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- Quantificazione in situ di cellule beta pancreatiche Messa in topi
- Assistita da computer su larga scala di visualizzazione e quantificazione della Messa di isole pancreatiche, distribuzione delle dimensioni e architettura
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Articles by German Kilimnik in JoVE
JoVE General
Quantificazione in situ di cellule beta pancreatiche Messa in topi
Department of Medicine, University of Chicago
Il protocollo seguente delinea il processo di dissezione del pancreas per l'imaging fetta virtuale, e la successiva quantificazione di tutte le GFP-tagged beta-cellule del pancreas intero.
JoVE General
Assistita da computer su larga scala di visualizzazione e quantificazione della Messa di isole pancreatiche, distribuzione delle dimensioni e architettura
1Department of Medicine, University of Chicago, 2Laboratory of Biological Modeling, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, 3Department of Surgery, University of Chicago, 4Diabetes Division, University of Massachusetts
Metodi computer-assistita romanzo di grandi appalti e l'analisi di campioni di pancreas immunoistochimiche colorati sono descritte: (1) l'acquisizione di Virtual Fetta di tutta la sezione, (2) analisi di massa di dati su larga scala, (3) Ricostruzione di sezioni 2D virtuale , (4) la mappatura delle isole 3D, e (5) Analisi Matematica.
Other articles by German Kilimnik on PubMed
Nessuna Formazione Di Manto in Isolotti Roditore - Il Prototipo Dell'isolotto Rivisitato
Relazioni emergenti su isolotti umani sottolineano differenze distinte dal prototipo ampiamente accettato di roditore isolotti, raccolta di domande sulla loro idoneità per studi sull'uomo. Qui puntiamo a chiarimento architettoniche differenze e somiglianze di umana versus roditore isolotti. La composizione cellulare e l'architettura di isolotti umane e roditori sono stati confrontati attraverso ricostruzioni di tridimensionale (3D). Cambiamenti fisiologici e patologici sono stati esaminati usando isolotti da vari modelli di mouse come non-obesi diabetici (NOD), ob/ob, topi db/db e durante la gravidanza. Una sottopopolazione di isolotti umani è composto di cluster delle alfa-cellule all'interno del core centrale beta-cellule, mentre la percentuale complessiva delle alfa-cellule varia tra isolotti. Nelle isolette del mouse in condizioni normali, alfa-cellule sono localizzate nella periferia isolotto, ma essi non avvolgono il nucleo beta-cellula intera, così che le cellule beta sono esposti sul lato esterno dell'isoletta, come isolotti più umani. Inoltre, una maggiore percentuale di alfa-cellule all'interno del nucleo centrale si osserva nel pancreas dei modelli del mouse espositrici aumentata richiesta di insulina. In sintesi, umano e isolotti del mouse condividono comuni caratteristiche architettoniche come micro-organi endocrini. Poiché questi possono tenere una chiave migliore plasticità isolotto di comprensione, è opportuno rivedere il nostro concetto dell'isoletta prototipiche.
Quantificazione Della Distribuzione Di Isole Pancreatiche in Situ Nei Topi
Tracciare le modifiche delle popolazioni delle cellule specifiche nella salute e nella malattia è un obiettivo importante della ricerca biomedica. Monitoraggio proprio isolotto crescita e proliferazione delle cellule beta del pancreas è un settore impegnativo della ricerca. Abbiamo sviluppato un metodo per catturare la distribuzione delle cellule beta del pancreas intatto di topi transgenici con fluorescenza-tag beta-cellule con una macro scritta per ImageJ (rsb.info.nih.gov/ij/). Beta-cellula di zona e isolotto numero totale e la distribuzione sono quantificati con riferimento a specifici parametri e la posizione per ogni isoletta e per piccoli gruppi di cellule beta. L'intera distribuzione di isolotti può ora essere tracciata in tre dimensioni, e le informazioni dalla distribuzione sulla dimensione e la forma di ogni isolotto permettono un quantitativo e un confronto qualitativo dei cambiamenti nella superficie complessiva di beta-cellule in un colpo d'occhio.
Formazione Isolotto Durante Lo Sviluppo Neonatale Nei Topi
L'isolotto di Langerhans è un micro-organo unico all'interno del pancreas esocrino, che si compone di beta-cellule che secernono insulina, alfa-cellule secernenti glucagone, delta-cellule che secernono somatostatina, del pancreas che secernono polipeptide le cellule PP ed epsilon-cellule che secernono grelina. Isolotti contengono anche tipi di cellule endocrine non come le cellule endoteliali. Tuttavia, i meccanismi comprendono formazione isolotto sono capito male a causa di difficoltà tecniche per catturare questo evento dinamico in situ. Abbiamo sviluppato un metodo per monitorare la formazione di proliferazione e isolotto beta-cellule del pancreas intatto utilizzando topi transgenici in cui le cellule beta sono specificamente contrassegnate con una proteina fluorescente. Sistema endocrine cellule proliferano in modo contiguo, formando ramificato cavo-come le strutture in entrambi gli embrioni e i neonati. Il nostro studio ha rivelato lunghi tratti di interconnessi isolotti situati lungo grandi vasi sanguigni del pancreas neonatale. Alfa-cellule spaziano l'allungata isolotto-come le strutture, che si ipotizzano rappresentare siti di fissione e facilitare l'eventuale formazione di isolotti discreti. Proponiamo che isolotto formazione avviene mediante un processo di fissione seguendo la proliferazione delle cellule endocrine contigui, piuttosto che di aggregazione locale o fusione di beta-cellule isolate e isolotti. Modellazione matematica del processo di fissione nella formazione isoletta neonatale è anche presentato.
Architettura Isolotto: Uno Studio Comparativo
Emergenti relazioni sull'organizzazione dei diversi tipi delle cellule che secernono ormoni (alpha, glucagone; beta e delta, somatostatina, insulina;) in isolotti umane hanno sottolineato le differenze distinte tra umani e isolotti del mouse, raccolta di domande circa la rilevanza degli studi di isolotti del mouse alla fisiologia umana isolotto. Qui, esaminiamo le differenze e similitudini tra l'architettura di umani e isolotti del mouse. Abbiamo studiato isolotti da vari modelli di mouse inclusi topi ob/ob e db/db e incinti. Abbiamo anche esaminato le isolette di scimmie, maiali, conigli e uccelli per ulteriori confronti. Nonostante le differenze in generale corpo e dimensioni pancreas così come totale beta-cell mass tra queste specie, la distribuzione dei loro isoletta dimensioni strettamente sovrapposizioni, tranne nel pancreas uccelli in cui la popolazione del delta-cellula predomina (sia in cluster e canottiere) insieme a un piccolo numero di isolotti. Marcatamente grandi isolotti (> 10.000 mum(2)) sono stati osservati nell'uomo e scimmia isolotti così come nelle isolette da topi ob/ob e incinti. La frazione di alfa, beta e delta-cellule all'interno di un'isoletta variava tra isolotti in tutte le specie esaminate. Inoltre, c'era una variabilità nella distribuzione di alfa-delta-cellule e all'interno della stessa specie. In sintesi, umano e isolotti del mouse condividono comuni caratteristiche architettoniche che possono riflettere la richiesta di insulina. Studi comparativi di architettura isolotto possono portare a una migliore comprensione della funzione e sviluppo isolotto.
Intraislet Produzione Di GLP-1 Mediante L'attivazione Di Pro-ormone Convertasi 1/3 in α-cellule Pancreatiche in Modelli Murini Di Rigenerazione Delle Cellule ß
L'isolotto di Langerhans è un micro-organo altamente vascolarizzato costituito non solo ß-cellule ma più tipi di cellule come α, delta, polipeptide - ed epsilon-cellule pancreatiche che lavorano insieme per regolare la homeostatis di glucosio. Abbiamo recentemente proposto un nuovo modello di formazione isoletta neonatale nei topi da un processo di fissione seguendo la proliferazione delle cellule endocrine contigui sotto forma di cavo-come le strutture ramificate in embrioni e i neonati. Esistono grandi distese di strutture interconnesse isolotto lungo grandi vasi sanguigni del pancreas neonatale, che, all'ulteriore sviluppo, segregare in frammenti più piccoli (cioè, isolotti) che alla fine diventano più sferici da proliferazione interna, come si è visto nel pancreas adulto. Α-cellule span queste allungata isolotto-come le strutture del pancreas in via di sviluppo, che si ipotizza rappresentare siti di fissione e facilitare l'eventuale formazione di isolotti discreti. Il α-cellule esprimono entrambe Proormone convertasi 2 e 1/3 (PC 2 e PC 1/3, rispettivamente), che ha provocato la trasformazione del precursore proglucagon peptide glucagone-simile 1, portando così alla produzione locale di questo fattore di crescita importante ß-cellula. Inoltre, mentre α-cellule nell'adulto fondamentalmente esprimono solo 2 PC, attivazione significativa del PC 1/3 si osserva anche in modelli murini di insulino-resistenza come gravidanza, ob / ob, db/db e prediabetic topi NOD, che possono essere un meccanismo comune in ß-cellule in proliferazione. Il nostro studio suggerisce un ruolo importante di α-cellule per la proliferazione delle cellule ß e più ulteriormente per la rete endocrina delle cellule all'interno di un isolotto.
Formazione Di Isole Pancreatiche Comporta Espansione Coordinata Di Piccoli Isolotti E La Fissione Nucleare Di Grande Isolotto-come Le Strutture Interconnesse
Le isole di Langerhans, micro-organi per mantenere l'omeostasi del glucosio, variano nel formato da piccoli ammassi di < 10 celle per grandi isolotti costituiti da diversi mille cellule endocrine. Distribuzioni granulometriche isoletta tra le varie specie sono indipendenti dalla dimensione corporea, suggerendo un limite intrinseco alla dimensione isolotto e simili. Poco è conosciuto circa i meccanismi che regolano la dimensione isolotto. Abbiamo svolto un'analisi completa delle modifiche della distribuzione granulometrica isolotto nel pancreas intatto del mouse dalla nascita di otto mesi, compresa la modellazione matematica per quantificare questo processo biologico dinamico. Crescita isolotto era dipendente dalle dimensioni durante lo sviluppo, con espansione preferenziale di piccoli isolotti e la fissione nucleare di grandi dimensioni interconnesse isolotto-come le strutture che si verificano più attivamente a circa tre settimane di età al momento dello svezzamento. Il processo di formazione di isolotto era completo di quattro settimane con poca o nessuna nuova isoletta formazione da allora in poi, e tutte le β-cellule avevano proliferazione basso potenziale nell'adulto, indipendentemente dalle dimensioni del isolotto. Analogamente, nei topi insulinoma-cuscinetto, il processo dello sviluppo postnatale precoce tra cui fissione seguito lo stesso corso di tempo con nessuna nuova formazione isolotto negli adulti. Tuttavia, progressione del tumore ha portato alla crescita incontrollata isolotto con espansione accelerata delle isolette più grandi. Quindi, crescita e formazione isolotto è un processo strettamente regolamentato che coinvolgono espansione preferenziale di piccoli isolotti e la fissione nucleare di grande isolotto-come le strutture interconnesse.
Rivestimento Isole Pancreatiche Umane Con Cellule T Regolatorie CD4(+)CD25(high)CD127(-) Come Un Nuovo Approccio Per La Immunoprotection Locale
Per sviluppare un nuovo approccio per immunoprotection locale utilizzando cellule regolatorie CD4(+)CD25(high)CD127(-) T (Tregs) attaccate alla superficie di isolotti prima di trapianto.
Alterata Composizione Isolotto E Sproporzionata Perdita Di Grandi Isolotti in Pazienti Con Diabete Di Tipo 2
Isolotti umane esibiscono architettura isolotto distinti con Rotoset alfa-beta-cellule e specialmente in grandi isolotti. In questo studio, abbiamo esaminato quantitativamente alterazioni patologiche del pancreas nei pazienti con diabete di tipo 2 (T2D). In particolare, abbiamo testato un'ipotesi che cambia nelle cellule endocrine massa e composizione sono dipendenti dall'isolotto-dimensione. Un'analisi su larga scala delle sezioni del pancreas cadaverico T2D nei pazienti (n = 12) e soggetti non diabetici (n = 14) è stata effettuata combinato con analisi semiautomatica per quantificare le modifiche nell'architettura isolotto. Il metodo fornito la distribuzione isolotto rappresentante nella sezione intero pancreas che ci ha permesso di esaminare i dettagli della composizione delle cellule endocrine in singoli isolotti. Abbiamo osservato una perdita preferenziale di grandi isolotti (> 60 µm di diametro) in pazienti T2D rispetto ai soggetti non diabetici. Analisi della composizione cellulare isolotto ha rivelato che la frazione beta-cellule in isolotti grandi era diminuita nei pazienti T2D. Questo cambiamento è stato accompagnato da un aumento reciproco della frazione alfa-cella, area Alfa-cella tuttavia totale era diminuito insieme a beta-cellule nel T2D. Zona e delta-cella frazione è rimasta invariate. La quantificazione di computer-assistita dei cambiamenti morfologici nella struttura isolotto minimizza il bias di campionamento. Perdita di beta-cellule significativa è stata osservata in grandi isolotti in T2D, in cui cellule alfa rapporto reciprocamente aumentato. Tuttavia, non non c'era alcuna espansione di alfa-cella e l'area totale delle cellule alfa è stato anche diminuito. Cambiamenti nell'architettura isolotto sono stati contrassegnati in grandi isolotti. Il nostro metodo è ampiamente applicabile a vari campioni mediante l'analisi di immunohistochemical standard che può essere particolarmente utile per studiare i grandi animali, inclusi gli esseri umani cui dimensione grande organo osta manuale quantificazione della morfologia di organo.
