Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Визуализация поджелудочной железы in vivo с высоким разрешением облегчалась с помощью окна приживитой визуализации поджелудочной железы.
Прямая визуализация поджелудочной железы с клеточным разрешением in vivo в живой модели мелкого животного была технически сложной. Недавнее исследование прижизальной визуализации с окном абдоминальной визуализации позволило визуализировать клеточную динамику в органах брюшной полости in vivo. Однако из-за мягкой листовой архитектуры поджелудочной железы мыши, на которую можно легко повлиять физиологическим движением (например, перистальтикой и дыханием), было трудно выполнять стабилизированную продольную визуализацию in vivo в течение нескольких недель на клеточном уровне для идентификации, отслеживания и количественной оценки островков или раковых клеток в поджелудочной железе мыши. Здесь мы описываем способ имплантации нового поддерживающего основания, интегрированного окна прижизной визуализации поджелудочной железы, которое может пространственно отделять поджелудочную железу от кишечника для продольной покадровой прижизной визуализации микроструктуры поджелудочной железы. Продольная визуализация in vivo с окном визуализации обеспечивает стабильную визуализацию, позволяющую отслеживать островки в течение 3 недель и трехмерную визуализацию микроструктуры с высоким разрешением, о чем свидетельствует ортотопическая модель рака поджелудочной железы. С помощью нашего метода дальнейшие исследования прижизневой визуализации могут прояснить патофизиологию различных заболеваний, связанных с поджелудочной железой на клеточном уровне.
Поджелудочная железа является брюшным органом с экзокринным органом в пищеварительном тракте и эндокринной функцией секретирования гормонов в кровоток. Клеточная визуализация поджелудочной железы с высоким разрешением может выявить патофизиологию различных заболеваний, связанных с поджелудочной железой, включая панкреатит, рак поджелудочной железы и сахарный диабет1. Обычные диагностические инструменты визуализации, такие как компьютерная томография, визуализация магнитного разрешения и ультрасонография, широко доступны в клиническойобласти 1,2. Однако эти методы визуализации ограничены визуализацией только структурных или анатомических изменений, в то время как изменения на клеточном или молекулярном уровне не могут быть определены. Учитывая, что молекулярные изменения при сахарном диабете или раке поджелудочной железы у человека могут инициироваться более чем за 10 лет до постановки диагноза3,4,выявление заболеваний поджелудочной железы от их молекулярного перехода в латентный период имеет потенциал для обеспечения ранней диагностики и своевременного вмешательства. Таким образом, визуализация, которая преодолеет ограничения разрешения и даст ценную информацию о функции, замечательно привлекает внимание, обеспечивая раннюю диагностику рака поджелудочной железы или расширенную идентификацию изменения островков во время прогрессирования сахарного диабета5.
В частности, с островками, ядерная визуализация, биолюминесцентная визуализация и оптическая когерентная томография были предложены в качестве неинвазивных методов визуализации островков6. Однако разрешение этих методов существенно низкое, с типичными значениями в диапазоне от нескольких десятков до сотен микрометров, что предлагает ограниченную способность обнаруживать изменения на клеточном уровне в островках. С другой стороны, предыдущие исследования островков с высоким разрешением проводились при ex vivo7,8 (например, нарезка или переваривание поджелудочной железы), нефизиологических9 (например, экстериоризация поджелудочной железы) и гетеротопных состояниях10,11,12 (например, имплантация под почечную капсулу, внутри печени и в передней камере глаза), что ограничивает их интерпретацию и клинические последствия. Если in vivo,физиологическая и ортотопическая модель визуализации высокого разрешения может быть установлена, это станет критической платформой для исследования островков поджелудочной железы.
Прижизальная визуализация, которая выявляет патофизиологию на уровне микроскопического разрешения у живого животного, недавно получила большое внимание13. Из методов визуализации in vivo разработка окна абдоминальной визуализации14,которое имплантирует окно в брюшную полость мыши, позволила обнаружить новые результаты (т.е. стадию премикрометастаза раннего метастазирования в печени15 и механизм поддержания стволовых клеток в кишечном эпителии16). Хотя окно абдоминальной визуализации дает ценные результаты, применение этого окна для поджелудочной железы и результирующее исследование прижизальной визуализации, основанное на заболеваниях, связанных с поджелудочной железой, не были широко исследованы.
В отличие от четко определенных характеристик твердых органов поджелудочной железы человека, поджелудочная железа мыши представляет собой диффузно распределенную мягкую тканевую структуру17. Поэтому на него постоянно влияют физиологические движения, включая перистальтику и дыхание. Предыдущее исследование по применению окна абдоминальной визуализации для поджелудочной железы показало, что блуждание происходило из-за артефактов движения, вызванных дефекациями18. В полученном усредненном изображении наблюдалось сильное размытие, что затрудняло визуализацию и идентификацию микромасштабных структур.
Здесь мы описываем использование нового вспомогательного базового интегрированного окна визуализации прижизной поджелудочной железы в сочетании с прижизальной микроскопией19,20 для исследования событий продольного клеточного уровня при заболеваниях, связанных с поджелудочной железой. В дополнение к подробному описанию методологии в предыдущем исследовании18,расширенное применение окна визуализации поджелудочной железы для различных заболеваний, связанных с поджелудочной железой, будет рассмотрено в этой статье. В этом протоколе в качестве системы прижизностной микроскопии использовалась специально разработанная система лазерного сканирования с частотой видеоснабжений. В качестве источника возбуждения использовались четыре лазерных модуля (длины волн 405, 488, 561 и 640 нм), а четыре канала сигналов излучения были обнаружены фотоумноживательными трубками (PMT) через полосовые фильтры (BPF1: FF01-442/46; БНФ2: ФФ02-525/50; БНФ3: FF01-600/37; БНФ4: FF01-685/40). Лазерное сканирование состояло из вращающегося полигонального зеркала (ось X) и сканирующего зеркала гальванометра (ось Y), что позволяло сканировать видео со скоростью (30 кадров в секунду). Подробная информация о прижизальной микроскопии была описана в предыдущих исследованиях10,18,19,20,21,22,23.
В нашем предыдущем исследованииостровков 18мы успешно и стабильно визуализировали островки у живых мышей, используя трансгенную модель мыши (MIP-GFP)24, в которой островки были помечены GFP. Метод позволил визуализировать изменения в островках с высоким разрешением в течение 1 недели. Это также облегчило визуализацию одних и тех же островков в течение 3 недель, что говорит о целесообразности долгосрочных исследований островков поджелудочной железы для функционального отслеживания или мониторинга во время патогенеза сахарного диабета18. Кроме того, мы разработали ортотопическую модель рака поджелудочной железы, в которой флуоресцентные раковые клетки поджелудочной железы (PANC-1 NucLight Red)25 были непосредственно имплантированы в поджелудочную железу мыши. С применением окна прижизной визуализации поджелудочной железы эта модель может быть использована в качестве платформы для исследования клеточной и молекулярной патофизиологии в микроокружении опухоли рака поджелудочной железы и для терапевтического мониторинга новых кандидатов на лекарства.
Все процедуры, описанные в настоящем документе, были проведены в соответствии с8-м изданием Руководства по уходу и использованию лабораторных животных (2011)26 и одобрены Институциональным комитетом по уходу и использованию животных при Корейском передовом институте науки и техники (KAIST) и больнице Бундан Сеульского национального университета (SNUBH).
1. Подготовка окна и других материалов
2. Хирургия
3. Приживитая визуализация
Приживитая микроскопия в сочетании с поддерживающей базой, интегрированной в окно прижизной визуализации поджелудочной железы, позволяет получать продольную визуализацию поджелудочной железы на клеточном уровне у мыши. Этот протокол с окном прижизной визуализации поджелудочной же?...
Протокол, описанный здесь, состоит из прижизальной визуализации поджелудочной железы с использованием нового вспомогательного базового интегрированного окна визуализации прижизной поджелудочной железы, модифицированного из окна абдоминальной визуализации. Среди протоколов, описа...
Авторам нечего раскрывать.
Это исследование было поддержано грантом No 14-2020-002 исследовательского фонда SNUBH и грантом Национального исследовательского фонда Кореи (NRF), финансируемым правительством Кореи (MSIT) (NRF-2020R1F1A1058381, NRF-2020R1A2C3005694).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alexa Fluor 647 Succinimidyl Esters (NHS esters) | Invitrogen | A20006 | Fluorescent probe for conjugate with antibody |
BALB/C Nude | OrientBio | BALB/C Nude | BALB/C Nude |
BD Intramedic polyethylene tubing | BD Biosciences | 427401 | PE10 catheter for connection with needle |
C57BL/6N | OrientBio | C57BL/6N | C57BL/6N |
Cover glasses circular | Marienfeld | 0111520 | Cover glass for pancreatic imaging window |
FITC Dextran 2MDa | Merck (Former Sigma Aldrich) | FD200S | For vessel identification |
IMARIS 8.1 | Bitplane | IMARIS | Image processing |
Intravital Microscopy | IVIM tech | IVM-C | Intravital Microscopy |
IRIS Scissor | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | S-1107-10 | This product can be replaced with the product from other company |
Loctite 401 | Henkel | 401 | N-butyl cyanoacrylate glue |
Micro Needle holder | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | H-1126-10 | This product can be replaced with the product from other company |
Micro rectractor | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | 17004-03 | This product can be replaced with the product from other company |
Microforceps | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | F-1034 | This product can be replaced with the product from other company |
MIP-GFP | The Jackson Laboratory | 006864 | B6.Cg-Tg(Ins1-EGFP)1Hara/J |
Nylon 4-0 | AILEE | NB434 | Non-Absorbable Suture |
Omnican N 100 30G | B BRAUN | FT9172220S | For Vascular Catheter, Use only Needle part |
PANC-1 NucLightRed | Custom-made | Custom-made | Made in laboratory |
Pancreatic imaging window | Geumto Engineering | Custom order | Pancreatic imaging window - custom order |
Physiosuite | Kent Scientific | PS-02 | Homeothermic temperature controller |
Purified NA/LE Rat Anti-Mouse CD31 | BD Biosciences | 553708 | Antibody for in vivo vessel labeling |
Ring Forceps | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | F-1090-3 | This product can be replaced with the product from other company |
Rompun | Bayer | Rompun | Anesthetic agent |
TMR Dextran 65-85kDa | Merck (Former Sigma Aldrich) | T1162 | For vessel identification |
Window holder | Geumto Engineering | Custom order | Window holder - custom order |
Zoletil | Virbac | Zoletil 100 | Anesthetic agent |
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