Name: sequential in vivo imaging of osteogenic stem/progenitor cells during fracture repair
Uploaded: 2014-05-23T13:00:00
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हम पांडुलिपि पढ़ने के लिए सी. पार्क धन्यवाद. इस काम के पुरस्कार संख्या K01AR061434 और डीपी को एक लेकिमिया और लिंफोमा सोसायटी फैलोशिप अवार्ड (5127-09) के तहत NIAMS द्वारा समर्थित और सामग्री सीपीएल और डीटीएस के लिए राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान का अनुदान नहीं केवल लेखकों की ज़िम्मेदारी है और करता रहा था जरूरी स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थान के आधिकारिक विचार का प्रतिनिधित्व करते हैं.

1. चूहे और शर्त नोट: सभी चूहों रोगज़नक़ मुक्त परिस्थितियों में बनाए रखा गया और सभी प्रोटोकॉल मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित किया गया. स?...

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	<li>Harada, S., Rodan, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+osteoblast+function+and+regulation+of+bone+mass.">Control of osteoblast function and regulation of bone mass.</a> Nature. 423, 349-355 (2003).</li><li>Manolagas, S. C., Parfitt, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+old+means+to+bone.">What old means to bone.</a> Trends Endocrinol Metab. 21, 369-374 (2010).</li><li>Khosla, S., Riggs, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+of+age-related+bone+loss+and+osteoporosis.">Pathophysiology of age-related bone loss and osteoporosis.</a> Endocrinol Metab Clin North Am. 34, 1015-1030 (2005).</li><li>Friedenstein, A. J., Chailakhyan, R. 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Cloning in vitro and retransplantation in vivo.</a> Transplantation. 17, 331-340 (1974).</li><li>Mendez-Ferrer, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesenchymal+and+haematopoietic+stem+cells+form+a+unique+bone+marrow+niche.">Mesenchymal and haematopoietic stem cells form a unique bone marrow niche.</a> Nature. 466, 829-834 (2010).</li><li>Park, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endogenous+Bone+Marrow+MSCs+Are+Dynamic,+Fate-Restricted+Participants+in+Bone+Maintenance+and+Regeneration.">Endogenous Bone Marrow MSCs Are Dynamic, Fate-Restricted Participants in Bone Maintenance and Regeneration.</a> Cell Stem Cell. 10, 259-272 (2012).</li><li>Schindeler, A., McDonald, M. M., Bokko, P., Little, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+remodeling+during+fracture+repair:+The+cellular+picture.">Bone remodeling during fracture repair: The cellular picture.</a> Semin Cell Dev Biol. 19, 459-466 (2008).</li><li>Holstein, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapamycin+affects+early+fracture+healing+in+mice.">Rapamycin affects early fracture healing in mice.</a> Br J Pharmacol. 154, 1055-1062 (2008).</li><li>Maes, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoblast+precursors,+but+not+mature+osteoblasts,+move+into+developing+and+fractured+bones+along+with+invading+blood+vessels.">Osteoblast precursors, but not mature osteoblasts, move into developing and fractured bones along with invading blood vessels.</a> Dev Cell. 19, 329-344 (2010).</li><li>Grcevic, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+fate+mapping+identifies+mesenchymal+progenitor+cells.">In vivo fate mapping identifies mesenchymal progenitor cells.</a> Stem Cells. 30, 187-196 (2012).</li><li>O'Neill, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-computed+tomography+assessment+of+the+progression+of+fracture+healing+in+mice.">Micro-computed tomography assessment of the progression of fracture healing in mice.</a> Bone. 50, 1357-1367 (2012).</li><li>Kovar, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared-labeled+tetracycline+derivative+is+an+effective+marker+of+bone+deposition+in+mice.">Near-infrared-labeled tetracycline derivative is an effective marker of bone deposition in mice.</a> Anal Biochem. 416, 167-173 (2011).</li><li>Mayer-Kuckuk, P., Boskey, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+imaging+promotes+progress+in+orthopedic+research.">Molecular imaging promotes progress in orthopedic research.</a> Bone. 39, 965-977 (2006).</li><li>Lo Celso, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Live-animal+tracking+of+individual+haematopoietic+stem/progenitor+cells+in+their+niche.">Live-animal tracking of individual haematopoietic stem/progenitor cells in their niche.</a> Nature. 457, 92-96 (2009).</li><li>Kuhn, R., Schwenk, F., Aguet, M., Rajewsky, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inducible+gene+targeting+in+mice.">Inducible gene targeting in mice.</a> Science. 269, 1427-1429 (1995).</li><li>Duran-Struuck, R., Dysko, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+bone+marrow+transplantation+(BMT):+providing+optimal+veterinary+and+husbandry+care+to+irradiated+mice+in+BMT+studies.">Principles of bone marrow transplantation (BMT): providing optimal veterinary and husbandry care to irradiated mice in BMT studies.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science: JAALAS. 48, 11-22 (2009).</li><li>Tu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osterix+overexpression+in+mesenchymal+stem+cells+stimulates+healing+of+critical-sized+defects+in+murine+calvarial+bone.">Osterix overexpression in mesenchymal stem cells stimulates healing of critical-sized defects in murine calvarial bone.</a> Tissue Eng. 13, 2431-2440 (2007).</li></ol>

कंकाल स्टेम कोशिकाओं का विनियमन हड्डी पुनर्जनन को प्राप्त करने के लिए बेहतर तरीकों को परिभाषित करने के लिए काफी महत्व की हो सकती है. सेलुलर स्तर पर मात्रात्मक और अनुक्रमिक इमेजिंग तकनीकी रूप से चुनौत...

अपक्षयी हड्डी रोगों और ऑस्टियोपोरोटिक फ्रैक्चर के एक उच्च जोखिम के लिए अग्रणी उम्र से संबंधित हड्डी हानि सार्वजनिक स्वास्थ्य 1 में एक बड़ी चुनौती बन गया है. अस्थि रखरखाव बोन बनाने अस्थिकोरक और हड्डी resorbing osteoclasts द्वारा नियंत्रित किया जाता है. अस्थि कोशिकाओं के गठन के दोष उम्र से संबंधित हड्डी हानि और अपक्षयी हड्डी रोगों 2,3 का एक मुख्य कारण हैं. व्यापक अनुसंधान अस्थिभंग उपचार के सुधार पर ध्यान केंद्रित किया है, विश्वसनीय दवाओं की खोज के अपक्षयी हड्डी रोगों का इलाज और ऑस्टियोपोरोटिक भंग की कमजोरी रिवर्स करने के लिए एक महत्वपूर्ण मुद्दा बनी हुई है. इस प्रकार, हड्डी पुनर्जनन और मरम्मत में अस्थि कोशिकाओं के गठन और उनके नियंत्रण तंत्र के स्रोत का अध्ययन कंकाल उत्थान को बढ़ाने और हड्डी हानि रोगों रिवर्स करने के लिए एक उपन्यास अंतर्दृष्टि प्रदान करता है. अस्थि मज्जा में multipotent mesenchymal कोशिकाओं के अस्तित्व clonogenic आबादी की पहचान के आधार पर प्रस्तावित किया गया है कि सकता है अलगosteogenic में देर हो गई, वसा या मोटापा उत्पन्न करने वाला और chondrogenic प्रजातियों पूर्व vivo 4. हाल ही में, कई अध्ययनों कंकाल / mesenchymal स्टेम सेल (SSCs / MSCs) अस्थिकोरक की एक प्राकृतिक स्रोत हैं और हड्डी कारोबार, remodeling, और फ्रैक्चर की मरम्मत 5,6 के लिए महत्वपूर्ण हैं सूचित किया है कि . इसके अलावा, हमारे वंश अनुरेखण अध्ययन परिपक्व अस्थिकोरक एक अप्रत्याशित रूप से कम आधा जीवन (~ 60 दिन) है और लगातार सामान्य homeostatic और फ्रैक्चर की मरम्मत स्थितियां 6 दोनों में उनके स्टेम / पूर्वपुस्र्ष कोशिकाओं से मंगाया जाता है कि पता चला. हालांकि, vivo में स्टेम कोशिकाओं की पहचान और कैसे इस तरह की कोशिकाओं को चोट फ्रैक्चर और हड्डी बनाने कोशिकाओं स्पष्ट नहीं कर रहे हैं की आपूर्ति करने के लिए प्रतिक्रिया. इसलिए, यह शारीरिक परिस्थितियों में प्रवास, प्रसार और अंतर्जात SSCs / MSCs के भेदभाव का विश्लेषण करने में सक्षम है कि एक विधि विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण है. फ्रैक्चर की मरम्मत परिसर की एक सरणी द्वारा विनियमित एक बहु सेलुलर और गतिशील प्रक्रिया हैसाइटोकिन्स और वृद्धि 7 कारकों. फ्रैक्चर के अध्ययन के लिए सबसे लोकप्रिय दृष्टिकोण लंबी हड्डी फ्रैक्चर के साथ एक पशु मॉडल का उपयोग करने के लिए और हड्डी सेक्शनिंग और Immunofluorescent तकनीक 8-10 से हड्डियों का विश्लेषण करने के लिए है. इस सुधार प्रक्रिया सूक्ष्म सीटी 11, लगभग अवरक्त प्रतिदीप्ति 12, और chemiluminescence इमेजिंग 13 सहित कई इमेजिंग तकनीक द्वारा नजर रखी जा सकती है. हालांकि, प्रत्येक तकनीक कुछ सीमाएँ हैं और इन विवो में सेलुलर स्तर पर SSCs / एमएससी कार्य की निगरानी के लिए कोई कारगर उपाय नहीं किया गया है. हाल ही में, confocal / दो फोटॉन intravital माइक्रोस्कोपी विकसित और जानवरों के 14 में रहने वाले भी एकल कोशिका प्रस्ताव पर उनके अस्थि मज्जा microenvironment के संदर्भ में प्रत्यारोपित कैंसर कोशिकाओं और hematopoietic स्टेम कोशिकाओं का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया गया है. वंश अनुरेखण मॉडल की एक श्रृंखला के साथ इस तकनीक के संयोजन से, हम osteogenic स्टेम / पूर्वपुस्र्ष कोशिकाओं आनुवंशिक रूप से क्षणिक एसी द्वारा चिह्नित किया जा सकता है परिभाषित करने में सक्षम थेmyxovirus प्रतिरोध -1 (MX1) प्रमोटर और MX1 प्रेरित progenitors के tivation समय के साथ परिपक्व अस्थिकोरक के बहुमत बनाए रख सकते हैं, लेकिन वयस्क माउस 6 में chondrocytes की पीढ़ी में भाग नहीं लेते. इसके अलावा, हम MX1 लेबल OSPCs अस्थिभंग उपचार 6 में नया अस्थिकोरक का बहुमत है कि आपूर्ति का प्रदर्शन किया. इधर, आस्टियो वंश ट्रैकिंग मॉडल और intravital माइक्रोस्कोपी का उपयोग कर, एक प्रोटोकॉल फ्रैक्चर की मरम्मत में MX1 + osteogenic स्टेम / पूर्वपुस्र्ष कोशिकाओं के vivo कैनेटीक्स परिभाषित करने के लिए प्रदान की जाती है. इस प्रोटोकॉल फ्रैक्चर साइटों में osteogenic स्टेम / progenitors के स्थानांतरण और जल्दी मरम्मत की प्रक्रिया में osteoprogenitor विस्तार की मात्रात्मक माप ट्रैक करने के लिए अनुक्रमिक इमेजिंग प्रदान करता है. यह दृष्टिकोण हड्डी की मरम्मत में सुधार करने के लिए चिकित्सकीय उम्मीदवारों के मूल्यांकन सहित कई संदर्भों में उपयोगी हो सकता है.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="829">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">C57BL/6J (H-2b)</td>
			<td style="width:140px;">Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME)</td>
			<td style="width:195px;">000664</td>
			<td style="width:279px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ketamine Hydrochloride Injection</td>
			<td style="width:140px;">Bionichepharma</td>
			<td style="width:195px;">67457-001-10</td>
			<td>&#160;Vial size: 10 ml (50 mg/ml)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Xylazine Sterile Solution</td>
			<td style="width:140px;">Lloyd Inc.</td>
			<td style="width:195px;">NADA# 139-236</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Buprenorphine Hl</td>
			<td style="width:140px;">BEDFORD LAB</td>
			<td style="width:195px;">NDC 55390-100-10</td>
			<td>Vial: 0.3 mg/ml, Doses: 0.05-0.1 mg/kg</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DPBS, 1X</td>
			<td style="width:140px;">CORNING cellgro</td>
			<td style="width:195px;">21-031-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Alcohol Prep Pads (70% Isopropyl alcohol)</td>
			<td style="width:140px;">Kendall WEBCOL</td>
			<td style="width:195px;">5110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fine Surgical Scissor</td>
			<td style="width:140px;">F.S.T</td>
			<td style="width:195px;">14568-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Extra fine Forceps</td>
			<td style="width:140px;">F.S.T</td>
			<td style="width:195px;">11150-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VICRYL*Plus Suture</td>
			<td style="width:140px;">Ethicon</td>
			<td style="width:195px;">VCP490G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Qtracker 705 non-targeted quantum dot</td>
			<td style="width:140px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:195px;">Q21061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Methocel 2%</td>
			<td style="width:140px;">OmmiVision</td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">pIpC (Polyinosinic-polycytidylic acid)&#160;&#160;</td>
			<td style="width:140px;">Sigma</td>
			<td style="width:195px;">P0913-50MG</td>
			<td>100 &#956;l (2.5 mg/ml in PBS) for 10 g of mouse</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Mai Tai Tunable Ultrafast Lasers</td>
			<td style="width:140px;">Spectra Physics</td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dual Calypso 491 + 532 nm DPSS laser</td>
			<td style="width:140px;">Cobolt AB</td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Radius-635 HeNe laser</td>
			<td style="width:140px;">Coherent</td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

sequential in vivo imaging of osteogenic stem/progenitor cells during fracture repair

अस्थि लगातार खत्म हो जाता है और अत्यधिक पुनर्योजी चोट के बाद किया जाता है. Osteogenic स्टेम / पूर्वपुस्र्ष कोशिकाओं लंबा करने के लिए मौजूद धारणा रही है, लेकिन इस तरह की कोशिकाओं का विवो प्रदर्शन में केवल हाल ही में प्राप्त किया गया है. इधर, vivo इमेजिंग तकनीक अंतर्जात osteogenic स्टेम / पूर्वपुस्र्ष कोशिकाओं की भूमिका (OSPCs) और हड्डी की मरम्मत में उनकी संतान की जांच के लिए प्रदान की जाती हैं. मॉडल और calvarial हड्डी में प्रेरित माइक्रोफ्रैक्चर की intravital इमेजिंग अनुरेखण आस्टियो वंश सेल का प्रयोग, OSPCs सीधे जल्दी मरम्मत की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण घटना होने में जो चोट के बाद पहले कुछ दिनों के दौरान देखा जा सकता है. चोट साइटों क्रमिक रूप से OSPCs, चोट करने के लिए स्थानांतरित संख्या में वृद्धि हुई है और हड्डी बनाने अस्थिकोरक में अंतर खुलासा कि imaged किया जा सकता है. इन विधियों हड्डी पुनर्जनन और मरम्मत के लिए स्टेम सेल आंतरिक और बाह्य आणविक नियामकों की भूमिका की जांच करने का एक साधन प्रदान करते हैं.

<html> स्थिर लंबी हड्डी फ्रैक्चर मॉडल फ्रैक्चर पढ़ाई में लोकप्रिय हो गया है. हालांकि, लंबी हड्डी या बड़े फ्रैक्चर मॉडल कई ऊतकों को नुकसान का कारण है और इसलिए, हड्डी सेल समारोह के मात्रात्मक माप में एक सीमा ?...

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Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair

अस्थिभंग उपचार में हड्डी पूर्वज समारोह के मात्रात्मक माप उच्च संकल्प धारावाहिक इमेजिंग तकनीक की आवश्यकता है. इधर, प्रोटोकॉल छवि क्रमिक और हड्डी फ्रैक्चर की मरम्मत की प्रक्रिया में अंतर्जात osteogenic स्टेम / पूर्वपुस्र्ष कोशिकाओं के प्रवास, प्रसार और भेदभाव यों तो intravital माइक्रोस्कोपी और आस्टियो वंश ट्रैकिंग का उपयोग के लिए प्रदान की जाती हैं.

अनुक्रमिक<em&gt; में विवो</em&gt; अस्थिभंग मरम्मत के दौरान osteogenic स्टेम / पूर्वपुस्र्ष कोशिकाओं की इमेजिंग

Bone turns over continuously and is highly regenerative following injury. Osteogenic stem/progenitor cells have long been hypothesized to exist, but in ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair

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Our understanding of how and when breast cancer cells transit from established primary tumors to metastatic sites has increased at an exceptional rate ...

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3 डी Neuronavigation<em&gt; में Vivo</em&gt; एक सहज माइग्रेन का सिरदर्द के दौरान एक मरीज की मस्तिष्क के माध्यम से

A growing body of research, generated primarily from MRI-based studies, shows that migraine appears to occur, and possibly endure, due to the alteration ...

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सेल ट्रैकिंग के लिए विवो 19 एफ एमआरआई में

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

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माउस ग्लूकोमा में Confocal Ophthalmoscopic इमेजिंग और सेल morphometry: neurodegeneration के दौरान रेटिना microglial सक्रियण के vivo गतिशीलता में

Microglia, which are CNS-resident neuroimmune cells, transform their morphology and size in response to CNS damage, switching to an activated state with ...

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Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

अग्नाशय के कैंसर नई उपचार रणनीतियों के विकास के लिए सेल के लक्षण स्टेम का अध्ययन

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The ischemic stroke is a major cause of adult long-term disability and death worldwide. The current treatments available are limited, with only tissue ...

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Imaging beta cells is a key step towards understanding islet transplantation. Although different imaging platforms for the recording of beta cell biology ...