A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
אנחנו מראים את השיטה לביצוע מיקרוסקופיה intravital של הטחול בעזרת ה-GFP טפילי מלריה מהונדס ואת כימות של ניידות טפיל ואת זרימת הדם בתוך איבר זה.
הופעתו של מיקרוסקופיה intravital במודלים ניסיוניים מלריה מכרסם אפשרה התקדמות גדולה לידיעת 1,2 אינטראקציות טפיל-המארח. לפיכך, הדמיה vivo של טפילי מלריה במהלך טרום האריתרוציטים בשלבים חשפו את הכניסה הפעילה של טפילים לתוך בלוטות הלימפה לעור 3, התפתחות מלאה של הטפיל בעור 4, ויצירת merosome hepatocyte הנגזרות להבטיח הגירה שחרורו של merozoites לתוך זרם הדם 5. יתר על כן, התפתחות של טפילים בודדים אריתרוציטים תועד לאחרונה באמצעות הדמיה 4D תיגר התצוגה הנוכחית שלנו על יצוא חלבון מלריה 6. לפיכך, הדמיה intravital השתנה באופן קיצוני דעתנו על אירועי מפתח בפיתוח Plasmodium. למרבה הצער, מחקרים המעבר הדינאמי של טפילי מלריה דרך הטחול, איבר הלימפה העיקריים מותאם להפליא כדי לנקות אדום נגוע בתאים lood חסרים בשל אילוצים טכניים.
שימוש במודל Murine של המלריה Plasmodium yoelii ב Balb / c עכברים, יישמנו הדמיה intravital של הטחול ודיווח על שיפוץ ההפרש של אותה דבקות parasitized של כדוריות דם אדומות (pRBCs) לתאי מחסום המוצא fibroblastic עיסת אדום במהלך זיהום עם לא קטלני טפיל קו P.yoelii 17x בניגוד זיהומים עם קו 17XL P.yoelii טפיל קטלני 7. כדי להגיע למסקנות האלה, מתודולוגיה ספציפית באמצעות תוכנת ImageJ בחינם פותחה כדי לאפשר אפיון של התנועה תלת מימדי מהיר של יחיד pRBCs. התוצאות שהושגו עם פרוטוקול זה מאפשר לקבוע, מהירות כיווניות ומגורים זמן של טפילים הטחול, כל הפרמטרים פונה דבקות in vivo. בנוסף, אנו מדווחים על מתודולוגיה כימות זרימת הדם באמצעות מיקרוסקופ intravital ושימוש אונטערשיידferent צביעה סוכני לקבל תובנות לתוך המבנה microcirculatory מורכבת של הטחול.
משפט ואתיקה
כל המחקרים בבעלי חיים בוצעו במתקני חיה של אוניברסיטת ברצלונה בהתאם להנחיות ופרוטוקולים אושרה על ידי ועדת האתיקה של ניסויים בבעלי חיים של אוניברסיטת ברצלונה CEEA-UB (פרוטוקול לא DMAH: 5429). נקבה Balb / c עכברים של 6-8 שבועות של גיל התקבלו צ'ארלס ריבר מעבדות.
שיטה זו שימשה במחקר דיווחו 7.
1. בעלי חיים זיהום עם הפלואורסצנט הירוק (GFP) טפילים חלבון מהונדס
2. תיוג של כדוריות דם אדומות עם FITC הזרקת לשלוט חיות
3. כירורגי פרוצדורות
4. הדמיה של טפילים החיים הטחול
5. מיקרוסקופיה Intravital של microvasculature של הטחול ורכישת תמונה למדידת זרימת הדם
6. עיבוד תמונה וניתוח כמותי של ניידות טפיל ImageJ באמצעות תוכנת
7. חישוב זרימת הדם volumetric
8. ניתוח סטטיסטי
9. נציג תוצאות
Intravital imaגינג של טפילים GFP הטחול חשף הבדלי ניידות בין שני זנים של טפילים. ניתוח כמותי של פרמטרים הניידות של טפילים חד הצביעו מופחת מהירות, חוסר כיווניות מגורים בתוספת הזמן של טפילים של עכברים נגועים בזן 17x. יתרה מכך, זרימת הדם בכלי volumetric לא היה שונה בין זני 7. ההליך הטכני מוצג באיור 1 א. 1B איור מראה מראה כללי של הטחול רגיל של עכבר הזריקו FITC שכותרתו RBCs, עם זום ב לתוך עיסת אדום אחר כלי (איור 1B, זום 1 ו -2, בהתאמה). Vasculature העידו על ידי הזרקת 70 dextran טקסס kDa האדום יחד עם ניגודיות השתקפות כדורית אדומה. צבעי ניאון אחרים לסכם בטבלה 1 ניתן להשתמש כדי לקבל מידע על האיבר להיות הדמיה, כגון Hoechst (תרשים 1C, 1D).
בזמן אמת הדמיה של טפילים של המתח 17XL ו - 17x מוצג סרטים 1 ו -2,עם כמה 17x-pRBC (סרט 2) מראה התנהגות מעגל מתגלגל-. ניתוח כמותי של פרמטרים הניידות הושג באמצעות מעקב של טפילים הפרט בעזרת Z-מקודד תמונות צבע. איור 2A מראה Z-השלכה של מחסנית Z-מקודד צבע, שבו החלקיקים מוקף מופיע נעים במישורים שונים. איור 2B ו - 2C מייצגים את המסלולים עבור טפילים שונים זיהום 17x ו - 17XL, בהתאמה. תוצאות מ כיווניות הזמן מגוריו של כל החלקיקים לכמת מוצגות כמפה צפיפות התפלגות האוכלוסייה טפיל באיור 2 ד ו 2E, בהתאמה. כדי לעקוב אחר זרימת הדם בתוך הטחול באמצעות מיקרוסקופ intravital, פסים המתקבל בתמונות xt של לומן המרכזי של כלי הנובע התנועה כדורית אדומה נמדדו כדי לחשב מהירות 11. התמונות מראות סריקה xy של כלי (איור 2F) עם המקבילה xt קו סריקה (איור 2G).
פלורסנט probדואר | לוקליזציה | 1 פוטון עירור (ננומטר) | 2 פוטון עירור (ננומטר) | פליטת זוהה (ננומטר) | כמות / משקל העכבר |
Hoechst 33342 | ממברנה permeant-DNA מחייבת בדיקה. זה תוויות הגרעינים של כל התאים (מת לחיות) לאחר מתן תוך ורידי. | 405 | 800 | 410-480 | 12.5 גרם / ק"ג |
Propidium יודיד | ממברנה impermeant-DNA מחייבת בדיקה. זה הגרעינים של תאים תוויות עם הממברנה נפגעת (תאים אפופטוטיים, נמקי). | 561 | 800 | 570-650 | 250 מ"ג / ק"ג |
70,000 mol wt dextran-פלורסנט (FITC, טקסס האדום) | נוזל שלב סמן זה משפר הניגודיות של פלזמה. | FITC 488 טקסס אדום 594 | 800 | 500-540 600-650 | 50 מ"ג / ק"ג |
נתרן והעמסת | סמן גורפת נוזל שלב אלבומין זה משפר הניגודיות של פלזמה. | 488 | 800 | 500-540 | 2 mmol / ק"ג |
אוונס כחול | סמן גורפת נוזל שלב אלבומין זה משפר הניגודיות של פלזמה. | 633 | nd | 645-700 | 20 מ"ג / ק"ג |
Rhodamine R6 | בדיקה ויטל שמצטבר במיטוכונדריה פעיל. זה תוויות endothelia והפצת תאים לבנים לאחר הזרקה תוך ורידית. | 561 | 800 | 570-650 | 25 מ"ג / ק"ג |
Fluospheres-1micron בקוטר | חרוזים כי הם uptaken ידי תאים עם פעילות phagocytic. | 488 | 800 | 500-540 | nd |
Alexa488 שכותרתו שרשרת ספציפיים הפיברין IIβ נוגדן | כי בדיקה תוויות הפיברין שרשרת IIβ | 488 | 800 | 500-540 | 0.3 מ"ג / ק"ג |
טבלה 1. בדיקות פלורסנט עבור מיקרוסקופיה intravital. צבעי ניאון ויטל עם לגרסאות המגוירות שונים שעשויים לשמש את התווית הטחול in vivo. עירור / פליטה (EXC / em) טווחי לשמש עם פוטון (או שני הפוטונים מיקרוסקופיה) מסופקים. המינון המוצע הוא מומס 0.1-0.2 מ"ל של חיץ מליחים מוזרק אל וריד את הזנב של העכבר. [Nd: לא נקבע במחקר זה.
באיור 1. מיקרוסקופיה Intravital של הטחול. א לייקה TCS-SP5 מיקרוסקופ confocal עם העכבר האחת מונחת על הבמה של המיקרוסקופ. העכבר יש את החלק הנחות של הטחול חשוף חתום להחליק-לכסות. B. מקדימה של אזור נציג של הטחול של בעלי חיים שאינם נגועים הזריקו FITC שכותרתו RBCs ו70 dextran טקסס kDa האדום לדמיין את כלי הדם. השתקפות (צהוב), dextran (כחול) ו-FITC RBCs (ירוק) מוצגים. Blow-קופצים קופסאות לבן מייצגים במחזור פתוח (1) ולסגור את זרימת הדם (2) אזורים. במחזור הפתיחה (C) קרוב במחזור (ד ') מוכתם 70 kDa dextran (אדום) Hoechst 33342 (כחול).
באיור 2. כימות ניידות טפיל ואת זרימת הדם. AC. ניתוח כמותי של תנועת החלקיקים בארבע מימדים (4D) הוא הקל על ידי שימוש בצבעים עיבוד התמונה. מעקב אחר א 'בוצע עם המידע מתוך עומק Z-מקודד תמונות צבע, המיוצג באמצעות הקרנת עוצמה מקסימלית של חמש בעומקים שונים. לבן מלבן המייצג את החלקיקים באותו Z שונה בנקודה אחת בזמן. עמדות שונות בשל פערי הזמן בין הרכישהתמונות שונות של Z. קוד עומק:. הצהוב (0 מיקרומטר), כתום (2 מיקרומטר), ורוד (4 מיקרומטר), כחול (6 מיקרומטר), ירוק (8 מיקרומטר) B, C. תחזיות זמן של תנועת החלקיקים עם רווח בכל פעם בצבע כמו: אפור (0-2.4 שניות), ציאן (2.4-4.8 שניות), מגנטה (4.8-7.0 שניות), אדום (7.0-9.4 שניות) וצהוב (9.4-11.8 שניות). הקו הלבן מייצג 4D מעקב ידני של חלקיקים של 17x (11.8 s) (ב) ו - 17XL (4.8 שניות) (ג) טפילים GFP באמצעות MTrackJ. D, E. התפלגות צפיפות החלקיקים GFP על ידי ערכים של כיווניות (D) זמן מגורים (E). נתונים מקבילים 120 חלקיקים של כל שורה של טפילים 100 RBCs FITC שכותרתו משלושה ניסויים עצמאיים ניתח במבחן השוויון-of-חציונים. חציונים 17X/17XL/FITC-RBCs הם 0.53/0.75/0.85 (D) 4.61/0.67/0.9 שניות (E). הבדלים בין שני הקווים rong> (ד) ו - (ה) הם משמעותיים מבחינה סטטיסטית (p <0.001). הבדלים בין FITC שכותרתו RBCs וטפילים 17XL אינם מובהקים סטטיסטית (p <0.05). F, G. דם הטחול מדידות זרימה. ייצוג xy תמונה (F) xt תמונה (G) מסריקת קו של לומן המרכזי של כלי זהה (קו לבן). הטחול כלי מראה פלזמה עם 70 kDa dextran (אדום), pRBC (ירוק) והשתקפות כדורית אדומה (כחול).
סרטים 1 ו 2. זמן לשגות תמונות מיקרוסקופיה intravital של הטחול Murine נגוע 17XL (1) או 17x (2) ה-GFP-מהונדס טפילים parasitemia ב 10% (Z-המרבי הקרנה). טפיל ו autofluorescence רקמות מוצגים ירוק ואדום בהתאמה. ברים סולם מייצגים 10 מיקרומטר ו מרווח הזמן הוא שניות.
v "> לחצו כאן כדי לצפות בסרט 1.
לחץ כאן כדי לצפות בסרט 2.
יישום של מיקרוסקופיה intravital של הטחול במודל זה מלריה מכרסם פתחה את האפשרות לחקור את המעבר הדינאמי של טפילים באמצעות איבר זה שעד עתה נחשב "קופסה שחורה" בשל שיקולים טכניים. כאן, מאמץ גדול הושם להתאים שיטה כמותית המאפשרת ניתוח השוואתי של קווי טפיל שונה ברמות יחיד האו?...
אין ניגודי אינטרסים הכריז.
אנו אסירי תודה במיוחד ס Graewe וו 'Heussler לאימונים הראשוני קלט רציף במיקרוסקופ intravital של טפילי מלריה, כדי ג'יי ברנס על תרומת ה-GFP טפילים מהונדס, א' בוש (יחידת Confocal, CCiT-UB, IDIBAPS) סיוע בניתוח תמונה וכימות ועל פ Astola לקבלת סיוע טכני. אנו מודים tous ר Caralt I. עבור הפקת וידאו. MF הוא מקבל מלגת בוגר בכלליות של קטלוניה. הפ הוא פרופסור מחקר ICREA. עבודה במעבדה של הפ ממומנת על ידי תוכנית המסגרת השביעית של הקהילה האירופית (FP7/2007-2013) מענק לפי הסכם N ° 242095, על ידי קרן פרטית CELLEX (קטלוניה, ספרד), ועל ידי משרד ספרדית למדע וחדשנות ( SAF2009-07760).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | תגובות |
TCS-Leica SP5 confocal מיקרוסקופ | Leica Microsystems, היידלברג, גרמניה | TCS-SP5 סידורי. 5100000419 | |
קטמין (Ketolar 50 מ"ג / מ"ל) | פייזר | 631028 | |
Midazolam 15 מ"ג / מ"ל 3 | Normon | 838193 | |
70,000 מגוואט dextran, מצומדות לטקסס האדום | מולקולרית בדיקות | D1830 | |
Isothiocyanate והעמסת, אני האיזומר (FITC) | סיגמא | F7250 | |
Hoechst 33342 | סיגמא | H1399 | |
Giemsa כתם | סיגמא | GS1 | הפתרון הוא עבודה על 10% מים מזוקקים |
Super Glue-3 Loctite | Loctite | 9975-0880 |
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