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计算机辅助大型胰岛质量,粒度分布和结构的可视化和量化


JoVE 2471 3/04/2011

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

介绍了新型计算机辅助大型采购及免疫组织化学染色的胰腺癌标本的分析方法:(1)虚拟切片捕捉整个节(2)大规模数据的质量分析;(3)重建二维虚拟切片(4)三维胰岛映射;(5)数学分析。

Other articles by Piotr Witkowski on PubMed

大鼠未成熟树突状细胞在低剂量粒细胞巨噬细胞集落刺激因子生成延长捐助特定大鼠移植心脏存活。

T 细胞在抗原提呈响应微分极化是依赖于成熟期的树突状细胞 (Dc) 状态,因为我们假设,收养未成熟髓集散控制系统 (iMDCs) 的转让将延长移植物存活。

CD4 + CD25 + T 细胞调控调解后天的移植宽容。

临床器官移植的圣杯是安全诱导同种异体移植耐受。移植容忍已经在动物模型中已成功地诱导。T 细胞在移植排斥反应中发挥关键作用,调节 T 细胞功能以来旨在诱导移植耐受的研究的主要重点。移植耐受诱导的啮齿动物模型包括中央删除和外围机制涉及激活诱导细胞死亡 (酸)、 anergy、 免疫偏离和监管的 T 细胞的生产。这些机制不是互斥的。虽然克隆删除和 anergy 限制 4.1 项自反应的 T 细胞在胸腺中,仅靠这些机制并不足以控制自反应的 T 细胞的外围。现在有证据表明成年动物港口 CD4(+) T 细胞 ; 两个功能上不同群体其中一个介导自身免疫性疾病和其他主要抑制它。后者细胞表达 CD4、 CD25 和 CTLA 4。最近已发现这些胸腺 T 细胞来调解的诱导和维持移植宽容。这些 CD4(+)CD25(+) T 细胞是在起源、 表型和功能类似于那些保持自然 self-tolerance 和 T 细胞稳态的外围。这种背景下,是可能生成和扩大在器官移植前扩增,然后注入诱使长期容忍,也许不需要慢性免疫抑制抗原具体监管 T 细胞可能吗?

人胰岛组织限制成绩单的标识。

我们研究的目的是查明誊本特定的组织限制、 膜相关蛋白在人类的胰岛细胞,反过来,或许可以作为标记的健康或患病的胰岛细胞群众中。我们利用寡核苷酸芯片,获得基因表达谱的比较为人胰岛与外分泌胰腺、 肝脏和肾脏组织的配置文件。作为 periislet 的 1 型干扰素存在与 1 型糖尿病的发展相关联,也决心表达谱的人类胰岛细胞扩增与干扰素-alpha2beta (IFNalpha2beta) 治疗。一套基因编码跨膜或膜-相关蛋白与新型胰岛限制表达解决了确定集与数据集从其他组织获得的补充胰岛的交集。根据 IFNalpha2beta 的影响,表达水平的几种确定的基因产品的成绩单,向上或向下调节。确定在此研究中,囊泡单胺转运体的限制胰岛基因产品之一显示要绑定 [3 H] dihydrotetrabenazine,适合正电子发射断层成像的衍生物配,键入 2。我们在这里报告人胰岛与其他组织的基因表达谱和在确定胰岛细胞群众可能使用与目标分子鉴定的第一次比较。

大鼠 CD8 + FOXP3 + T 抑制细胞进行调解向同种异体心脏移植手术,诱导 PIR-B 在 APC 和呈现嫁接到排斥无懈可击的宽容。

以前放映了人类 CD8 + FOXP3 + T 抑制细胞 (TS),诱使表达的抑制性受体、 免疫球蛋白样谈话全文 (ILT) 3 和 ILT4 对树突和血管内皮细胞呈现他们的同种异体 T 细胞耐受。我们演示了在大鼠心脏移植模型的同种异体-CD8 + TS 的重要性。宽容是 ACI 收件人在诱导的中波紫外线照射血液从刘易斯心捐助者的多重输血。从宽容 ACI 大鼠的 CD8 + T 细胞表达 FOXP3、 转移到天真辅助主机的容忍和诱导的抑制受体,成对的免疫球蛋白样受体 (PIR) 上调-B,ILT4 orthologue,刘易斯树突状细胞 (DC) 和心脏血管内皮细胞 (EC)。当长期存活的刘易斯心脏移植与皮尔-B + EC 被 retransplanted 从小学到中学的 ACI 收件人他们却没有引起排斥反应。这项研究侧重于需要开发直接接枝欧共体采取行动,以便实现容忍的代理。

纤溶酶原激活物抑制因子-1 的编码表达增强心肌血管新生及减少急性心肌梗死后的心肌细胞凋亡。

这项研究的目的是检查是否选择性纤溶酶原激活物抑制物 1 (PAI-1) 下调型急性缺血性心脏增加心肌微血管构筑和提高心肌细胞 (厘米) 生存。

内皮祖细胞与 ACE 抑制剂和 β-封锁对急性心肌梗死后左心室功能相结合的添加剂效果。

动物研究表明在防止左心室 (LV) 改建下列心肌梗死 (MI) 内皮祖细胞 (力) 的疗效。人类的初步研究正在进行,但没有研究已经证明标准的医学疗法,即以血管紧张素转换酶 (ACE) 抑制剂和受体阻滞剂结合的效果。裸大鼠术后左前降序冠状动脉结扎,诱使闽动物被随机接受任何治疗 (MI,n = 5),喹那普利 200 mg/L + 美托洛尔 2 g/L (ACE/BB,n = 5),200 万祖细胞分化静脉滴注 (epc 总承包,n = 5) 或两个 (ACE/BB + EPC [n = 5]),然后牺牲了两个星期治疗后。ACE/BB 导致纤维化远程 MI (p < 0.05),从该地区减少了 75%,但 EPC 疗法在这里已经没有多大影响。相反,EPC 疗法诱导新生血管口围梗死边缘,从而防止围梗死凋亡的 81%(p < 0.05)。通过不同但互补机制行事,ACE/BB + 祖细胞分化组合导致全面提高 LV 功能的超声心动图比单独或者治疗。与标准的医学治疗结合使用干细胞疗法的临床试验被必要。

维生素 D 向上调节蛋白 1 催化降解 MRNA 增强心肌细胞生存和防止左心室重构后心肌缺血。

维生素 D3 向上调节蛋白 1 (VDUP1) 是上下游对细胞凋亡信号激酶 (信号调节激酶 1) 1、 p38 丝裂素活化蛋白激酶 (MAPK) 通过各种细胞过程的氧化应激的关键调解人。在这里,我们报告 VDUP1 表达大大增加大鼠心脏急性心肌缺血、 暗示的氧化应激期间可能对心脏生理过程的重要调节作用。基因转染的 H9C2 cardiomyoblasts 与特定序列 VDUP1 DNA 酶来下-VDUP1 mRNA 表达的调节大大减少细胞凋亡和增强细胞存活的 H(2)O(2) 应力条件下,这些影响涉及信号调节激酶 1 活性的抑制作用。直接心腔内注射的 DNA 酶在急性心肌梗死时减少心肌 VDUP1 mRNA 表达和导致的长时间减少心肌细胞凋亡和信号调节激酶 1 活动。此外,VDUP1 下调是伴随我 alpha2 mRNA 水平,大幅度降低心脏前胶原类型的表达式中,以及标记为减少心肌瘢痕形成。这些功能的同时显著改善心脏功能。在一起,这些结果表明直接作用为 VDUP1 在缺血与氧化应激对心肌细胞生存、 左心室胶原沉积和心功能的不利影响。在急性缺血性事件期间抑制 VDUP1 表达和/或功能的战略可能有益于心脏的功能恢复与左心室重构的预防。

可视化胰腺 β 细胞大规模与 [11 C] DTBZ。

Beta 细胞大规模 (亿立方米) 影响胰岛素分泌的总量、 个人和胰岛素抵抗的程度而异,并受生理及病理条件。胰岛,然而,似乎有储备容量的胰岛素分泌和胰岛素和血液葡萄糖水平评估总体而言,仍然贫穷措施的 BCM、 β 细胞功能和糖尿病的研究进展。因此,新型无创测定的 BCM 需要治疗糖尿病、 胰岛再生和移植的新提供一个定量的终结点。我们建立在以往的基因表达研究,测试针对囊泡单胺转运体 2 (VMAT2),其中表达的 beta 细胞,与 [11 C] dihydrotetrabenazine ([11 C] DTBZ)、 VMAT2,为特定的血细胞和正电子发射断层扫描 (PET) 的使用可以提供一定程度的 BCM 的假说。在本报告中,我们表现出相对于其钳历史控件霉素诱发糖尿病 Lewis 大鼠胰腺内的减少放射配体吸收。这些研究表明,定量 beta 细胞 VMAT2 表达的可能有用的这项研究的 BCM 变化的无创性纵向估计方法 [11 C] DTBZ 和宠物表示使用与治疗糖尿病。

胰岛移植自埃德蒙顿突破以来取得。

它已经 6 年埃德蒙顿组患者胰岛移植,证明 100%的一年胰岛素独立性与类型出版其优异成绩我糖尿病患者。为了评估过去六年中取得了哪些我们分析的实际状态的胰岛移植、 基于结果从埃德蒙顿更新摘要和比较综合的结果,在北美地区的 19 家机构从这段经历,据向协作胰岛移植登记处 (CITR)。CITR 数据很大程度上已证实的埃德蒙顿过程的可重复性。完整的胰岛素独立取得了更多然后不永久持续 55%的患者 1 年后移植,但这种状态。虽然只有 10%的患者仍无胰岛素的 5 年之后,更那 80%的他们了仍可探测水平 C 肽与无低血糖发作大大改善的血糖控制。即使目前,胰岛移植仍不是每个脆性糖尿病、 胰岛移植的补救办法已经获得了"nonresearch"在加拿大的地位,而且靠近后会进一步刺激领域取得进展的美国 FDA 批准的生物许可证状态。

(PAI-1) 对纤溶酶原激活物抑制剂-1 型 DNA 酶限制肥胖糖尿病鼠模型中血管成形术后的内膜增生。

我们调查是否有针对性劈裂的排头 1 mRNA 可能防止糖尿病 JCR:LA post-angioplasty 内膜形成-cp/cp 大鼠与石排 1 水平自然升高。催化 DNA 酶针对大鼠排 1 mRNA (石排 1 DNA 酶,n = 12) 或一个随机序列作为控制 (炒的 DNA 酶,n = 12) 被注入在动脉损伤的部位。控制动物表现突出排 1 蛋白表达的动脉内皮细胞在 48 小时内和强健血管内膜增生的两个星期,与 60 + /-10%意味着动脉管腔闭塞。内膜病变包括密集的纤维蛋白沉积和无数增殖的平滑肌细胞,所确定的双 α-平滑肌肌动蛋白/Ki67 表达。石排-1 DNA 酶治疗导致标记的皮 pai-1 蛋白表达,为接下来的两周内以及两个折叠的 RT-PCR 在同一时间点排 1 mRNA 的表达减少,保持不变,早期 (48 小时) 减少 (P < 0.05)。两个星期,排 1 DNA 酶治疗动物表现出显著降低的级别的纤维蛋白沉积和五折较低级别的增殖平滑肌细胞遗址的动脉损伤与控件相比 (P < 0.01),和二折的低内膜/媒体比 (+ /-+ /-0.12 0.11 vs 1.39 0.67) (P < 0.05)。催化的排头 1 DNA 酶治疗成功防止糖尿病动物球囊损伤后的内膜增生。

胰岛移植治疗 1 型糖尿病 — — 我们应该往哪里走?

有是输精管闭塞网格腹股沟疝修补术后的风险有所增加,我们可以在做些什么?

囊泡单胺转运体的作用在揭示其具体拮抗剂 Tetrabenazine 的啮齿动物胰岛素分泌和葡萄糖代谢中键入 2。

尽管不同的胚胎学起源,胰岛 β-细胞和神经元共享许多基因的表达和显示多个功能相似之处。一个共享的基因产物,囊泡单胺转运体类型 2 (VMAT2,也称为 SLC18A2),高表达 β-细胞与内分泌和外分泌胰腺中其他单元格。最近的报告表明单胺类多巴胺释放胰岛素的 beta 细胞重要旁分泌和/或自分泌调节。鉴于 VMAT2 的多巴胺等单胺类经济中的重要作用,我们调查 VMAT2 胰岛素分泌和葡萄糖代谢中的可能作用。我们使用特定于 VMAT2 的拮抗剂,tetrabenazine (TBZ),研究了葡萄糖稳态,体内和扩增在文化中的纯净啮齿动物的胰岛细胞分泌胰岛素。在腹腔内葡萄糖耐受测试时,控制大鼠 TBZ 单次静脉注射后显示增加的血清胰岛素浓度和较小的葡萄糖远足,相对于控件。TBZ 药后的一个小时,我们观察到总胰腺多巴胺大量消耗。相应地,外源性 L-3,4-丙氨酸扭转对葡萄糖清除体内的 TBZ 影响。大鼠胰岛的体外研究,大大增强的葡萄糖依赖性胰岛素分泌指出存在 dihydrotetrabenazine,活性代谢物 TBZ 下。在一起,这些数据表明 VMAT2 调节体内葡萄糖稳态和胰岛素生产,最有可能通过其水泡的运输和储存 beta 细胞中单胺类物质的作用。

联合的脏器的影响: 抗排斥反应的保护吗?

我们进一步了解潜在的保护作用的一个器官同种异体移植中的另一种通过比较排斥无生存和每种类型的组合的器官移植的 1 年废品率结合了器官移植。

中性粒细胞淋巴细胞比对结果治疗肝细胞癌肝移植术后的负面影响。

米兰标准已通过美国网络的器官分享 (办事处) 术前评估患者肝细胞癌 (HCC) 领取原位肝移植术 (OLT) 的结果。这些标准完全依赖于肿瘤,不提供任何程度的肿瘤生物学影像学表现。复发率,因此,逗留约 20%病人在标准内。中性粒细胞淋巴细胞比率 (NLR) 是以前一个预后指标建立在结直肠癌肝转移的炎症反应状态的指标。我们目的是要确定是否 NLR 预测肝癌病人 OLT 的结果。

胰岛移植与成像技术在生物工程肌内空间。

因为肝门静脉系统可能不是最佳站点为胰岛移植,肝外的几个网站进行了研究。在这里,我们检查肌内移植网站,生物工程,以更好地支持胰岛新生血管、 植入状态和生存,和我们证明在这种新型的站点,嫁接的 beta 细胞大规模的量化可能实时的无创性方式通过正电子发射断层扫描 (PET) 影像。

为增强的胰岛素分泌功能纳米薄膜聚乙二醇涂层内胰岛的封装。

聚合物对细胞和组织的共价附件可以用于解决各种与细胞疗法相关的问题。胰岛素依赖型糖尿病是自身免疫性销毁的胰腺中的胰岛 β 细胞产生的一种疾病。糖尿病患者的胰岛细胞移植是治疗,以诱人的形式,只要可以从宿主的免疫系统,以防止移植排斥反应,保护胰岛和人数较少的胰岛移植在较小的卷可能不足以扭转糖尿病。因此,有必要存在开发胰岛封装战略,尽量减少移植卷。在此研究中,我们展示的纳米薄膜,形成 poly(ethylene glycol) (PEG)-丰富功能保形涂料对个别胰岛通过层由层装配技术。胰岛细胞表面改性羟基琥珀酰生物素-聚乙二醇-N-亚胺 (NHS) 和胰岛细胞进一步受亲 (SA) 和生物素-聚乙二醇-肽共轭法图层的图层。促胰岛素配体、 胰高血糖素样肽-1 (GLP-1),是向生物素-聚乙二醇-NHS 共轭。GLP-1 促胰岛素作用是通过使用生物素-聚乙二醇-GLP-1 共轭胰岛细胞层由层封装进行调查的。胰岛表面改性使用生物素-聚乙二醇-GLP-1 共轭对胰岛素分泌的葡萄糖挑战的回应通过静态孵化和动态 perifusion 相比效果检测。结果表明胰岛包覆功能性的 PEG 共轭能够分泌更多的胰岛素高血糖水平相比,控制胰岛响应。最后,SA 的存在是通过间接荧光染色与 SA-Cy3 和胰岛细胞表面存在的 PEG 肽治疗与生物素-聚乙二醇-GLP-1 由间接荧光染色与异硫氰酸酯生物素-聚乙二醇-荧光素 (FITC) 和反-GLP-1 抗体分别确认后证实。这项工作演示治疗胰岛细胞与无功高分子线段的可行性,并为潜在免疫隔离的新型手段奠定了基础。这项技术,有可能以封装和 (或) 修改前门静脉移植胰岛并显著减少移植量和促进胰岛活力和促胰岛素多肽胰岛表面上由于存在胰岛素分泌。-层自组装的 PEG-GLP-1 提供了胰岛封装来刺激胰岛素分泌高血糖水平对响应的唯一方法。

BCL6 是必需的 Ig 样成绩单 3-Fc 诱导 CD8 + T 抑制细胞分化。

Ig 样谈话全文 (ILT3) 3 是表示耐受树突状细胞抑制受体。CD8(+) T 细胞时存在重组 ILT3-Fc 蛋白 allostimulated,他们分化抗原具体 T 抑癌 (Ts) 阻碍 CD4 和 CD8 T 细胞效应功能体外和体内。ILT3-Fc 致 CD8(+) Ts 细胞表达 BCL6 大量其功能的关键。从无人类 T 细胞 BCL6 组合式防止其分化为 Ts 的单元格,而将扩增表达 BCL6 的 CD8(+) T 细胞转换为 Ts 细胞。NOD/SCID 小鼠与人类的胰岛移植和人性化的人类外周血注射容忍移植和开发 BCL6(high) CD8(+) Ts 细胞时 ILT3-Fc 之前或之后开始拒绝治疗。这表明 ILT3-Fc BCL6 通过行为和扭转的同种异体或可能是自身免疫性攻击胰岛发病是强效的免疫抑制剂。

胰岛移植的漫长道路。

时间是 T 规管细胞疗法搏出液扩大的关键。

体外扩增 CD4 + CD25highCD127 T 规管细胞 (Tregs) 被认为是人体内的免疫抑制剂治疗有前途的候选人。然而,由于 Tregs 沿袭和人工环境在场体外扩增的可塑性,Tregs 很容易会失去抑制活性。在这里,我们遵循扩大 CD4 + CD25highCD127 Tregs 天真 (CD45RA +) 和内存样 (CD45RA-) 子集以建立扩大的最佳条件。我们发现,无论排序的表型,扩大 Tregs 正在接受类似于自我增殖的变化和转变为效应记忆样细胞的产生不仅抑制 interleukin(IL) 10 但 IL6、 IL17 和干扰素 γ (干扰素)。与扩增时,Tregs 正在失去表达 FoxP3 和抑制活性的刺激时和在休息时。帮助维护 Tregs 抑制能力的唯一变量是体内文化对仅在两周时间的限制。根据我们的研究,最多的高度抑制 Tregs 可以产生与 CD4 + CD25highCD127-Tregs 细胞不再比两个星期。彻底的质量检查,优先与 FoxP3 表达和 IFNγ 制止测定、 评估应以评估细胞的抑制活性。

涂料人胰岛细胞与 CD4(+)CD25(high)CD127(-) 监管 T 细胞作为当地免疫保护的新方法。

以开发一种新方法使用 CD4(+)CD25(high)CD127(-) T 规管细胞 (Tregs) 附加到的胰岛移植前表面的局部免疫保护。

改变了胰岛成分和不相称的大 2 型糖尿病患者的胰岛损失。

人胰岛表现出截然不同的胰岛结构与混在其中 alpha-和 β-细胞特别是在大岛。在这项研究,我们定量研究 (T2D) 2 型糖尿病患者胰腺病理变化。具体来说,我们测试了一个假设,内分泌细胞的变化质量和组成是胰岛大小相关。从 T2D 病人尸体胰腺部分大型分析 (n = 12) 和非糖尿病人群 (n = 14) 进行半自动化分析量化胰岛体系结构的变化与组合。该方法提供了代表胰岛分布在整个胰腺部分,让我们能检查个别胰岛内分泌细胞组成的详细信息。我们观察到大岛优惠损失 (> 直径 60 微米) T2D 患者与非糖尿病人群相比。胰岛细胞成分的分析显示在大型胰岛 β-细胞分数下跌则 T2D 患者。这种变化由 α 细胞分数,然而总 α 细胞面积减少与 β-细胞的 T2D 相互增加陪同。三角洲单元分数和面积保持不变。计算机辅助定量化胰岛结构的形态学变化最小抽样偏见。大岛在 T2D,α 细胞比率相互增加观察到重大的 beta 细胞损失。但是,有没有 α 细胞扩张和 α 细胞总面积也下跌。胰岛的体系结构中的更改标记在大岛。我们的方法是广泛适用于各种标本使用可能特别有用,研究大型动物,包括人类大器官大小排除了手动的器官形态定量的标准免疫组化分析。

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