نظهر ، وكيفية استخدام 2 - الفوتون المجهري لمراقبة ديناميات المحببة العدلة في الرئتين المصابين وهم يبلعم مسببات الأمراض أو إنتاج الفخاخ خارج الخلية العدلات (شبكات).
مقالة منهجية
نظهر ، وكيفية استخدام 2 - الفوتون المجهري لمراقبة ديناميات المحببة العدلة في الرئتين المصابين وهم يبلعم مسببات الأمراض أو إنتاج الفخاخ خارج الخلية العدلات (شبكات).
بعد الجهاز الهضمي ، وسرطان الرئة هو السطح ثاني أكبر للتفاعل بين الفقاريات الجسم والبيئة. هنا ، يجب الحفاظ على تبادل الغاز فعالة ، بينما في الوقت ذاته على تجنب الإصابة من مسببات الأمراض المتعددة التي يتم استنشاقه أثناء التنفس الطبيعي. لتحقيق ذلك ، مجموعة رائعة من استراتيجيات الدفاع الجمع بين آليات المناعة الخلوية والخلطية موجودا. أحد التدابير الأكثر فعالية للدفاع حادة في الرئة هو توظيف للعدلات التي يبلعم إما استنشاق الجراثيم أو قتلهم عن طريق الإفراج عن المواد الكيميائية السامة للخلايا. وبالإضافة إلى ذلك مؤخرا إلى ترسانة من العدلات هو الافراج عنهم من المتفجرات المستجدة الحمض النووي خارج الخلية التي يمكن من خلالها اكتشاف البكتيريا أو الفطريات أو المعطل حتى بعد الافراج عن الخلايا NET لقوا حتفهم. نقدم هنا الأسلوب الذي يسمح احد لمراقبة مباشرة العدلات ، يهاجرون داخل الرئة المصابة مؤخرا ، مسببات الأمراض الفطرية phagocytosing كذلك تصور مثل المستجدة الواسعة التي كانت قد أنتجت في جميع أنحاء الأنسجة المصابة. ويصف طريقة تحضير شرائح سميكة الرئة قابلة للحياة بعد 7 ساعات من العدوى داخل الرغامى مع الفئران غبيرات من العفن الرشاشية الدخناء ودراستها من قبل المجهري متعدد الألوان 2 - الفوتون مرور الزمن. هذا النهج يسمح احد لتحقيق دفاع مضاد مباشرة في أنسجة الرئة الأصلية وبالتالي يفتح طريقا جديدا لتحقيق مفصل من الحصانة الرئوي.
1. عدوى
2. إعداد الرئة
3. 2 فوتون ليزر المجهري
4. ممثل النتائج
إذا كان ذلك صحيح فإن التصوير توليد 2 -- 3 أو لون الشرائح أو الأفلام. على الرغم من أن يتم التلوين في آخر إجراء معالجة وبالتالي فهي قابلة للتكيف بحرية ، ونحن عموما تحديد نظام التلوين الذي يعكس اللون الطبيعي للصباغة / إشارة ، والتي تم الكشف عنها في القناة النسبية. وهكذا ، وصفت في Sytox الأصباغ الحمراء ، الفطر ، وكذلك يظهر إشارة SHG باللون الأزرق ، وإذا كان حاضرا ، والملطخة EGFP الخلايا التي تحمل علامات باللون الأخضر. في المثال الأول (الشكل 1) إشارة SHG الزرقاء يصور ألياف أنسجة الرئة غير المصابة وينتج إشارة حمراء Sytox بواسطة نوى خلايا الرئة المقيم قطع مفتوحة من قبل vibratome. في المثال الثاني (الشكل 2) وأبدت الرئة المصابة ، على حد سواء حيث الهياكل والسنخية وكذلك الجماهير الفطرية ، وتظهر في الزرقاء ، في حين أن نواة الملون والشباك الحمراء. المثال الثالث (الشكل 3) هو من الحيوانات المعدلة وراثيا ، اليس EGFP حيث بالإضافة إلى هياكل الزرقاء والحمراء ويمكن أيضا أن ينظر العدلات الخضراء. يظهر هجرة العدلات والبلعمة بهم من العناصر الفردية الفطرية في متواليات الفاصل الزمني في الفيلم التكميلي.

الشكل 1. ظهور شريحة الرئة غير المصابة في اللون - 2 - 2 الفوتون المجهري. أعد شريحة من الرئة ماوس C57/BL6 غير المصابة وتصويره كما هو موضح في البروتوكول. قطع الإشارة Sytox نوى الخلايا المقدمة هنا هي إشارة SHG هيكل الأنسجة السنخية (A) ، وفتح أثناء إعداد شريحة الرئة (B) ، وتراكب للقناتين (C). وينظر الى المنطقة محاصر في (C) الموسع في (D). يرجى ملاحظة النسيج الليفي في الجزء السفلي من الرئة شريحة بالمقارنة مع منظمة السنخية بوضوح داخل المناطق النشطة في التنفس في الرئة أعلاه.

الشكل 2. ظهور شريحة من الرئة المصابة الرشاشية نوع الحيوان البري في اللون - 2 - 2 الفوتون المجهري. شريحة من الرئة المصابة ماوس C57/BL6 7 ساعات قبل مع أ. وقد أعد الدخناء وتصوير كما هو موضح في البروتوكول. أظهرت هو هيكل مجتمعة الفطرية وSHG الأنسجة السنخية (A) ، وإشارة Sytox من الحمض النووي المستجدة فضلا عن نواة خلية قطع مفتوحة أثناء إعداد شريحة الرئة (B) ، وتراكب للقناتين (C) . وينظر الى المنطقة محاصر في (C) الموسع في (D). يرجى ملاحظة ، يتم وضع علامة على مجالات متميزة بوضوح الجماهير الفطرية والحويصلات الهوائية ، وهياكل - NET مع الأحرف F ، A و N ، على التوالي.

الشكل 3. ظهور شريحة من رئة حيوان الرشاشية ليز - EGFP المصابة في اللون - 3 - 2 الفوتون المجهري. شريحة من الرئة ماوس اليس - EGFP المصابة قبل 7 ساعات معوقد أعد ألف الدخناء وتصوير كما هو موضح في البروتوكول. أظهرت هو هيكل مجتمعة الفطرية وSHG الأنسجة السنخية (الأزرق) ، وإشارة Sytox نوى الخلايا وشبكات (الحمراء) ، وكذلك فضلا عن العديد من العدلات (الخضراء).

تكميلية الشكل 1. تثبيت الماوس لالتنبيب وبموجب Ketamin / Rompun تخدير الحيوان هو ثابت مع شريط مطاطي على أنيابها ، من أجل تسهيل التنبيب مع القسطرة الوريدية سكنى 22G.

تكميلية الشكل 2. التهوية الميكانيكية الماوس. مصاب الماوس intubated بواسطة تطبيق ذلك من جراثيم 7 1x10 معلق تلفزيوني في 100 ميكرولتر. وحققت زيادة توزيع الجسيمات داخل الرئة الفطرية بواسطة التهوية ميكانيكيا الماوس مصابا تنفس الحيوانات الصغيرة.

الشكل 3 تكميلية. الفص تثبيت الرئة ، وبعد إعداد الفص الرئة اليمنى يتم إصلاح الجهاز في طبق بتري عن طريق استخدام غسالة شقة مختبر الصنع التي تغطي مجموعة من المواضيع من النايلون موازية.

تكميلية الشكل 4. 2 الفوتون الإعداد والتصوير ، ويجري تثبيت صحن بتري تحتوي على الفص الرئة اليمنى على حصيرة التدفئة تحت المجهر 2 فوتون بعد إضافة الحمض النووي Sytox الصبغة البرتقالية.
الفيلم التكميلي : العدلات العدلات المهاجرة وphagocytosing عناصر فطرية في الرئتين الرشاشية المصابة من وجهة نظر الفاصل الزمني 2 - الفوتون المجهري لسرطان الرئة الذين يعيشون ح 7 شريحة بعد الإصابة مع الفطر والأخضر ، والعناصر الفطرية وSHG والأزرق ، ونواة الخلية و هي كذلك كما هو مبين في هياكل NET الحمراء. ويظهر في الوقت الحقيقي للتجربة في أسفل اليمين. شريط يصور حجم 50 ميكرومتر. اضغط هنا لمشاهدة الفيديو
وقد اكتسبت في الوقت الحقيقي 2 - الفوتون المجهري في الجسم الحي أو في الأجهزة سليمة أهمية دراسات عميقة في التعامل مع علم وظائف الأعضاء من الخلايا المناعية على مدى السنوات ال 10 الماضية. كان مع هذا الأسلوب أن أحداثا هامة مثل ديناميات تي خلية التنشيط داخل الغدد الليمفاوية مرئية لأول مرة 2-4. في الآونة الأخيرة ، بدأ الباحثون أيضا إلى تحليل وظائف محددة مثل الخلوية الخطوات الأولى في توليد خلايا الأنسجة اللمفاوية المستجيب في استخدام هذا النهج 5.
ومع ذلك ، وإن كانت قد كشفت عن وجود عدد من المفاهيم البيولوجية الجديدة باستخدام هذا الأسلوب ، لا تزال هناك تحديات والمسائل الهامة التي لم تنشر دراسات intravital التصور حتى الآن. وهذا ينطبق خصوصا على الرئة الثدييات. الجانب المثير في هذا الجهاز ، وميناء الدخول لمجموعة متنوعة من العوامل الممرضة المحمولة جوا ، ويجعل منها واحدة من أهم الأسطح التي تجري العمليات المناعية في الجسم الثدييات. مع كل نسمة على مدى الحياة بأكملها ، يتم استنشاق الجزيئات غير المرغوب فيها وبعضها لديها القدرة على إحداث العدوى 6 تهدد الحياة. انه غني عن الشرح أنه في مثل هذا الموقع الحساس والمهددة بالانقراض شبكة محكمة من آليات الدفاع يحتاج إلى أن تكون موجودة في معرض ذخيرة كاملة من الاستجابات المناعية. ومن ناحية أخرى فإنه من المهم جدا ان تخضع لرقابة صارمة الكفاح ضد مسببات الأمراض التي يسببها المناعية المحتملة في مثل هذا المكان "القذرة". ردود فعل مبالغ فيه من الجهاز المناعي تحمل مخاطر عالية من الإضرار التي أصابت جسده على نطاق واسع على أنسجة الجهاز تحفيز الخلايا المناعية غير محددة الإجراءات 7،8.
في ضوء هذه الأفكار سيكون من المهم للغاية ومفيدة لديها إمكانية للتحقيق في سلوك الخلايا في الرئتين الثدييات تحت ظروف حقيقية في الجسم الحي. ومع ذلك ، فإن حقيقة أن مثل هذا النظام حتى الآن لم تنفذ بنجاح يشير بوضوح إلى الصعوبات الهائلة التي يتعين حلها في وضع بروتوكول للعمل. التحدي الأكثر تطلبا وربما الاستقرار التركيز. في الرئة والجهاز المسؤول عن التنفس تحت الحركة المستمرة في جميع الاتجاهات الثلاثة للفضاء لتحقيق الاستنشاق. هذا الظرف وحده يسبب مشاكل خطيرة التصوير ، ويمكن اعتبار intravital التصوير "كابوس". بالفعل حركة طفيفة على أي البعد في الفضاء له تأثير هائل على الرأي القائل تدهور المجهرية ، والتي تحتاج إلى أن تكون مستقرة مع الدقة ميكرومتر من أجل توليد صور ذات مغزى 9. نظرا تركيزها ضيق بطبيعته المحلية 10 ، 2 الفوتون المجهري هو أكثر حساسية لعدم الاستقرار التنسيق ، كما خلع من بنية معينة في مجموعة من ميكرومتر قليلة في Z - الاتجاه هو ما يعادل خسارة كاملة من التركيز ، وبالتالي تجربة فاشلة.
بروتوكول المعروضة في هذه الدراسة لرصد الخلايا المناعية في الرئة الفئران لا يزال ليس في التطبيق الجسم الحي ، وإنما هي تقريب وثيقا بالوضع في الرئة a سليمة وظيفيا 11. فيفو النهج السابق لمفاوي والتصوير ، وعلى سبيل المثال في الليمفاوية explanted وقد تبين أن العقد ، لتسفر عن نتائج حقيقية ما يعادل 12 في الملاحظات المجراة ، وبالتالي فهي ذات أهمية كبيرة 5. في الملاحظات على الموقع في شرائح الرئة ، والتي هي الوحيدة الممكنة مع نهجنا ، تجري في الرئة المصابة بعد وقت قصير من الختان. ويكفل سلامة 3D أثناء عملية القطع agarose المصفوفة ، وهي خطوة ضرورية للسماح لعملية قطع تسيطر على وجه التحديد في الرئة. على الرغم من أنه ضروري لتبريد الرئة explanted لفترة قصيرة للسماح للتصلب المصفوفة agarose ، فمن الممكن للعودة الى الظروف الفسيولوجية للخلايا القريب بعد إعادة التدفئة وقطع من النسيج. ويظهر ذلك بوضوح من خلال البيانات المتوفرة لدينا ، الأمر الذي يوضح أنه في ظل هذه الظروف العدلات نشطة للغاية ويحمل كامل إمكاناتهم والبالعات رشيقة ، والتي هي ضرورية لإزالة فعالة للعدوى الرشاشيات الدخناء. يقومون بدوريات على أنسجة الرئة التي تمر عبر الحواجز الظهارية من أجل الوصول إلى الأجزاء الداخلية من الحويصلات الهوائية ، وعلاوة على ذلك أنها تأخذ بنشاط الجراثيم الفطرية 11. وتمثلت النتيجة الرئيسية لهذا العمل ظهور هياكل تشبه الفخاخ خارج الخلية العدلات (شبكات) في الجهاز الرشاشية المصابة. الحقائق المستجدة هي حديثة جدا لرواية آلية الدفاع في العدلات 13. ومع ذلك ، لأن الوصف الأولي في عام 2004 ، كان عدد من الشروط الفيزيولوجية المرضية أو في النماذج الحيوانية أو البشر حيث لوحظت هذه الظاهرة أو ينقص هو زيادة انفجارية 14-16. ومن المثير للاهتمام ، وإن كان قد أمضى الكثير من العمل على هذه الهياكل من قبل جماعات مختلفة كثيرة ، لا تزال معظم التقارير على المستوى الوصفي للغاية وليس كثيرامعروف عن آلية للإفراج NET ولائحته التنفيذية. مع بروتوكول لدينا تمكنا للمرة الأولى التي تظهر الألياف NET في الرئة المصابة. وعلاوة على ذلك ، فإننا لا يمكن التدليل على أهمية المعينين حديثا العدلات فضلا عن الهياكل الجزيئية لالفطرية وقوعها أو تثبيط 11. وهذا يدل بوضوح على احتمال اسلوبنا للتحقيق في واحدة من خطوات تشكيل NET بتفصيل أكبر. يمكن للمرء التفكير على سبيل المثال إلى استخدام العدلات من الفئران خروج المغلوب مناسبة لمراقبة قدرة على تشكيل NET في نقل التجارب بالتبني.
وهكذا ، على الرغم من أن الملاحظة المباشرة للهجرة العدلات من الدم المحيطي غير ممكن مع هذا النظام نظرا لعدم وصول الدم بعد explantation الجهاز ، ونحن ما زلنا نعتقد أن لدينا بروتوكول هو نهج قيمة وسهلة نسبيا للتعامل مع هذا يتيح للتصوير في وقت مبكر أو متأخر الخطوات في الدفاع المناعي ضد الالتهابات الرئوية. هذا هو ، بالتالي ، خطوة هامة نحو تحقيق هذه الظاهرة داخل الرئة في التنفس الحيوانات الحية.
فإن الكتاب أود أن أشكر الدكتور لارس Philipsen للمساعدة في تحقيق الاستفادة المثلى من الأفلام intravital ، والدكتور جوناثان ليندكويست لقراءة المخطوطة بعناية ، وجميع أعضاء المختبر لاجراء مناقشات مفيدة Gunzer والتعليقات خلال تطوير الأسلوب. وقد تم تمويل هذا العمل من المنح المقدمة من جمعية الألمانية للبحوث (DFG ، SFB 854) إلى MG