يقدم اختبار 2,3,5-ثلاثي فينيل تيترازوليوم كلوريد (TTC) الحالي بروتوكول تلوين TTC محسن يمكن من تحليل إصابات عضلة القلب بدقة مجهرية، مما ينتج صورا عالية الجودة تتيح تقييما دقيقا وموثوقا لحجم الاحتشاء وصلاحية خلايا القلب على المستوى الخلوي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
يقدم اختبار 2,3,5-ثلاثي فينيل تيترازوليوم كلوريد (TTC) الحالي بروتوكول تلوين TTC محسن يمكن من تحليل إصابات عضلة القلب بدقة مجهرية، مما ينتج صورا عالية الجودة تتيح تقييما دقيقا وموثوقا لحجم الاحتشاء وصلاحية خلايا القلب على المستوى الخلوي.
في هذا البروتوكول، نقدم طريقة مكررة تعتمد على 2,3,5-ثلاثي فينيل تيترازوليوم كلوريد (TTC) لتحليل دقيق وموثوق لاحتشاء عضلة القلب (MI) بدقة خلوية. يتضمن هذا البروتوكول إجراء صبغ من خطوتين على قلوب محتمة بمعدل 24 ساعة من الانقسام: التروية، حيث يتم تغذية محلول 1٪ من الحمل عبر الأوعية التاجية عبر قنية الأبهر، والغمر حيث يحتضن القلب بعد ذلك في محلول TTC عند 4 درجات مئوية طوال الليل. بعد التلوين، يتم إدخال القلب في مركب OCT ويتم تقطيعه بالتجميد بشكل عرضي إلى شرائح بسماكة 50 ميكرومتر بفواصل 100 ميكرومتر. بعد عملية تثبيت استمرت 24 ساعة باستخدام مثبت زامبوني، يصبح هناك حد واضح ومميز بين عضلة القلب الحية (الأحمر العميق) والنسيج النخر (الأصفر) يمكن تمييزه تحت الفحص المجهري. ومن الجدير بالذكر أن هذا الاختبار المجهري TTC يتيح الكشف عن الالتهاب العضلي ليس فقط في المرحلة الحادة (24 ساعة بعد الالتهاب العضلي) بل أيضا خلال فترة زمنية ممتدة تتجاوز 7 أيام. نظرا لأن اختبار TTC المجهري يولد صورا متعددة الطبقات (80 شريحة لكل قلب)، طورنا خوارزمية شبه آلية قوية تعتمد على الألوان تتيح تحليلا سريعا وفعالا لمجموعات بيانات الصور الكبيرة وتكميم حجم الفتحة العالمية خلال دقائق. مع هذه التحسينات، يحسن النهج الحالي عملية التلوين أثناء الحمل ويوفر أداة ذات قيمة وقابلة للتطبيق على نطاق واسع للمختبرات التي تحقق في إصابات الإقفاري القلبي.
على مدى العقدين الماضيين، استمر اتباع حماية القلب كاستراتيجية رئيسية للحفاظ على خلايا عضلة القلب بعد الإصابات الإقفاري الشديدة في القلب1. في كل من البيئات التجريبية والسريرية، يعد الحد النهائي لإصابة عضلة القلب مقياسا حاسما لتقييم كفاءة التدخلات الواقية للقلب2. لذا، فإن التقييم الدقيق والموثوق لحجم الانسداد هو أمر مرغوب فيه للغاية ومهم في جوهره.
في نماذج القوارض، اعتمد البروتوكول القياسي لتقييم حجم الاحتشاء بعد الوفاة بشكل أساسي على نشاط إنزيم ديهيدروجيناز الميتوكوندريا، الذي يحول إنزيميا المركب عديم اللون 2,3,5-ثلاثي فينيل تيترازوليوم كلوريد (TTC) إلى ترسيب أحمر في الخلايا الصالحة، بينما يبقى رماديا فاتحا في الأنسجة النخرية3. على الرغم من أن التلوين القائم على TTC بسيط وفعال من حيث التكلفة، إلا أنه يطرح عدة تحديات منهجية وقيود جوهرية. تشمل هذه الشرائح القلبية التي تخضع للانقباض في محلول TTC، مما يؤدي إلى تشوه النسيج بشكل كبير ويمنع الشرائح من الاستلقاء بشكل مسطح أثناء قياس الرياح؛ سمك شرائح غير متساوي أثناء معالجة العينة؛ وجودة صورة ضعيفة تعيق تحديد حدود الفتحة بدقة. في السنوات الأخيرة، تم إدخال عدة تعديلات تقنية على عملية تحضير العينة، مثل استخدام مصفوفات القلب الأكريليك4 أو تجميد القلب جزئيا لتسهيل تقطيع3. على الرغم من أن هذه التعديلات عززت بشكل كبير من عملية تقطيع الأنسجة، إلا أن النهج التقليدي لا يزال يعتمد على التصوير الإجمالي لأقسام القلب السميكة، وغالبا ما ينتج جودة صورة متغيرة وغير مثالية5، مع تباين ألوان غير كاف يمكن أن يضيف ذاتية كبيرة لقياس الفتحة6. علاوة على ذلك، تتطلب الطريقة التقليدية استخدام نسيج القلب الكامل، مما يمنع إجراء تحليلات متعددة الأغراض على نفس عينات الأنسجة، مثل التلوين المناعي المشترك للبروتينات التنظيمية لتحديد سلاسل الإشارات الرئيسية المشاركة في بقاء القلب. ونتيجة لذلك، غالبا ما يطلب من عدد كبير من للإجابة بشكل كاف على مختلف الأسئلة البحثية.
لتجاوز هذه القيود5، طورنا بروتوكولا مناسبا للتصوير المجهري لتلوين TTC. تجمع هذه الطريقة بين خطوات التلوين "التروية + الغمر" مع التقسيمات البريدية لنسيج القلب إلى شرائح رقيقة مصممة للتصوير بواسطة المجهر الضوئي. على الرغم من أن هذه الطريقة تم الإبلاغ عنهامؤخرا في 7، نعتقد أن تقديم إجراءات تجريبية مفصلة يعزز من عمليتها وسهولة الوصول إليها. علاوة على ذلك، وبما أن طريقة TTC المجهرية تولد صورا عالية الدقة تتكون من طبقات متعددة في مقطع القلب، طورنا خوارزمية شبه آلية قوية قائمة على الألوان لمعالجة الطبيعة المكثفة للوقت لتحليل مجموعات بيانات الصور الكبيرة. تمكن الطريقة الحالية من الكشف السريع عن مناطق الاشتاء وقياس حجم الاحتشاء العالمي خلال دقائق.
بشكل عام، يعد البروتوكول المعروض هنا أداة قيمة، تمكن الباحثين من تنفيذ هذه الطريقة بسهولة ودقة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع التجارب من قبل LANUV في نوردراين-وستفالن، ألمانيا، وأجريت وفقا لإرشادات ARRIVE ودليل NIH لرعاية واستخدام المختبرية. جميع المعدات والمواد الكيميائية اللازمة مدرجة في جدول المواد.
1. إعداد نظام لانغندورف الرجعي للتروية
ملاحظة: يتكون النظام من صمام توقف ثلاثي الاتجاه ذو شريطين متصل بقناة أبهرية مصنوعة من إبرة خفيفة عيار 20 ومنفذين للنقب، أحدهما لمحلول الغسيل (منفذ محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS)) والآخر لتسريب TTC (منفذ TTC). عن طريق التناوب في اتجاه صمام الإيقاف ثلاثي الاتجاهات، يمكن توصيل البرفوسات إلى القلب بالتبادل.
2. تحضير عينات القلب
ملاحظة: تم استخدام فئران C57BL/6J (20-25 جم) في هذه الدراسة. تم تحفيز احتشاء عضلة القلب التجريبي (MI) عن طريق ربط الشريان الأمامي الأيسر النازل (LAD) جراحيا لمدة 30-60 دقيقة، كما هو موضح أدناه. تم الإبلاغ سابقا عن منهجية استقراء MI8 ولم يتم تفصيلها في هذه المخطوطة. ما لم يذكر خلاف ذلك، تم جمع عينات القلب بعد 24 ساعة من الالتهاب العضلي.
3. التلوين المطلوب للحمل
4. تحضير كتلة الأنسجة
5. التجميد والتثبيت
6. التصوير والمعالجة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الخطوات الرئيسية المتضمنة في إجراء التلوين المجهري باستخدام TTC موضحة في الشكل 1. بعد جولتين من التلوين من محاولة الحمل، ظهر نمط مثقوب واضح على سطح القلب. أسفر القطع التسلسلي للقلب بالكامل بفواصل 100 ميكرومتر عن حوالي 80 قسم نسيج، مع موقع الربطحول الشريحة الستين. في كل قسم، كان التلوين الأحمر الداكن لخلايا عضلة القلب الحية (viaCM) مميزا بوضوح عن النسيج النخر الأصفر (necCM)، الموسوم بحمض البيكريك، مما ينتج حدا محددا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا يزال احتشاء عضلة القلب، الناتج عن نقص التروية العضلية القلبية المطول، مصدر قلق صحي عالمي كبير، حيث أن الإصابة الإقفاري غالبا ما تعيق وظيفة الانقباض اللازمة لدورة الدم الفعالة. على مدى العقود الماضية، تم بذل جهود كبيرة لتحديد التدخلات أو المركبات التي تعزز مقاومة القلب للإجهاد الإقفاري1. على الرغم من استكشاف نقاط نهاية بديلة مثل إطلاق الإنزيم11، أو التعافي الوظيفي بعد الإقفاري، أو مؤشرات البقاء الخلوية في الخلايا المزروعة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أنه لا توجد لديهم مصالح مالية متنافسة.
تم تمويل هذه الدراسة من قبل FoKo 23/2013 ومن قبل معهد أبحاث القلب والأوعية الدموية في دوسلدورف (CARID).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| هدف 1.25x | أوليمبوس | PlanApo 1.25X/0.04 | التصوير |
| حقن 10 مل | ب. براوم | 4617100V | التروية العكسية |
| كلوريد 2,3,5-تريفينيل تيترازوليوم | ميليبور | 1.08380.0100 | المواد الكيميائية |
| قنية 20 جيلوموانا | BD | 305895 | التروية العكسية |
| 3 حقن mL | ب. براوم | 4617022V | التروية العكسية |
| صمام إيقاف ثلاثي الاتجاهات | ب. براوم | 16494C | التروية العكسية |
| أكواماونت | BDH | 362262H | القطع السيروسي |
| التوازن | أوهاوس | لا يوجد | وزن المواد الكيميائية |
| المنظار الميني | لايكا | MZ6 | الكانوليشن |
| C57BL/6J | جانفييه | لا يوجد | الحيوانات |
| الكاميرا | أوليمبوس | UC30 | التصوير |
| انزلاق الغطاء | إبريديا | BB02400500A113MN20 | القطع السيروسي |
| كريوستات | لايكا | M850 | القطع السيروسي |
| الماء المقطر المزدوج | ميلبور | لا يوجد | المواد الكيميائية المذابة |
| مقص التشريح الدقيق | AESCULAP | BC702R | الأدوات الجراحية |
| ملقط دقيق التحليل الدقيق | AESCULAP | FM001R | الأدوات الجراحية |
| شرائح المجهر الزجاجي | إنجلبريخت | 11102 | القطع السيروسي |
| ImageJ | المعاهد الوطنية للصحة | 1.54 جرام | معالجة التصوير |
| إيزوفلوران | بيرامال | 14150097146754 | المواد الكيميائية |
| إيزوبوبانول | روث | 0733.1 | المواد الكيميائية |
| المجهر الضوئي | أوليمبوس | BX61 | التصوير |
| ملقط التشريح الدقيق | F.S.T | 11152-10 | الأدوات الجراحية |
| مركب OCT | ساكورا | 4583 | المواد الكيميائية |
| طبق بتري | ثيرنو ساينتيفك | 172931 | التروية العكسية |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات | روث | 9143.1 | المواد الكيميائية |
| Rstudio | برنامج الوضع | 2024.09.0 | معالجة التصوير |
| خياطة حريرية | F.S.T | 18020-60 | التروية العكسية |
| البرمجيات | أوليمبوس | سيل سينز V3.2 | التصوير |
| مقص القطع المقاوم للصدأ | AESCULAP | BC257R | الأدوات الجراحية |
| حل زامبوني | مورفيستو | 12773.0050 | المواد الكيميائية |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.