Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
The fenestrated liver sinusoidal endothelial cell is a biologically important filter system that is highly influenced by various diseases, toxins, and physiological states. These changes significantly impact on liver function. We describe methods for the standardisation of the measurement of the size and number of fenestrations in these cells.
Liver sinusoidal endothelial cells are the gateway to the liver, their transcellular fenestrations allow the unimpeded transfer of small and dissolved substances from the blood into the liver parenchyma for metabolism and processing. Fenestrations are dynamic structures - both their size and/or number can be altered in response to various physiological states, drugs, and disease, making them an important target for modulation. An understanding of how LSEC morphology is influenced by various disease, toxic, and physiological states and how these changes impact on liver function requires accurate measurement of the size and number of fenestrations. In this paper, we describe scanning electron microscopy fixation and processing techniques used in our laboratory to ensure reproducible specimen preparation and accurate interpretation. The methods include perfusion fixation, secondary fixation and dehydration, preparation for the scanning electron microscope and analysis. Finally, we provide a step by step method for standardized image analysis which will benefit all researchers in the field.
Печень синусоидальные эндотелиальные клетки (LSECs) весьма дифференцированные эндотелиальные клетки, которые выстилают стенки печеночной синусоиды. LSECs перфорируют с фенестраций, которые недиафрагмированном, трансцеллюлярного поры 50-250 нм в диаметре. До 20% поверхности LSECs покрыта фенестраций, которые, как правило, в группах от десятков до сотен называемых сито пластины 1-3 (Рисунок 1). Фенестраций разрешить передачу плазмы и nanosubstrates между кровью и гепатоцитами, создания эффективной системы ультрафильтрации. Фенестраций являются динамические структуры - как их размер и / или номер может быть изменен в ответ на различные физиологических состояниях, наркотиков и болезней. Например, Фенестрации больше в голодном, чем в сытом состоянии 4; 2-ди-iodoamphetamine увеличивает количество оконных 5,6 и уменьшение размера и количества фенестраций за клеток происходит в процессе старения, и многие болезненных состояний 7-13 . Точное измерение размера и количества фенестраций важно для понимания того, как LSEC морфология влияют различные болезни, токсический и физиологических состояний; их влияние на функции печени; а также для разработки фенестрацию-модуляции терапевтических вмешательств 1.
Изучение фенестраций трудно. Диаметр фенестраций лежит ниже разрешением обычного светового микроскопа, так ранее только наблюдение с помощью электронного микроскопа и в интактных тканей печени или культивированного LSECs удалось. Сканирующий электронный микроскоп (SEM), была наиболее часто используется для изучения размеров оконных, частоту и пористость (процент от LSEC мембраны, перфорированный фенестраций), потому что СЭМ позволяет для наблюдения больших участков поверхности эндотелия и измерения тысяч, если не десятки тысяч фенестраций. Несмотря на полезность, результаты, которые сообщили из SEM на основе исследований дляLSEC параметры, такие как размер оконной, количества, частоты и пористости широко варьировать в литературе (таблица 1).
Фенестраций и сита пластины являются хрупкими структуры, что контракт, разорвать, расширяют или сливаются в ходе подготовки образца, таким образом, осторожны обработка необходима, чтобы сохранить их целостность. Повышенное давление перфузии 14; неверно осмолярность фиксатора и буферов 15; недостаточно фиксация или фиксация времени; и скорость после фиксации обезвоживания и сушки все области обработки для SEM, которые могут вызывать артефакты, которые мешают сохранению ультраструктуры (рис 2). Потеря фенестраций ('дефенестрация') и оконных усадки может возникнуть в результате плохой фиксации, в результате уменьшенного диаметра оконных и пористостью. Методы повышения сохранности образцов для анализа СЭМ были описаны ранее 15-17 и будет обсуждатьсяздесь с дополнительные советы о том, как улучшить сохранение образца. Основными задачами являются сохранение образца, чтобы удалить кровь из синусоид, так что поверхность LSEC могут быть визуализированы и избежать повреждения от LSEC либо высоким давлением или задержки фиксации. Всего перфузии печени фиксатора через воротную вену является предпочтительным методом для фиксации печени. Как описано подробно в другом месте 16,18 перфузии должны быть предприняты при низком давлении (например, 10 см H 2 0), чтобы избежать давления, связанных перфузии артефакты и повреждение LSEC, обычно проявляется в виде больших зазоров в пределах клеточной мембраны. Тем не менее, разумно фиксации часто могут быть получены с помощью иглы перфузию биопсии печени от человека и животных, как описано подробно в другом месте 19. Этот метод включает в себя непосредственно инъекционных фиксатором в ткани, пока кровь не смывается образца и ткани является твердой и фиксированной. Фиксация образцов для электронной микроскопии должна быть перфорацияormed как можно быстрее после прекращения кровотока для предотвращения ультраструктурным изменения, происходящие в результате печени крайне быстрые процессы автолитических.
Мы также представляем метод анализа изображений, что сводит к минимуму включение артефактов, и стандартизирует измерение фенестраций. Изменение в выборе синусоиды для микрофотографии, анализ изображений артефактов и измерение площади ячейки для пористости и оконных частоты привели к существенному расхождений в опубликованных результатах. Стандартизированный подход для оценки и измерения фенестраций и минимальных требований для представления данных не были четко рассмотрены в литературе ранее 4,10,20-31.
ПРИМЕЧАНИЕ: Все процедуры, связанные с использованием животных осуществляется в соответствии с местным законодательством. Наша работа была утверждена Комитетом по Сидней местного здравоохранения районного защиты животных от. Допустимые процедуры описаны в документации проекта и лицензии следовать рекомендациям, которые обеспечивают благосостояние животного на все времена. Обеспечить соблюдение законодательства о животном экспериментов страны, где проводится работа.
1. Протокол Подготовка EM Fixative
2. перфузии Фиксация печени
3. Игла Рerfusion
ПРИМЕЧАНИЕ: Игла фиксация вариант перфузии фиксации, который включает введение фиксатора непосредственно в биопсии ткани печени. Цель состоит в том, чтобы фиксатор промыть через кровеносные сосуды, чтобы обескровить их и выставить все блока ткани для фиксаж. Уход должны быть приняты, чтобы сохранить давление инъекционным низко, чтобы избежать травм давления 18,19.
4. Подготовка к сканирующей электронной микроскопии
5. Монтаж
ПРИМЕЧАНИЕ: Правильный образец монтаж будет максимизировать количество четко определенных синусоиды, доступных для анализа под РЭМ.
ПРИМЕЧАНИЕ: Покрытие образца с тонкой пленкой проводящего металла (золота или платины) в напыления для нанесения покрытий оснований образца и защищает его от повреждений от электронного пучка. Если покрытие слишком толстый структуры интереса может быть скрыта.
7. Использование сканирующего электронного микроскопа
8. Анализ
ПРИМЕЧАНИЕ: ImageJ программное обеспечение, которое можно загрузить с НИЗ бесплатно используется для количественного диаметр Fenestration и частоты ( www.imagej.nih.gov/ij ).
9. Расчеты
10. Представление данных Fenestration
ПРИМЕЧАНИЕ: Каждый раз, когда это возможно, в том числе публикации количественного данных светопрозрачных должны включать следующую информацию
Начальное визуализации при малом увеличении с помощью сканирующего электронного микроскопа показывает плоскую поверхность образца печени с открытой площади, достаточно большой, чтобы наблюдать много крупных сосудов печени и синусоиды (рис 1а). Обеспечение правильного разме...
Способность точно и воспроизводимо измерять состояние печени синусоидальной эндотелия является важным шагом в понимании биологии этих узкоспециализированных клеток. Новые методы, такие как структурированной подсветки микроскопии 32, атомно-силовой микроскопии 33 и Д-STORM (?...
The authors have nothing to disclose.
The authors have no acknowledgements.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name of material | Company | Catalogue Number | Comments |
EM grade Glutaraldehyde | ProSciTech | C001 | Store stock at -20 C until needed, avoid refreeze |
Paraformaldehyde powder | Sigma Aldrich | 158127 | Always prepare Paraformaldehyde fresh |
Sodium Cacodylate powder | Sigma Aldrich | C0250 | Prepare 0.2 M stock, pH 7.4 by dissolving powder in dH2O, used mostly at 0.1 M by preparing 1:2 dilution |
Calcium Chloride | Sigma Aldrich | C1016 | Prepare 1 M CaCl2by dissolving powder in dH2O |
Osmium tretroxide | ProSciTech | C011 | Wash ampoules in weak acid prior to use to avoid contamination. Prepare 2 % stock in glass bottle |
Ethanol- Absolute | Sigma Aldrich | 459836 | 100 % Ethanol must be high grade and stored with Molecular Sieve |
Other grades of Ethanol | Labtech | EL5 | Prepare graded Ethanols with dH2O |
Hexamethyldisilazane | Sigma Aldrich | 52619 | Allow to reach room temperature before use |
Cannulas | Terumo | TSROX1832C, TSROX2225C, TSROX2419C | 18 G is suitable for most rats, 22 G is suitable for most mice, but it is good to have a few 24 G on hand in case of very small mice |
Conductive Carbon tape | ProSciTech | IA0201 | |
Carbon Paint | ProSciTech | I003 | |
Ketamine | Must be optained under licence | ||
Xylazine | Must be obtained under licence | ||
Molecular Sieve | Sigma Aldrich | 208647 | Removes water from the 100 % Ethanol |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены