Name: multimodal quantitative phase imaging with digital holographic microscopy accurately assesses intestinal inflammation and epithelial wound healing
Uploaded: 2016-09-13T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Multimodal Quantitative Phase Imaging with Digital Holographic Microscopy Accurately Assesses Intestinal Inflammation and Epithelial Wound Healing at JoVE.com

We thank Faekah Gohar for proofreading the manuscript. We thank Sonja Dufentester and Elke Weber for expert technical assistance.

모든 동물 실험은 독일어 동물 보호법에 따라 지역 윤리위원회합니다 (Landesamt 대 투르, UMWELT 싶게 Verbraucherschutz, LANUV, 독일)에 의해 승인되었다. 뮌스터 대학의 지역 윤리위원회는 조직 학적 및 현미경 분석을위한 인체 조직의 사용을 승인했다. 1. 동물 및 재료 <ol><li> 지역 동물 보호 법률에 따라 여성 또는 20g (25)에 무게 필요한 DSS 감수성 균주의 수컷 마우스, 집을 사용합니...

우리는 DHM은 쥐 대장염 모델에서 조직 학적 손상과 인간의 대장 조직 샘플 생체의 정확한 평가를 제공한다는 것을 보여줍니다. 또한, 우리는 DHM 지속적 동시에 세포 변화에 대한 복합 정보를 제공하는 동안 상피 상처 치유를 모니터링 할 수 있습니다 표시. DHM에서 디지털로 촬영 된 홀로그램의 재건 수치 (32)이 수행된다. 따라서, 명 시야 현미경 제르 니케 위상차 미분 간섭 ?...

염증성 장 즉 질환 (IBD), 궤양 성 대장염 (UC) 및 크론 병 (CD)은 위장관 (1)의 특발성 염증성 질환이다. IBD의 기본 병태 생리 및 잠재적 신약 또는 새로운 진단 방법의 평가에 대한 연구는 특히 중요하다. 모두 기초 연구 및 IBD 환자의 임상 관리에서, 장 점막 관심 2,3의 초점이되었다. 점막은 공생 박테리아, 상피 세포 및 장 면역계의 다양한 세포 구성 요소 간의 상호 작용을 직감 4,5 항상성 조율하는 해부학 적 경계를 나타낸다. 그러나, IBD 환자, 조절되지 않는 영구 장 염증은 결국 자체가 지역의 염증 (6)을 악화 상피 장벽 기능의 고장 절정에 달하다 수 있습니다 궤양이나 협착 등의 검출 손상, 점막 연결됩니다. <p클래스 = &quot;jove_content은&quot;&gt; 상피 치유 염증 다음 상피 재생을위한 따라서 중요하다뿐만 아니라 위장 수술 7 일 후 위장관 궤양 또는 문 합부 누출의 치유의 핵심 요구 사항입니다 상처. 상피는 치유 검정 치료 시험 관내 상처 시뮬레이션 장내 염증 8,9의 뮤린 모델 수 권취. 두 시험 관내 및 생체 내 접근법 실험 평가의 정확성을 제한하는 문제점을 가지고있다. 시험관 분석법을 고전 스크래치 분석처럼 형광 발색단와 장기화 염색 절차 또는 형질 전환이 필요합니다. 이들은 종종 10을 자동화 할 수없는 세포 증식 및 이동의 그 불연속 모니터링에 의해 제한된다. 이러한 덱스 트란 황산나트륨 (DSS)에 의해 유도 성 대장염과 같은 생체 내 모델을 자주 인해 나타나는 심각한 변화에 부분적으로 강력한 리드 아웃 부족 실험실 마커에, 엄마부적절한 왕 같은 마커는 대장염 심각도 11, 12을 평가한다. 염증 점막의 조직 학적 분석은 여전히 현재 대장염의 심각도를 결정하는 가장 유효한 방법이지만이, 시험 관내 상피 창상 치유의 분석처럼, 염색을 필요로하고 연구자의 ​​전문성 (13)에 따라 달라집니다. 최근 디지털 홀로그램 현미경 (DHM) 정량적 인 위상 현미경 (14)의 변형이 시험 관내 및 생체 내 15 상피 상처 치료의 평가에 유용한 도구로 확인되었다. DHM은 (OPD)의 광로 길이의 지연을 측정함으로써 조직 농도의 평가를 허용 어느 전망 소설 암 진단 16 ~ 18과 염증 관련 조직 변화 (19)의 정량화. 또한, DHM은 셀 두께, 셀 커​​버 표면적 세포 (단백질) 함량의 양을 측정함으로써 세포 형태 역학의 모니터링을 허용 <sup&gt; 15, 20. 생체 외 분석에서, DHM은 생리 학적 과정, 예를 들면, 세포 부피 및 두께 (21, 22)의 변화를 평가함으로써 셀룰러 투수의 분석을 가능하게한다. 또한, DHM 측정 조사원 관련된 샘플 바이어스를 방지하는 자동화 될 수있다. 여기서는 장내 염증의 뮤린 모델 DHM의 사용을 설명하고, 또한, 라벨없는 시험 관내 분석과 같은 상처 치유 정량적 모니터링 인체 조직 시료의 분석을 적용 DHM. 첫째, 우리는 IBD와 인간의 대장염 마우스 및 조직 섹션에서 다른 대장 벽 층의 염증 변화를 평가한다. DHM 정량적 위상 촬상 절차를 기술 한 결과 취득한 정량적 위상 이미지에 대한 평가를 설명도 현미경 성분, 조직 절편의 제조 및 사용에 대한 자세한 설명을 제공한다. 다음으로, DHM은 요로 감염 될 수 있다는 것을 보여시험관 내에서 상피 상처 치유 복합 지속적인 모니터링하게 안정적 및 세포 막 두께, 건조 질량 및 부피 등 셀룰러 세포의 특성 분석을 서술 약물 유도 세포 생리적 변화에 대한 통찰력을 제공한다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Reagents</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Azoxymethane (AOM)</td>
			<td>Sigma - Aldrich, Deisenhofen, Germany</td>
			<td>A5486</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Flask</td>
			<td>Greiner Bio-One, Frickenhausen, Germany</td>
			<td>658170</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Costar Stripette</td>
			<td>Corning Inc., New York, USA</td>
			<td>4488</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextran sulphate sodium (DSS)</td>
			<td>TdB Consulatancy, Uppsala, Sweden</td>
			<td>DB001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM/Ham&#180;s F12</td>
			<td>PAA Laboratories - Pasching - Austria</td>
			<td>E15-813</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGF</td>
			<td>Sigma - Aldrich, Deisenhofen, Germany</td>
			<td>SPR3196</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td>Sigma - Aldrich, Deisenhofen, Germany</td>
			<td>E 9884</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon Tube 50ml</td>
			<td>BD Biosciences, Erembodegem, Belgium</td>
			<td>352070</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopentane (2- Methylbutane)</td>
			<td>Sigma - Aldrich, Deisenhofen, Germany</td>
			<td>M32631-1L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylene blue</td>
			<td>Merck, Darmstadt, Germany</td>
			<td>1159430025</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mitomycin C</td>
			<td>Sigma - Aldrich, Deisenhofen, Germany</td>
			<td>M4287</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Slides</td>
			<td>G. Menzel, Braunschweig, Germany</td>
			<td>J1800AMNZ</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>O.C.T. Tissue Tek compound&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td>Sakura, Zoeterwonde, Netherlands</td>
			<td>4583</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen/Strep/Amphotericin B</td>
			<td>Lonza, Verviers, Belgium</td>
			<td>1558</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline, PBS</td>
			<td>Lonza, Verviers, Belgium</td>
			<td>4629</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640</td>
			<td>Lonza, Verviers, Belgium</td>
			<td>3626</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride 0,9%</td>
			<td>Braun, Melsungen, Germany</td>
			<td>5/12211095/0411</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard diet</td>
			<td>Altromin, Lage, Germany</td>
			<td>1320</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue-Tek Cryomold</td>
			<td>Sakura, Leiden, Netherlands</td>
			<td>4566</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin EDTA</td>
			<td>Lonza, Verviers, Belgium</td>
			<td>7815</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vitro &#8211; Clud&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td>R. Langenbrinck, Teningen, Germany</td>
			<td>04-0002&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;&#181;-Dish 35 mm with Culture-Insert, high</td>
			<td>ibidi GmbH, Munich, Germany</td>
			<td>81176</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DIC Lid for &#181;-Dishes, with a glass insert</td>
			<td>ibidi GmbH, Munich, Germany</td>
			<td>80050</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MICROM HM550</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, USA</td>
			<td>46320</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital holographic microscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Component</td>
			<td>Model</td>
			<td>Company</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted Microscope</td>
			<td>iMIC</td>
			<td>Till Photonics, Graefelfing, Germany</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser</td>
			<td>Compass 315M</td>
			<td>Coherent GmbH, Luebeck, Germany</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope lens</td>
			<td>Zeiss EC Plan Neofluar 10x/0.3</td>
			<td>Zeiss, Goettingen, Germany</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCD camera</td>
			<td>DMK 41BF02</td>
			<td>The Imaging Source, Bremen, Germany</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multimodal quantitative phase imaging with digital holographic microscopy accurately assesses intestinal inflammation and epithelial wound healing

즉, 염증성 장 질환의 발생 빈도는, 크론 병과 궤양 성 대장염은 상당히 지난 10 년간 증가했다. IBD의 원인은 알 수없는 남아 있고 현재 치료 전략은 면역 시스템의 불특정 억제를 기준으로합니다. 특히 현저 IBD의 관리를 향상시킬 수있는 장내 염증과 상피 상처 치유를 표적 치료의 개발은, 그러나 이것은 염증성 변화의 정확한 검출을 필요로한다. 현재 잠재적 인 약물 후보는 일반적으로 생체 내 또는 시험 관내 세포 배양 기술을 기반으로, 동물 모델을 이용하여 평가된다. 조직 학적 검사는 일반적으로 샘플 특성을 변경할 수 있으며, 또한, 연구 결과의 해석은 연구자의 전문성에 따라 다를 수있는 세포 또는 관심의 조직 염색 할 필요합니다. 디지털 홀로그램 현미경 (DHM)는 광로 길이 지연의 검출에 기초하여 허용얼룩없는 양적 위상차 영상. 이 결과는 직접적으로 절대 생 물리적 파라미터와 상관 될 수있다. 우리는 굴절률 측정을 기반으로 DHM와 조직 밀도의 변화 측정, 대장염 쥐와 인간의 대장 조직 표본의 다른 레이어에, 염색하지 않고, 염증성 변화를 정량화하는 방법을 보여줍니다. 또한, 우리는 건조 중량 및 마이그레이션 세포의 층 두께로 부상 면적과 형태 학적 매개 변수의 동시 결정 간단한 자동 결정을 통해 DHM을 사용하여 체외 가능 상피 상처 치유의 연속 복합 라벨없는 모니터링을 보여줍니다. 결론적으로, DHM은 가치, 소설, 양적 도구 가능한 매개 변수에 대한 절대 값과 장 염증의 평가, 시험관 내에서 상피 상처 치유의 단순화 정량을 나타내고, 따라서 번역 진단 유 높은 잠재력을 가지고있다그 자체.

디지털 홀로그램 현미경에 대한 DHM 이미지에 대한 일반적인 설정 (DHM) 도 1b에 도시 된 바와 같이 명 시야 촬상 정량적 DHM 위상차 촬상을 수행하기 위해 거꾸로 현미경을 적용 하였다. (25) 상술 한 바와 같이 시스템이하는 DHM 모듈을 부착시킴으로써 변성시켰다. 마하 ?...

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Multimodal Quantitative Phase Imaging with Digital Holographic Microscopy Accurately Assesses Intestinal Inflammation and Epithelial Wound Healing

Accurate assessment of anti-inflammatory effects is of utmost importance for the evaluation of potential new drugs for the treatment of inflammatory bowel disease. Digital holographic microscopy provides assessment of inflammation in murine and human colonic tissue samples as well as automated multimodal evaluation of epithelial wound healing in vitro.

디지털 홀로그램 현미경과 복합 양적 위상 이미징 정확하게 장내 염증과 상피 상처 치유를 평가

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