Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Цель этого протокола состоит в том, чтобы постоянно контролировать динамику процесса отбора островков поджелудочной железы человека и способствующих принимающей против донорских клеток. Это достигается путем пересадки человеческих островков в переднюю камеру глаза (ACE) НОД. (Cg)-Gt (ROSA)26Sortm4-Rag2-/-получатель мыши с последующим повторным 2-фотонных изображений.
Изображение бета-клеток является ключевым шагом на пути к пониманию трансплантации островка. Хотя различные платформы визуализации для записи биологии бета-клеток были разработаны и использованы in vivo,они ограничены с точки зрения разрешения одной клетки и непрерывных продольных записей. Из-за прозрачности роговицы, передняя камера глаза (ACE) у мышей хорошо подходит для изучения человека и мыши поджелудочной железы островка биологии клеток. Вот описание того, как этот подход может быть использован для выполнения непрерывных продольных записей прививки и реваскуляризации отдельных человеческих островк трансплантатов. Человеческие островки трансплантаты вставляются в ACE, используя NOD. (Cg)-Gt (ROSA)26Sortm4-Rag2-/- мышив качестве получателей. Это позволяет провести исследование расширения реципиентных и донорских клеток и внести вклад клеток-реципиентов в содействие инкапсуляции и васкуляризации трансплантата. Кроме того, изложен пошаговая подход к анализу изображений и количественной оценке объема островка или сегментированных сосудов и островковых капсул, образующих клетки-получатели.
Сахарный диабет описывает группу метаболических заболеваний, характеризующихся повышенным уровнем глюкозы в крови, как результат недостаточной выработки инсулина в результате потери или дисфункции бета-клеток островков поджелудочной железы, часто сопровождаемых резистентностью к инсулину. Тип 1 (T1D) и диабет типа 2 (T2D) являются сложными заболеваниями, при которых прогрессирующая дисфункция бета-клеток вызывает развитие болезни. T1D осаждается аутоиммунной атаки на бета-клетки, в то время как T2D считается обусловлен метаболических факторов, хотя и с увеличением доказательств низкосортногосистемного воспаления 1. Трансплантация донорских человеческих островков, особенно пациентам с Т1Д, дает возможность обеспечения физиологического гликемического контроля. Тем не менее, нехватка доноров тканей и бедных островок engraftment предотвратил островок трансплантации, чтобы стать основным терапевтическим вариантом. Значительная часть функционального пересадки островка теряется в непосредственной посттрансплантации (24-48 ч) из-за гипоксической, воспалительной, иммуногеннойсреды хозяина 2,,3. Для оценки эффективности методов вмешательства для повышения выживаемости островка необходим постоянный мониторинг таких трансплантаций.
In vivo методы для изображения и отслеживания судьбы пересаженной человеческой поджелудочной железы островки после трансплантации по-прежнему остается проблемой дляисследования диабета 4,5. На сегодняшний день неинвазивные методы визуализации, включая позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), магнитно-резонансную томографию (МРТ) или УЗИ (США), показывают потенциал для количественной и функциональной оценки пересаженных островков вэкспериментальных условиях 5. Однако, учитывая небольшие размеры островка, количественные измерения по этим условиям страдают от недостаточного разрешения. Передняя камера глаза (ACE) в качестве места трансплантации для наблюдения является перспективным неинвазивным решением для визуализации, предлагающим эффективно более высокое пространственное разрешение и частый мониторинг в течение длительныхпериодов времени 6. Этот метод был успешно использован для изучения биологии островка мыши (рассмотрены в Ян и др.7), аутоиммунныеиммунные реакции 8, а также человека островокпрививки 9,10.
Здесь метод трансплантации ACE сочетается с 2-фотонной визуализацией для исследования динамики процесса пересадки островков поджелудочной железы человека путем непрерывных и повторных записей на отдельных островктных трансплантатах в течение 10 месяцев после трансплантации. Многофотонные свойства изображений большей глубины изображения и снижение общего фотоотливов и повреждения фото преодолеть ограничения изображения конфокальные микроскопии11. Количественная оценка флуоресцентной визуализации включает в себя несколько этапов, включая подготовку островка образца, пересадку островка, получение изображений, фильтрацию изображений для удаления шума островка или фона, сегментацию, количественную оценку и анализ данных. Наиболее сложным шагом обычно является разделение или сегментация изображения на несколько частей или областей. Это может включать отделение сигнала от фонового шума или кластеризацию областей вокелей на основе сходства в цвете или форме для обнаружения и обозначения воксельов 3D-тома, который представляет собой островок сосудов, например. После сегментации статистические данные, такие как размеры объема объектов, обычно просты в извлечении. Предоставляется метод количественной оценки и извлечения данных изображений, таких как сегментация и визуализация данных. Особое внимание уделяется удалению аутофторесценции в человеческих островках и различию между островками сосудов и островковых капсул, образующих клетки-реципиенты.
Региональный комитет по этике в Лунде, Швеция, одобрил исследование в соответствии с Законом об этическом обзоре исследований с участием людей. Эксперименты на животных проводились в строгом соответствии со шведской этикой экспериментов на животных и были одобрены комитетами по этике Мальмё и Лунда. От 6 до 8 недель иммунодефицит NOD. (Cg)-Gt (ROSA)26Sortm4-Rag2-/- (NOD. РОЗА-помидор. Rag2-/-) мышей-реципиентов были использованы в качестве получателей для трансплантации человеческихостровков 10.
1. Островная подготовка к трансплантации
2. Подготовка оборудования для трансплантации и хирургического стола
ПРИМЕЧАНИЕ: Все хирургические инструменты должны быть автоматически, а хирургический стол и инструменты дезинфицированы 70% алкоголем.
3. Анестезия и позиционирование мышей-реципиентов для хирургического вмешательства
ПРИМЕЧАНИЕ: Все животные были выведены и поддерживались в среде, свободной от патогенов, на животных в Лундском университете.
4. Процедура трансплантации
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод был ранее описан для трансплантации мышей островки6. Здесь представлена слегка измененная процедура.
5. Изображение имплантированных человеческих островков с помощью 2-фотонной микроскопии
ПРИМЕЧАНИЕ: Принимая обзор изображения глаза с помощью флуоресценции стереоскопический микроскоп (Рисунок 2a-c) 4-5 дней после трансплантации до 2-фотонной визуализации рекомендуется локализовать островки, представляющие интерес. Избегайте сдерживания глаз слишком плотно это рано после трансплантации. Используйте 2-фотонные изображения 6-7 дней после пересадки.
6. Изображение имплантированных человеческих островков с помощью конфокальные микроскопии
ПРИМЕЧАНИЕ: Общий объем, морфология и пластичность пересаженных островков можно оценить путем мониторинга сигнала рассеяния in vivo в отдельном сканировании (т.е. отдельной дорожке) путем обнаружения лазерного заднего света10.
7. Анализ изображений
ПРИМЕЧАНИЕ: Для этого шага использовалось коммерческое программное обеспечение(см. таблицу материалов).
Не помеченные человеческие островки были пересажены в ACE 8-недельной самки NOD. (Cg)-Gt (ROSA)26Sortm4-Rag2-/-(NOD. РОЗА-помидор. Rag2(ru)мышей-реципиентов. Для предотвращения отторжения тканей человека, иммунодефицит Rag2 нокаут мышей были выбраны в качестве получат...
Представлен метод изучения процесса пересадки клеток поджелудочной железы человека путем наблюдения за вовлечением реципиентной и донорской ткани. После минимальной инвазивной операции имплантации человеческих островков в переднюю камеру иммунодефицитного мышиного глаза, мышь бы?...
Авторов нечего раскрывать.
Это исследование было поддержано Шведским исследовательским советом, Стратегическим исследовательским районом Экзодиаб, Dnr 2009-1039, Шведским фондом стратегических исследований Dnr IRC15-0067 в LUDC-IRC, Королевским физикографическим обществом в Лунде, Diabetesf'rbundet и Barndiabetesf'rbundet.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anasthesia machine, e.g. Anaesthesia Unit U-400 | Agnthos | 8323001 | used for isofluran anasthesia during surgery and imaging |
-induction chamber 1.4 L | Agnthos | 8329002 | connect via tubing to U-400 |
-gas routing switch | Agnthos | 8433005 | connect via tubing to U-400 |
AngioSense 680 EX | Percin Elmer | NEV10054EX | imaging agent for injection, used to image blood vessels in human islet grafts |
Aspirator tubes assemblies | Sigma | A5177-5EA | connect with pulled capillary pipettes for manual islet picking |
Buprenorphine (Temgesic) 0.3mg/ml | Schering-Plough Europé | 64022 | fluid, for pain relief |
Capillary pipettes | VWR | 321242C | used together with Aspirator tubes assemblies |
Dextran-Texas Red (TR), 70kDa | Invitrogen | D1830 | imaging agent for injection |
Eye cannula, blunt end , 25 G | BVI Visitec/BD | BD585107 | custom made from Tapered Hydrode lineator [Blumenthal], dimensions: 0.5 x 22mm (25G x 7/8in) (45?), tip tapered to 30 G (0.3mm) |
Eye gel | Novartis | Viscotears, contains Carbomer 2 mg/g | |
Hamilton syringe 0.5 ml, Model 1750 TPLT | Hamilton | 81242 | Plunger type gas-tight syringe for islet injection |
Head holder | |||
-Head holding adapter | Narishige | SG-4N-S | assemled onto metal plate |
-gas mask | Narishige | GM-4-S | |
-UST-2 Solid Universal Joint | Narishige | UST-2 | assemled onto metal plate |
-custom made metal plate for head-holder assembly | |||
-Dumont #5, straight | Agnthos | 0207-5TI-PS or 0208-5-PS | attached to UST-2 (custom made) |
Heating pad, custom made | taped to the stereotaxic platform | ||
Human islet culture media | |||
-CMRL 1066 | ICN Biomedicals | cell culture media for human islets | |
-HEPES | GIBCO BRL | ||
-L-glutamin | GIBCO BRL | ||
-Gentamycin | GIBCO BRL | ||
-Fungizone | GIBCO BRL | ||
-Ciproxfloxacin | Bayer healthcare AG | ||
-Nicotinamide | Sigma | ||
Image analysis software | Bitplane | Imaris 9 | |
Image Aquisition software | Zeiss | ZEN 2010 | |
Infrared lamp | VWR | 1010364937 | used to keep animals warm in the wake-up cage |
Isoflurane Isoflo | Abott Scandinavia/Apotek | fluid, for anesthesia | |
Needle 25 G (0.5 x 16mm), orange | BD | 10442204 | used as scalpel |
Petri dishes, 90mm | VWR | 391-0440 | |
2-Photon/confocal microscope | |||
-LSM7 MP upright microscope | Zeiss | ||
-Ti:Sapphire laser Tsunami | Spectra-Physics, Mai Tai | ||
-long distance water-dipping lens 20x/NA1.0 | Zeiss | ||
-ET710/40m (Angiosense 680) | Chroma | 288003 | |
-ET645/65m-2p (TR) | Chroma | NC528423 | |
-ET525/50 (GFP) | Chroma | ||
-ET610/75 (tomato) | Chroma | ||
-main beam splitter T680lpxxr | Chroma | T680lpxxr | Dichroic mirror to transmit 690 nm and above and reflect 440 to 650 nm size 25.5 x 36 x 1 mm |
Polythene tubing (0.38mm ID, 1.09 mm OD) | Smiths Medical Danmark | 800/100/120 | to connect with Hamilton syringe and eye canula |
Stereomicroscope | Nikon | Model SMZ645, for islet picking | |
Stereomicroscope (Flourescence) | for islet graft imaging | ||
-AZ100 Multizoom | Nikon | wide field and long distance | |
-AZ Plan Apo 1x | Nikon | ||
-AZ Plan Apo 4x | Nikon | ||
-AZ-FL Epiflourescence with C-LHGFI HG lamp | Nikon | ||
-HG Manual New Intensilight | Nikon | ||
-Epi-FL Filter Block TEXAS RED | Nikon | contains EX540-580, DM595 and BA600-660 | |
-Epi-FL Filter Block G-2A | Nikon | (EX510-560, DM575 and BA590) | |
-Epi-FL Filter Block B-2A | Nikon | (EX450-490, DM505 and BA520) | |
-DS-Fi1 Colour Digital Camera (5MP) | Nikon | ||
Syringe 1-ml, Omnitix | Braun | 9161406V | for Buprenorphine injection, used with 27 G needle |
Surgical tape | 3M |
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