الشكل (3)" /> الشكل 3. ص 2 التدرج في دوران الأوعية الدقيقة كبدي من السيطرة على الفئران صحية والفئران مع اصابة كبدي اسيتامينوفين التي يسببها. (أ) يظهر ب 2 مقابل بقطر السفينة لالوريدات بوابة (PV) والمركزية الوريدات (CV)، و (ب) ويبين التدرج من الأكسجين الكهروضوئية إلى السيرة الذاتية عن طريق الجيوب (S). ال 2 ص الفرق بين PV والسيرة الذاتية تعكس استهلاك الأوكسجين من خلايا الكبد أو خلايا متني الأخرى. (ج) يدل على ان الظروف في التهاب الكبد الناجم عن إدارة على شكل اختصار، ومرتفعة بشكل ملحوظ ب 2 في PV، S، والسيرة الذاتية وص 2انخفضت الانحدار، مشيرا إلى أن تعرض للخطر كبدي استهلاك الأوكسجين.

<ol>
	<li>Ishikawa, M., Sekizuka, E., Shimizu, K., Yamaguchi, N., Kawase, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+RBC+velocities+in+the+rat+pial+arteries+with+an+image-intensified+high-speed+video+camera+system.">Measurement of RBC velocities in the rat pial arteries with an image-intensified high-speed video camera system.</a> Microvasc. Res. 56, 166-172 (1998).</li><li>Tsukada, K., Sekizuka, E., Oshio, C., Tsujioka, K., Minamitani, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Red+blood+cell+velocity+and+oxygen+tension+measurement+in+cerebral+microvessels+by+double-wavelength+photoexcitation.">Red blood cell velocity and oxygen tension measurement in cerebral microvessels by double-wavelength photoexcitation.</a> J. Appl. Physiol. 96, 1561-1568 (2004).</li><li>Stern, O., Volmer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#220;ber+die+Abklingzeit+der+Fluoreszenz.">&#220;ber die Abklingzeit der Fluoreszenz.</a> Physik. Zeitschr. 20, 183-188 (1919).</li><li>Rumsey, W. L., Vanderkooi, J. M., Wilson, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+of+phosphorescence:+a+novel+method+for+measuring+oxygen+distribution+in+perfused+tissue.">Imaging of phosphorescence: a novel method for measuring oxygen distribution in perfused tissue.</a> Science. 241, 1649-1651 (1988).</li><li>Soga, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+metabolomics+reveals+ophthalmic+acid+as+an+oxidative+stress+biomarker+indicating+hepatic+glutathione+consumption.">Differential metabolomics reveals ophthalmic acid as an oxidative stress biomarker indicating hepatic glutathione consumption.</a> J. Biol. Chem. 281, 16768-16776 (2006).</li><li>Goda, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+heme+oxygenase+isoforms+in+rat+liver.+Topographic+basis+for+carbon+monoxide-mediated+microvascular+relaxation.">Distribution of heme oxygenase isoforms in rat liver. Topographic basis for carbon monoxide-mediated microvascular relaxation.</a> J. Clin. Invest. 101, 604-612 (1998).</li><li>Grote, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physiologie der Menschen. , 560 (1980).</li><li>Suganuma, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erythrocytes+with+T-state-stabilized+hemoglobin+as+a+therapeutic+tool+for+postischemic+liver+dysfunction.">Erythrocytes with T-state-stabilized hemoglobin as a therapeutic tool for postischemic liver dysfunction.</a> Antioxid Redox Signal. 8, 1847-1855 (2006).</li><li>Vanderkooi, J. M., Maniara, G., Green, T. J., Wilson, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+optical+method+for+measurement+of+dioxygen+concentration+based+upon+quenching+of+phosphorescence.">An optical method for measurement of dioxygen concentration based upon quenching of phosphorescence.</a> J. Biol. Chem. 262, 5476-5482 (1987).</li><li>Bernal, W., Auzinger, G., Dhawan, A., Wendon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+liver+failure.">Acute liver failure.</a> Lancet. 376, 190-201 (2010).</li><li>Hinson, J. A., Roberts, D. W., James, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+acetaminophen-induced+liver+necrosis.">Mechanisms of acetaminophen-induced liver necrosis.</a> Handb. Exp. Pharmacol. 169, 369-405 (2010).</li><li>Hinson, J. A., Reid, A. B., McCullough, S. S., James, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acetaminophen-induced+hepatotoxicity:+role+of+metabolic+activation,+reactive+oxygen/nitrogen+species,+and+mitochondrial+permeability+transition.">Acetaminophen-induced hepatotoxicity: role of metabolic activation, reactive oxygen/nitrogen species, and mitochondrial permeability transition.</a> Drug Metab. Rev. 36, 805-822 (2004).</li><li>Lieber, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medical+disorders+of+alcoholism.">Medical disorders of alcoholism.</a> N. Engl. J. Med. 333, 1058-1065 (1995).</li><li>Zimmerman, H. J., Maddrey, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acetaminophen+(paracetamol)+hepatotoxicity+with+regular+intake+of+alcohol:+analysis+of+instances+of+therapeutic+misadventure.">Acetaminophen (paracetamol) hepatotoxicity with regular intake of alcohol: analysis of instances of therapeutic misadventure.</a> Hepatology. 22, 767-773 (1995).</li></ol>

ليس لدينا ما يكشف.

إيصال الأوكسجين إلى الأنسجة هو الدور الأساسي للدوران الأوعية الدقيقة، والكثير من الأوراق تصف الأمراض المتصلة تشريح microvessel والريولوجيا 6. تدفق الدم في الكبد هو مزيج من الدم في الشرايين والأوردة. حوالي 30٪ من تدفق الدم الى الكبد جيدا الاوكسيجين في الدم التي قدمها ...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم كاشف </td><td> شركة </td><td> فهرس العدد </td></tr><tr><td> PD (II) المتوسط ​​وتيترا (4-carboxyphenyl) porphine </td><td> حدود العلم، وشركة </td><td> PdT790 </td></tr><tr><td> فلوريسئين ايزومير الفصيلة أنا </td><td> سيغما الدريخ شركة </td><td> F7250 </td></tr><tr><td> اسيتامينوفين </td><td> سيغما الدريخ شركة </td><td> A7085 </td></tr></tbody></table> <table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم المعدات </td><td> شركة </td><td> فهرس العدد </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> معدات </td></tr><tr><td> أنبوب مضخم للضوء </td><td> هاماماتسو الضوئيات ك ك </td><td> H10722-20 </td></tr></tbody></table>

visualization and analysis of blood flow and oxygen consumption in hepatic microcirculation: application to an acute hepatitis model

هناك تفاوت كبير بين العرض والطلب على الأوكسجين في الكبد بسبب كبدي استهلاك الأوكسجين مرتفعة نسبيا ولكن المؤكسج سيئة عن 70٪ من إمدادات الدم كبدي بوابة دم الوريد المستمدة من الجهاز الهضمي والطحال. يتم تسليم الاوكسجين الى خلايا الكبد عن طريق الدم يتدفق من فرع محطة من الوريد البابي إلى الوريد المركزي عن طريق الجيوب، وهذا يجعل من التدرج الأوكسجين في فصيصات الكبد. التدرج الأكسجين هو معلمة هامة المادية التي تنطوي على التعبير عن الأنزيمات المنبع والمصب في دوران الأوعية الدقيقة في الكبد، لكن عدم وجود تقنيات لقياس استهلاك الأوكسجين في دوران الأوعية الدقيقة كبدي أجلت استجلاء هذه الآليات المتعلقة التمثيل الغذائي للأكسجين في الكبد. ولذلك كنا FITC المسمى كريات الدم الحمراء لتصور دوران الأوعية الدقيقة كبدي واستخدامها بمساعدة الليزر phosphorimetry لقياس الضغط الجزئي للأكسجين في microvessels هناك. Noncontaويمكن التصوير المقطعي وقياس بصري مستمر قياس سرعات تدفق الدم، وبأقطار السفينة، والتدرجات الأكسجين تتعلق استهلاك الأوكسجين في الكبد. في نموذج التهاب الكبد الحادة التي قطعناها على أنفسنا من قبل إدارة اسيتامينوفين إلى الفئران لاحظنا زيادة ضغط الأكسجين في كل من الأوردة وبوابة مركزية ولكن الانحدار الأوكسجين انخفضت في الجيوب، مشيرا إلى أن نخر الكبدية في منطقة محيط بالمركز قد يغير ضغط الأكسجين تصل وتؤثر في التعبير عن انزيم في منطقة محيط بوريد الباب. في الختام، يمكن أن طرقنا البصرية لديناميكا الدم الكبد وقياس استهلاك الأوكسجين تكشف عن الآليات المتصلة مرض كبدي.

Watch this Scientific Journal Video about Visualization and Analysis of Blood Flow and Oxygen Consumption in Hepatic Microcirculation: Application to an Acute Hepatitis Model at JoVE.com

Visualization and Analysis of Blood Flow and Oxygen Consumption in Hepatic Microcirculation: Application to an Acute Hepatitis Model

وقد تم تطوير نظام بصري لتصور دوران الأوعية الدقيقة كبدي مع كرات الدم الحمراء FITC المسمى وقياس الضغط الجزئي للأكسجين في microvessels مع بمساعدة الليزر phosphorimetry. ويمكن استخدام هذه الطريقة للتحقيق في آليات الفسيولوجية والمرضية من خلال تحليل بنية الاوعية الدموية الدقيقة، القطر، وسرعة تدفق الدم، وتوتر الأوكسجين.

التصور والتحليل من تدفق الدم واستهلاك الأكسجين في دوران الأوعية الدقيقة كبدي: تطبيق نموذج لالتهاب الكبد الحاد

There is a considerable discrepancy between oxygen supply and demand in the liver because hepatic oxygen consumption is relatively high but about 70% of ...

visualization-analysis-blood-flow-oxygen-consumption-hepatic

Research

JoVE Journal

Medicine

12.5K Views.  Keio University. وقد تم تطوير نظام بصري لتصور دوران الأوعية الدقيقة كبدي مع كرات الدم الحمراء FITC المسمى وقياس الضغط الجزئي للأكسجين في microvessels مع بمساعدة الليزر phosphorimetry. ويمكن استخدام هذه الطريقة للتحقيق في آليات الفسيولوجية والمرضية من خلال تحليل بنية الاوعية الدموية الدقيقة،...

Video: Visualization and Analysis of Blood Flow and Oxygen Consumption in Hepatic Microcirculation: Application to an Acute Hepatitis Model

Murine Bioluminescent Hepatic Tumour Model

This video describes the establishment of liver metastases in a mouse model that can be subsequently analysed by bioluminescent imaging. Tumour cells are administered specifically to the liver to induce a localised liver tumour, via mobilisation of the spleen and splitting into two, leaving intact the vascular pedicle for each half of the spleen. Lewis lung carcinoma cells that constitutively express the firefly luciferase gene (luc1) are inoculated into one hemi-spleen which is then resected 10 minutes later. The other hemi-spleen is left intact and returned to the abdomen. Liver tumour growth can be monitored by bioluminescence imaging using the IVIS whole body imaging system. Quantitative imaging of tumour growth using IVIS provides precise quantitation of viable tumour cells. Tumour cell death and necrosis due to drug treatment is indicated early by a reduction in the bioluminescent signal. This mouse model allows for investigating the mechanisms underlying metastatic tumour-cell survival and growth and can be used for the evaluation of therapeutics of liver metastasis. 

This article describes a procedure for the induction of orthotopic bioluminescent liver tumours in mice, and subsequent analysis of tumour growth confined to the liver using live whole body luminescence imaging.

فأري الورم الكبدي Bioluminescent النموذجي

This video describes the establishment of liver metastases in a mouse model that can be subsequently analysed by bioluminescent imaging. Tumour cells are ...

Heterotopic Auxiliary Rat Liver Transplantation With Flow-regulated Portal Vein Arterialization in Acute Hepatic Failure

In acute hepatic failure auxiliary liver transplantation is an interesting alternative approach. The aim is to provide a temporary support until the failing native liver has regenerated.1-3 The APOLT-method, the orthotopic implantation of auxiliary segments- averts most of the technical problems. However this method necessitates extensive resections of both the native liver and the graft.4 In 1998, Erhard developed the heterotopic auxiliary liver transplantation (HALT) utilizing portal vein arterialization (PVA) (Figure 1). This technique showed promising initial clinical results.5-6 We developed a HALT-technique with flow-regulated PVA in the rat to examine the influence of flow-regulated PVA on graft morphology and function (Figure 2).
A liver graft reduced to 30 % of its original size, was heterotopically implanted in the right renal region of the recipient after explantation of the right kidney.&#160; The infra-hepatic caval vein of the graft was anastomosed with the infrahepatic caval vein of the recipient. The arterialization of the donor&#8217;s portal vein was carried out via the recipient&#8217;s right renal artery with the stent technique. The blood-flow regulation of the arterialized portal vein was achieved with the use of a stent with an internal diameter of 0.3 mm. The celiac trunk of the graft was end-to-side anastomosed with the recipient&#8217;s aorta and the bile duct was implanted into the duodenum. A subtotal resection of the native liver was performed to induce acute hepatic failure. 7
In this manner 112 transplantations were performed. The perioperative survival rate was 90% and the 6-week survival rate was 80%. Six weeks after operation, the native liver regenerated, showing an increase in weight from 2.3&#177;0.8 g to 9.8&#177;1 g. At this time, the graft&#8217;s weight decreased from 3.3&#177;0.8 g to 2.3&#177;0.8 g.
We were able to obtain promising long-term results in terms of graft morphology and function. HALT with flow-regulated PVA reliably bridges acute hepatic failure until the native liver regenerates.

Auxiliary liver transplantation provides a temporary support in acute hepatic failure, until regeneration of the failing liver. The heterotopic auxiliary liver transplantation (HALT) with portal vein arterialization (PVA) renders sufficient liver function. We developed an analogous technique in the rat, to examine the influence of the portal vein arterialization on the morphology and function of the graft.

منتبذ مساعدة الجرذ زراعة الكبد مع تدفق التنظيم الوريد البابي Arterialization في الفشل الكبدي الحاد

In acute hepatic failure auxiliary liver transplantation is an interesting alternative approach. The aim is to provide a temporary support until the ...

The Rabbit Blood-shunt Model for the Study of Acute and Late Sequelae of Subarachnoid Hemorrhage: Technical Aspects

Early brain injury and delayed cerebral vasospasm both contribute to unfavorable outcomes after subarachnoid hemorrhage (SAH). Reproducible and controllable animal models that simulate both conditions are presently uncommon. Therefore, new models are needed in order to mimic human pathophysiological conditions resulting from SAH.
This report describes the technical nuances of a rabbit blood-shunt SAH model that enables control of intracerebral pressure (ICP). An extracorporeal shunt is placed between the arterial system and the subarachnoid space, which enables examiner-independent SAH in a closed cranium. Step-by-step procedural instructions and necessary equipment are described, as well as technical considerations to produce the model with minimal mortality and morbidity. Important details required for successful surgical creation of this robust, simple and consistent ICP-controlled SAH rabbit model are described.

The experimental intracranial pressure-controlled blood shunt subarachnoid hemorrhage (SAH) model in the rabbit combines the standard procedures &#8212; subclavian artery cannulation and transcutaneous cisterna magna puncture, which enables close mimicking of human pathophysiological conditions after SAH. We present step-by-step instructions and discuss key surgical points for successful experimental SAH creation.

الأرنب نموذج الدم تحويلة لدراسة الحاد وعقابيل في وقت متأخر نزيف تحت العنكبوتية: الجوانب التقنية

Early brain injury and delayed cerebral vasospasm both contribute to unfavorable outcomes after subarachnoid hemorrhage (SAH). Reproducible and ...

Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an important target for neuroprotective therapies. Although several techniques have been described to assess SCBF, they all have significant limitations. To overcome the latter, we propose the use of real-time contrast enhanced ultrasound imaging (CEU). Here we describe the application of this technique in a rat contusion model of SCI. A jugular catheter is first implanted for the repeated injection of contrast agent, a sodium chloride solution of sulphur hexafluoride encapsulated microbubbles. The spine is then stabilized with a custom-made 3D-frame and the spinal cord dura mater is exposed by a laminectomy at ThIX-ThXII. The ultrasound probe is then positioned at the posterior aspect of the dura mater (coated with ultrasound gel). To assess baseline SCBF, a single intravenous injection (400 &#181;l) of contrast agent is applied to record its passage through the intact spinal cord microvasculature. A weight-drop device is subsequently used to generate a reproducible experimental contusion model of SCI. Contrast agent is re-injected 15 min following the injury to assess post-SCI SCBF changes. CEU allows for real time and in-vivo assessment of SCBF changes following SCI. In the uninjured animal, ultrasound imaging showed uneven blood flow along the intact spinal cord. Furthermore, 15 min post-SCI, there was critical ischemia at the level of the epicenter while SCBF remained preserved in the more remote intact areas. In the regions adjacent to the epicenter (both rostral and caudal), SCBF was significantly reduced. This corresponds to the previously described &#8220;ischemic penumbra zone&#8221;. This tool is of major interest for assessing the effects of therapies aimed at limiting ischemia and the resulting tissue necrosis subsequent to SCI.

Contrast Enhanced Ultrasound imaging is a reliable in-vivo tool for quantifying spinal cord blood flow in an experimental rat spinal cord injury model. This paper contains a comprehensive protocol for application of this technique in association with a contusion model of thoracic spinal cord injury.

على النقيض المحسن التصوير بالموجات فوق الصوتية لتقييم الحبل الشوكي تدفق الدم في التجريبية العمود الفقري اصابات الحبل

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an ...

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is known to contribute significantly to the morbidity and mortality associated with ischemic strokes. Ischemic cerebrovascular accidents account for 80% of all strokes. A common cause of IR injury is the rapid inflow of fluids following an acute/chronic occlusion of blood, nutrients, oxygen to the tissue triggering the formation of free radicals.
Ischemic stroke is followed by blood-brain barrier (BBB) dysfunction and vasogenic brain edema. Structurally, tight junctions (TJs) between the endothelial cells play an important role in maintaining the integrity of the blood-brain barrier (BBB). IR injury is an early secondary injury leading to a non-specific, inflammatory response. Oxidative and metabolic stress following inflammation triggers secondary brain damage including BBB permeability and disruption of tight junction (TJ) integrity.
Our protocol presents an in vitro example of oxygen-glucose deprivation and reoxygenation (OGD-R) on rat brain endothelial cell TJ integrity and stress fiber formation. Currently, several experimental in vivo models are used to study the effects of IR injury; however they have several limitations, such as the technical challenges in performing surgeries, gene dependent molecular influences and difficulty in studying mechanistic relationships. However, in vitro models may aid in overcoming many of those limitations. The presented protocol can be used to study the various molecular mechanisms and mechanistic relationships to provide potential therapeutic strategies. However, the results of in vitro studies may differ from standard in vivo studies and should be interpreted with caution.

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is associated with a high rate of morbidity and mortality. The goal of the in vitro model of oxygen-glucose deprivation and reoxygenation (OGD-R) described here is to assess the effects of ischemia reperfusion injury on a variety of cells, particularly in blood-brain barrier (BBB) endothelial cells.

الأوكسجين الجلوكوز الحرمان وعودة التأكسج باعتبارها<em&gt; في المختبر</em&gt; الإسكيمية-ضخه من الإصابات نموذج لدراسة الدم في الدماغ الحاجز الجنسي لدى الرجال

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is known to contribute significantly to the morbidity and mortality associated with ischemic strokes. Ischemic ...

An Acute Retinal Model for Evaluating Blood Retinal Barrier Breach and Potential Drugs for Treatment

A low-cost, easy-to-use and powerful model system is established to evaluate potential treatments that could ameliorate blood retinal barrier breach. An inflammatory factor, histamine, is demonstrated to compromise vessel integrity in the cultured retina through positive staining of IgG outside of the blood vessels. The effects of histamine itself and those of candidate drugs for potential treatments, such as lipoxin A4, are assessed using three parameters: blood vessel leakage via IgG immunostaining, activation of M&#252;ller cells via GFAP staining and change in neuronal dendrites through staining for MAP2. Furthermore, the layered organization of the retina allows a detailed analysis of the processes of M&#252;ller and ganglion cells, such as changes in width and continuity. While the data presented is with swine retinal culture, the system is applicable to multiple species. Thus, the model provides a reliable tool to investigate the early effects of compromised retinal vessel integrity on different cell types and also to evaluate potential drug candidates for treatment.

A low-cost, easy-to-use and powerful system is established to evaluate potential treatments that could ameliorate blood retinal barrier breach induced by histamine. Blood vessel leakage, M&#252;ller cell activation and the continuity of neuronal processes are utilized to assess the damage response and its reversal with a potential drug, lipoxin A4.

نموذج الحاد الشبكية لتقييم الدم الشبكية الحاجز خرق والمحتملة أدوية لعلاج

A low-cost, easy-to-use and powerful model system is established to evaluate potential treatments that could ameliorate blood retinal barrier breach. An ...

Optimized Analysis of In Vivo and In Vitro Hepatic Steatosis

Establishing a system of procedures to qualitatively and quantitatively characterize in vivo and in vitro hepatic steatosis is important for metabolic study in the liver. Here, numerous assays are described to comprehensively measure the phenotype and parameters of hepatic steatosis in mouse and hepatocyte models. 
Combining the physiological, histological, and biochemical methods, this system can be used to assess the progress of hepatic steatosis. In vivo, the measurements of body weight and nuclear magnetic resonance (NMR) provide a general understanding of mice in a non-invasive manner. Hematoxylin and Eosin (H&amp;E) and Oil Red O staining determine the histological morphology and lipid deposition of liver tissue under nutrient overload conditions, such as high-fat diet feeding. Next, the total lipid contents are isolated by chloroform/methanol extraction, which are followed by a biochemical analysis for triglyceride and cholesterol. Moreover, mouse primary hepatocytes are treated with high glucose plus insulin to stimulate lipid accumulation, an efficient in vitro model to mimic diet-induced hyperglycemia and hyperinsulinemia in vivo. Then, the lipid deposition is measured by Oil Red O staining and chloroform/methanol extraction. Oil Red O staining determines intuitive hepatic steatotic phenotypes, while the lipid extraction analysis determines the parameters that can be analyzed statistically. The present protocols are of interest to scientists in the fields of fatty liver diseases, insulin resistance, and type 2 diabetes.

Optimized Analysis of In Vivo and In Vitro Hepatic Steatosis

Here, optimized methods to generate in vivo and in vitro models of hepatic steatosis and to analyze the steatotic phenotypes and related physiological parameters are described.

تحليل الأمثل ل<em&gt; في فيفو</em&gt; و<em&gt; في المختبر</em&gt; كبدي تشحم

Establishing a system of procedures to qualitatively and quantitatively characterize in vivo and in vitro hepatic steatosis is important for metabolic ...

A Chronic Cardiac Ischemia Model in Swine Using an Ameroid Constrictor

Cardiovascular disease remains the number one cause of mortality in the United States. There are numerous approaches to treating these diseases, but regardless of the approach, an in vivo model is needed to test each treatment. The pig is one of the most used large animal models for cardiovascular disease. Its heart is very similar in anatomy and function to that of a human. The ameroid placement technique creates an ischemic area of the heart, which has many useful applications in studying myocardial infarction. This model has been used for surgical research, pharmaceutical studies, imaging techniques, and cell therapies.
There are several ways of inducing an ischemic area in the heart. Each has its advantages and disadvantages, but the placement of an ameroid constrictor remains the most widely used technique. The main advantages to using the ameroid are its prevalence in existing research, its availability in various sizes to accommodate the anatomy and size of the vessel to be constricted, the surgery is a relatively simple procedure, and the post-operative monitoring is minimal, since there are no external devices to maintain. This paper provides a detailed overview of the proper technique for the placement of the ameroid constrictor.

The purpose of this protocol is to demonstrate the placement of a delayed constricting device (an ameroid constrictor) around a coronary artery in a swine model. This device creates an ischemic area of the heart that is useful for studying new diagnostic imaging techniques and new methods of treatment.

نموذج الاسكيمية القلب مزمنة في الخنازير باستخدام العاصرة أميرويد

Cardiovascular disease remains the number one cause of mortality in the United States. There are numerous approaches to treating these diseases, but ...

Analyzing Oxygen Consumption Rate in Primary Cultured Mouse Neonatal Cardiomyocytes Using an Extracellular Flux Analyzer

Mitochondria and oxidative metabolism are critical for maintaining cardiac muscle function. Research has shown that mitochondrial dysfunction is an important contributing factor to impaired cardiac function found in heart failure. By contrast, restoring defective mitochondrial function may have beneficial effects to improve cardiac function in the failing heart. Therefore, studying the regulatory mechanisms and identifying novel regulators for mitochondrial function could provide insight which could be used to develop new therapeutic targets for treating heart disease. Here, cardiac myocyte mitochondrial respiration is analyzed using a unique cell culture system. First, a protocol has been optimized to rapidly isolate and culture high viability neonatal mouse cardiomyocytes. Then, a 96-well format extracellular flux analyzer is used to assess the oxygen consumption rate of these cardiomyocytes. For this protocol, we optimized seeding conditions and demonstrated that neonatal mouse cardiomyocytes oxygen consumption rate can be easily assessed in an extracellular flux analyzer. Finally, we note that our protocol can be applied to a larger culture size and other studies, such as intracellular signaling and contractile function analysis.

The goal of this protocol is to illustrate how to use mouse neonatal cardiomyocytes as a model system to examine how various factors can alter oxygen consumption in the heart.

تحليل معدل استهلاك الأكسجين في Cardiomyocytes الولدان الماوس مثقف الأساسي محلل تدفق خارج الخلية باستخدام

Mitochondria and oxidative metabolism are critical for maintaining cardiac muscle function. Research has shown that mitochondrial dysfunction is an ...

Hemocompatibility Testing of Blood-Contacting Implants in a Flow Loop Model Mimicking Human Blood Flow

The growing use of medical devices (e.g., vascular grafts, stents, and cardiac catheters) for temporary or permanent purposes that remain in the body&#39;s circulatory system demands a reliable and multiparametric approach that evaluates the possible hematologic complications caused by these devices (i.e., activation and destruction of blood components). Comprehensive in vitro hemocompatibility testing of blood-contacting implants is the first step towards successful in vivo implementation. Therefore, extensive analysis according to the International Organization for Standardization 10993-4 (ISO 10993-4) is mandatory prior to clinical application. The presented flow loop describes a sensitive model to analyze the hemostatic performance of stents (in this case, neurovascular) and reveal adverse effects. The use of fresh human whole blood and gentle blood sampling are essential to avoid the preactivation of blood. The blood is perfused through a heparinized tubing containing the test specimen by using a peristaltic pump at a rate of 150 mL/min at 37 &#176;C for 60 min. Before and after perfusion, hematologic markers (i.e., blood cell count, hemoglobin, hematocrit, and plasmatic markers) indicating the activation of leukocytes (polymorphonuclear [PMN]-elastase), platelets (&#946;-thromboglobulin [&#946;-TG]), the coagulation system (thombin-antithrombin III [TAT]), and the complement cascade (SC5b-9) are analyzed. In conclusion, we present an essential and reliable model for extensive hemocompatibility testing of stents and other blood-contacting devices prior to clinical application.

This protocol describes a comprehensive hemocompatibility evaluation of blood-contacting devices using laser-cut neurovascular implants. A flow loop model with fresh, heparinized human blood is applied to mimic blood flow. After perfusion, various hematologic markers are analyzed and compared to the values gained directly after blood collection for hemocompatibility evaluation of the tested devices.