A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

במסמך זה, אנו מדגימים פרוטוקול מותאם BODIPY 493/503 מבוסס פלואורסצנטיות לאפיון טיפות שומנים ברקמת הכבד. באמצעות שימוש בהקרנות אורתוגונליות ושחזורים תלת-ממדיים, הפלואורופור מאפשר הבחנה מוצלחת בין סטאטוזיס מיקרו-שלפוחית וסטאטוזיס מקרו-שלפוחית ועשוי לייצג גישה משלימה לפרוטוקולים ההיסטולוגיים הקלאסיים להערכת סטאטוזיס בכבד.

Abstract

טיפות שומנים (LDs) הן אברונים מיוחדים המתווכים אחסון שומנים וממלאים תפקיד חשוב מאוד בדיכוי רעילות ליפוטוקסית ובמניעת תפקוד לקוי הנגרם על ידי חומצות שומן חופשיות (FAs). הכבד, בהתחשב בתפקידו הקריטי בחילוף החומרים של השומן בגוף, מאוים באופן מתמשך על ידי הצטברות תוך תאית של LDs בצורה של סטאטוזיס כבד microvesicular ו macrovesicular. האפיון ההיסטולוגי של LDs מבוסס בדרך כלל על צבעי דיאזו מסיסים בשומנים, כגון צביעת שמן אדום O (ORO), אך מספר חסרונות מעכבים באופן עקבי את השימוש בניתוח זה עם דגימות כבד. לאחרונה, פלואורופורים ליפופיליים 493/503 הפכו פופולריים להדמיה ואיתור LDs בשל קליטתם המהירה והצטברותם בליבת טיפת השומנים הניטרלית. למרות שרוב היישומים מתוארים היטב בתרביות תאים, יש פחות ראיות המוכיחות את השימוש האמין בבדיקות פלואורופור ליפופיליות ככלי הדמיה LD בדגימות רקמות. בזאת, אנו מציעים פרוטוקול אופטימלי מבוסס בורון דיפירומתין (BODIPY) 493/503 להערכת LDs בדגימות כבד ממודל בעלי חיים של סטאטוזיס כבד המושרה על ידי דיאטה עתירת שומן (HFD). פרוטוקול זה מכסה הכנת דגימות כבד, חתך רקמות, צביעת BODIPY 493/503, רכישת תמונה וניתוח נתונים. אנו מדגימים מספר מוגבר, עוצמה, יחס שטח וקוטר של LDs בכבד בעת הזנת HFD. באמצעות הקרנות אורתוגונליות ושחזורים תלת-ממדיים, ניתן היה לצפות בתוכן המלא של שומנים ניטרליים בליבת LD, שהופיעו כטיפות כמעט כדוריות. יתר על כן, עם פלואורופור BODIPY 493/503, הצלחנו להבחין בין microvesicles (1 מיקרומטר < d ≤ 3 מיקרומטר), שלפוחיות ביניים (3 מיקרומטר < d ≤ 9 מיקרומטר) ו macrovesicles (d > 9 מיקרומטר), המאפשר הבחנה מוצלחת של סטאטוזיס microvesicular ו macrovesicular. בסך הכל, פרוטוקול BODIPY 493/503 מבוסס פלואורסצנטיות זה הוא כלי אמין ופשוט לאפיון LD בכבד ועשוי לייצג גישה משלימה לפרוטוקולים ההיסטולוגיים הקלאסיים.

Introduction

טיפות ליפידים (LDs), הנתפסות באופן קלאסי כמחסני אנרגיה, הן אברונים תאיים מיוחדים המתווכים אחסון שומנים, והן מהוות ליבת שומנים הידרופובית ניטרלית, המכילה בעיקר אסטרי כולסטרול וטריגליצרידים (TGs), עטופים בשכבה אחת פוספוליפידית 1,2,3.

ביוגנזה של LD מתרחשת ברשתית האנדופלסמית (ER), החל בסינתזה של טריאצילגליצרול (TAG) ואסטרי סטרול. שומנים ניטרליים מפוזרים בין העלעלים של השכבה הדו-שכבתית של חדר המיון בריכוזים נמוכים, אך מתמזגים לעדשות שמן שגדלות ונובטות לטיפות כמעט כדוריות מממברנת המיון כאשר הריכוז התוך-תאי שלהם עולה4. לאחר מכן, חל....

Protocol

כל ההליכים בבעלי חיים שבוצעו במחקר זה אושרו על ידי מכון קוימברה למחקר קליני וביו-רפואי (iCBR) הגוף לרווחת בעלי חיים (ORBEA, #9/2018) ועמדו בהנחיות הלאומיות והאירופיות לטיפול בבעלי חיים ובהנחיות ARRIVE.

1. תכנון ניסיוני

  1. זוג חולדות וויסטאר זכרים בני 13 שבועות בכלובים מאווררים בתנאים סביבתיים מבוקרים של טמפרטורה (22 מעלות צלזיוס ± 1 מעלות צלזיוס), לחות (50%-60%) ואור (מחזור אור-חושך של 12 שעות) ועם גישה למי ברז וצ'או מכרסמים סטנדרטי.
  2. לאחר תקופה של שבועיים של התאקלמות, הקצו את החולדות באופן שרירותי לשתי קבוצות.
  3. האכילו את קבוצת הביקורת (CTRL, n = 6) ואת קבוצות הדיאטה עתירות השומן (HFD, n = ....

תוצאות

הביצוע המוצלח של טכניקה זו אמור לגרום לצביעת טיפות שומנים ברורות לצורך אפיון סימולטני של מורפולוגיית LD (צורה וצפיפות ליבת שומנים בהתבסס על שחזור תלת-ממדי) יחד עם הפיזור המרחבי שלהם, מספר לשטח כולל וגודל ממוצע (מוערך עם הצינור המתואר לעיל, איור 1).

Discussion

פרוטוקול BODIPY 493/503 מבוסס פלואורסצנטיות להערכת LD נועד לפתח גישת הדמיה חדשה להערכת סטאטוזיס בכבד. בהתחשב בקורלציה החזקה בין השמנת יתר למחלת כבד שומני, הדיאטה עתירת השומן בסגנון מערבי שימשה לביסוס מודל חייתי של סטאטוזיס כבד26. עלייה חזקה בתכולת TG בכבד אושרה על ידי ערכת בדיקה כמותי.......

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

מחקר זה מומן על ידי קרנות לאומיות ואירופיות באמצעות קרן המדע והטכנולוגיה הפורטוגזית (FCT), הקרן האירופית לפיתוח אזורי (FEDER) ו- Programa Operacional Factores de Competitividade (COMPETE): 2020.09481.BD, UIDP/04539/2020 (CIBB) ו- POCI-01-0145-FEDER-007440. המחברים רוצים להודות על התמיכה של iLAB - Microscopy and Bioimaging Lab, מתקן של הפקולטה לרפואה של אוניברסיטת קוימברה וחבר בתשתית הלאומית PPBI-Portuguese Platform of BioImaging (POCI-01-0145-FEDER-022122), כמו גם תמיכה של FSE CENTRO-04-3559-FSE-000142.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
1.6 mm I.D. silicone tubing, I.V mini drip setFisher Scientific
4,4-difluoro-1,3,5,7,8-pentametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (BODIPY 493/503)Sigma-Aldrich, Lyon, FranceD3922
4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)Molecular Probes Inc, Invitrogen, Eugene, ORD1306
70% ethanolHoneywell10191455
Adobe Illustrator CCAdobe Inc.Used to design the figures
Automatic analyzer Hitachi 717Roche Diagnostics Inc., Mannheim, Germany8177-30-0010
Barrier pen (Liquid blocker super pap pen)Daido Sangyo Co., Ltd, Japon_
BladeLeica221052145Used in the cryostat
Cell Profiler version 4.2.5https://cellprofiler.org/releases/Used to analyse the acquired images
CoverslipsMenzel-Glaser, Germany_
CryomoldsTissue-Tek_
Cryostat (including specimen disc and heat extractor) CM3050 SLeica Biosystems_
Dimethyl Sulfoxide (DMSO)Sigma-Aldrich, Lyon, FranceD-8418Used to dissolve Bodipy for the 5 mg/mL stock solution. CAUTION: Toxic
and flammable. Vapors may cause
irritation. Manipulate in a fume
hood. Avoid direct contact with skin.
Wear rubber gloves, protective eye
goggles.
Dry ice container (styrofoam cooler)NovolabA26742
Dumont forcepsFine Science Tools, Germany11295-10
Glass Petri dish (H 25 mm, ø
150 mm)
Thermo Scientific150318Used to weigh the liver after dissection
GlycergelDAKO OmnisS303023
GraphPad Prism software, version 9.3.1GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, USA
High-fat dietEnvigo, Barcelona, SpainMD.08811
Ketamine (Nimatek  100 mg/mL)Dechra791/01/14DFVPTUsed at a final concentration of 75 mg/kg
Laser scanning confocal microscope  (QUASAR detection unit; )Carl Zeiss, germanyLSM 710 Axio Observer Z1 microscope
Medetomidine (Sedator 1 mg/mL)Dechra1838 ESP / 020/01/07RFVPTUsed at a final concentration of 1 mg/kg
NeedleBD microlance300635
No 15 Sterile carbon steel scalpel
Blade
Swann-Morton205
Objectives 10x (Plan-Neofluar 10x/0.3), 20x (Plan-Apochromat 20x/0.8) and 40x (Plan-Neofluar 40x/1.30 Oil) Carl Zeiss, Germany
Paint brushesVan Bleiswijck Amazon B07W7KJQ2X Used to handle cryosections
Peristaltic pump (Minipuls 3)Gilson1004170
Phosphate-buffered saline (PBS, pH ~ 7.4)Sigma-Aldrich, Lyon, FranceP3813
Scalpel handle, 125 mm (5"), No. 3Swann-Morton0208
Slide staining system StainTraySimport ScientificM920
Standard diet Mucedola4RF21
Superfrost Plus microscope slidesMenzel-Glaser, GermanyJ1800AMNZ
Tissue-Tek OCT mounting mediaVWR CHEMICALS361603E
Triglycerides colorimetric assay kitCayman Chemical10010303
Ultrasonic bathBandelin Sonorex TK 52
Vannas spring scissors - 3 mm
cutting edge
Fine Science Tools, Germany15000-00
ZEN Black softwareZeiss

References

  1. Klemm, R. W., Ikonen, E. The cell biology of lipid droplets: More than just a phase. Seminars in Cell & Developmental Biology. 108, 1-3 (2020).
  2. Martin, S., Parton, R. G. Lipid droplets: A unified view of a dynamic organelle.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

196BODIPY 493 503

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved