Sign In

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

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

В протоколе используется передовая световая микроскопия наряду с адаптированными методами очистки тканей для исследования сложных сердечных структур в сердцах грызунов, что имеет большой потенциал для понимания морфогенеза и ремоделирования сердца.

Abstract

Световая микроскопия (LSM) играет ключевую роль в понимании сложной трехмерной (3D) структуры сердца, обеспечивая решающее понимание фундаментальной физиологии сердца и патологических реакций. Мы углубляемся в разработку и внедрение метода LSM для выяснения микроархитектуры сердца на мышиных моделях. Методология объединяет индивидуальную систему LSM с методами очистки тканей, уменьшая рассеяние света в тканях сердца для объемной визуализации. Сочетание традиционного LSM со сшивкой изображений и многоракурсной деконволюцией позволяет захватывать все сердце. Чтобы устранить неизбежный компромисс между осевым разрешением и полем зрения (FOV), мы также представляем метод осевой световой листовой микроскопии (ASLM) для минимизации расфокусированного света и равномерного освещения сердца в направлении распространения. В то же время методы очистки тканей, такие как iDISCO, усиливают проникновение света, облегчая визуализацию глубоких структур и обеспечивая всестороннее обследование миокарда по всему сердцу. Комбинация предложенных методов LSM и очистки тканей представляет собой многообещающую платформу для исследователей в разрешении сердечных структур в сердцах грызунов, обладающую большим потенциалом для понимания морфогенеза и ремоделирования сердца.

Introduction

Сердечная недостаточность остается основной причиной смертности во всем мире, в первую очередь из-за отсутствия регенеративной способности зрелых кардиомиоцитов1. Сложная архитектура сердца играет решающую роль в его функционировании и дает представление о процессах развития. Глубокое понимание структуры сердца необходимо для выяснения фундаментальных процессов морфогенеза сердца и ремоделирования в ответ на инфаркт миокарда. Недавний прогресс показал, что неонатальные мыши могут восстанавливать сердечную функцию после травмы, в то время как взрослые мыши не имеют такой регенеративной способности2. Это создает основу для....

Protocol

Протоколы и эксперименты на животных были одобрены и проведены под надзором Комитета по уходу и использованию животных Техасского университета в Далласе (IACUC #21-03). В этом исследовании использовались мыши C57BL6, включая новорожденных на 1-й день после рождения (P1) и 8-недельных взрослых. Раз.......

Representative Results

Было продемонстрировано, что LSM способствует кардиологическим исследованиям 31,32,33,34,35,36,37 из-за минимального риска фотоповреждения, высокого пространственного разрешения и оптического среза по сравнению с другими методами оптической визуализации, такими как светлопольные

Discussion

Развитие методов визуализации, вычислений и очистки тканей предоставило беспрецедентную возможность для обширного исследования структуры и функции сердца. Это имеет большой потенциал для углубления нашего понимания морфогенеза и патогенеза сердца с использованием модели сердца ин?.......

Acknowledgements

Мы выражаем благодарность группе доктора Эрика Олсона в Юго-западном медицинском центре Техасского университета за щедрое предоставление моделей животных. Мы ценим все конструктивные комментарии, предоставленные членами D-инкубатора в Техасском университете в Далласе. Эта работа была поддержана NIH R00HL148493 (Y.D.), R01HL162635 (Y.D.) и программой UT Dallas STARS (Y.D.).

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
1% Agarose
Low melting point agaroseThermo Fisher16520050
Deionized water--
Chemicals for tissue clearing 
5-Amino-1,3,3-trimethylcyclohexanemethylamine, mixture of cis and transSigma-Aldrich118184
D.E.R.™ 332Sigma-Aldrich31185
D.E.R.™ 736Sigma-Aldrich31191
Dibenzyl ether (DBE)Sigma-Aldrich33630
Dichloromethane (DCM)Sigma-Aldrich270997
Fluorescent beadsSpherotechFP-0556-2
Hydrogen peroxide (H2O2)Sigma-Aldrich216736
MethanolSigma-Aldrich439193
Paraformaldehyde (PFA)Thermo Fisher47392
Phosphate Buffered Saline (PBS)Sigma-Aldrich79383
Potassium Chloride (KCl)Sigma-AldrichP3911
Software and algorithms
AmiraThermo Fisher Scientific2021.2
BigStitcherHörl et al.22
Fiji-ImageJSchindelin et al.201.54f
HCImage LiveHamamatsu Photonics4.6.1.2
LabVIEWNational Instruments Corporation2017 SP1
Key components of the customized light-sheet system
0.63 - 6.3X Zoom bodyOlympusMVX-ZB10 
10X Illumination objectiveNikonMRH00105
1X detection objectiveOlympusMV PLAPO 1X/0.25 
473nm DPSS LaserLaserglow TechnologiesLRS-0473-PFM-00100-05
532nm DPSS laserLaserglow TechnologiesLRS-0532-PFM-00100-05
589 nm DPSS laserLaserglow TechnologiesLRS-0589-GFF-00100-05
BNC connectorNational InstrumentBNC-2110
Cylindrical lensThorlabsACY254-050-A
DC-Motor Controller, 4 axesPhysik InstrumenteC-884.4DC
ETLOptotuneEL-16-40-TC-VIS-5D-1-C
ETL CableOptotuneCAB-6-300
ETL Lens DriverOptotuneEL-E-4i
FilterChromaET525/30
FilterChromaET585-40
FilterChromaET645-75
Filter wheel Shutter InstrumentLAMBDA 10-B
Motorized translation stagePhysik InstrumenteL-406.20DG10
Motorized translation stagePhysik InstrumenteL-406.40DG10
Motorized translation stagePhysik InstrumenteM-403.4PD
NI multifunction I/ONational InstrumentPCIe-6363
sCMOS cameraHamamatsuC13440-20CU
Stepper motorPololu1474
Tube lensOlympusMVX-TLU

References

  1. Sadek, H., Olson, E. N. Toward the goal of human heart regeneration. Cell Stem Cell. 26, 7-16 (2020).
  2. Porrello, E. R., et al. Transient regenerative potential of the neonatal mouse heart. Science. 331,....

Explore More Articles

JoVE205

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