هنا ، نقدم بروتوكولا للحفاظ على بنية الشرايين البشرية عن طريق ضخ هلام مثبت للأنسجة في تجويف الوعاء الدموي قبل التقسيم للتحليل الجزيئي أو النسيجي المرضي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هنا ، نقدم بروتوكولا للحفاظ على بنية الشرايين البشرية عن طريق ضخ هلام مثبت للأنسجة في تجويف الوعاء الدموي قبل التقسيم للتحليل الجزيئي أو النسيجي المرضي.
تلعب الشرايين المقاومة، التي تشمل الشرايين الصغيرة والشرايين، أدوارا أساسية في تنظيم ضغط الدم وتروية الأنسجة. يمكن أن يؤدي الخلل الوظيفي في هذه الشرايين إلى أمراض القلب والأوعية الدموية المختلفة مثل ارتفاع ضغط الدم وتصلب الشرايين وفشل القلب ، فضلا عن أمراض الأوعية الدموية العصبية. يعد فحص شرايين المقاومة البشرية أمرا بالغ الأهمية لفهم آليات أمراض القلب والأوعية الدموية وتطوير استراتيجيات علاجية مستهدفة. تقدم هذه الدراسة طريقة مبتكرة لإعداد شرايين مقاومة بشرية معزولة عن طريق ضخ هلام مثبت للأنسجة في التجويف ، مع الحفاظ على بنيتها الأصلية وسلامتها الخلوية. تم الحصول على الأنسجة العقلية البشرية من المرضى الذين يخضعون لعمليات جراحية في البطن ، وتم عزل شرايين المقاومة الصغيرة (قطرها 100-300 ميكرومتر) عن طريق التشريح الدقيق الدقيق. ثم تم تشكليف الشرايين وضغطها في غرفة عضل مزرعة وتثبيتها بالفورمالين المحايد بنسبة 10٪. تم غرس جل مثبت للأنسجة في تجويف الشريان المقنن ، والذي سمح له بالتصلب للحفاظ على الهيكل ثلاثي الأبعاد. تم إجراء تحليلات نسيجية وكيميائية مناعية وتعبير جيني لتقييم الحفاظ على الشرايين. كشفت الأقسام النسيجية عن السلامة الهيكلية المحفوظة جيدا والهندسة المعمارية الطبيعية للشرايين ، مما يحافظ على طبقات البطانية والعضلات الملساء المحددة جيدا. أظهر التلوين الكيميائي المناعي توطين مميزا للعلامات مثل CD31 وأكتين العضلات الملساء α. كشف التهجين في الموقع عن أنماط تعبير جينية محددة ، مما يوفر نظرة ثاقبة للآليات الجزيئية. توفر هذه الطريقة المتقدمة لتسريب الجل داخل اللمعة مزايا كبيرة ، مما يتيح التصوير المتقدم والتحليل الشامل لبنية الشرايين وإعادة التشكيل والتفاعلات الخلوية في كل من الحالات الصحية والمريضة. هذه الطريقة لديها القدرة على تحسين التشخيص السريري والاستراتيجيات العلاجية لأمراض الأوعية الدموية ، وبالتالي توفير أداة قيمة للنهوض بأبحاث بيولوجيا الأوعية الدموية.
تنظم شرايين المقاومة تدفق الدم والضغط وتخضع لتغيرات كبيرة في حالات مثل ارتفاع ضغط الدم والسكري وتصلب الشرايين1،2،3،4،5. يعد فحص شرايين المقاومة البشرية أمرا ضروريا لفهم أمراض القلب والأوعية الدموية وتطوير العلاجات المستهدفة6،7،8،9،10. غالبا ما أدت الطرق التقليدية للتحقيق في الأوعية الدموية إلى القطع الأثرية وفقدان السلامة ثلاثية الأبعاد10،11،12،13،14،15. لمعالجة هذه القيود ، نقدم طريقة مبتكرة لإعداد شرايين المقاومة البشرية المعزولة عن طريق حقن هلام في التجويف ، وبالتالي الحفاظ على هيكلها التقريبي خارج الجسم الحي و / أو في الجسم الحي .
تحافظ تقنية ضخ الجل داخل اللمعة هذه على البنية الطبيعية للشرايين ، مما يسمح بتمثيل أكثر دقة لحالتها الفسيولوجية. من خلال تثبيت بنية الوعاء الدموي ، تسهل هذه الطريقة الفحص التفصيلي لإعادة تشكيل الشرايين ، والبنية الخلوية ، والمجالات الدقيقة ، والوصلات الخلوية غير المتجانسة ، والتعبير الجيني / البروتيني عبر طبقات الخلايا المختلفة. هذه التقنية مفيدة بشكل خاص لدراسة المكونات الخاصة بنوع الخلية في كل من الحالات الصحية والمريضة.
تم تطبيق هذه التقنية بنجاح في دراستنا الأخيرة16 ، مما يدل على فعاليتها في الحفاظ على السلامة الهيكلية والجزيئية لشرايين المقاومة البشرية ، مما يسهل التصوير المتقدم والتحليل الشامل. ألهمنا نجاح هذا التطبيق لتوثيق هذا البروتوكول التفصيلي ليستخدمه الآخرون.
في ورقة الطريقة هذه ، نصف بروتوكول تحضير شرايين المقاومة البشرية المعزولة وغرسها بهلام متوافق حيويا لتثبيت الأنسجة (جل واقي الأنسجة). هنا ، نصف الطريقة التجريبية ونوضح تطبيقاتها لتقييم بنية الشرايين والتحقيق في أنماط التعبير الجيني والبروتيني في طبقات الخلايا المختلفة. من خلال توفير تقنية شاملة وقابلة للتكرار لإعداد شرايين المقاومة البشرية ، نهدف إلى تطوير أبحاث بيولوجيا القلب والأوعية الدموية ، وتحسين قابلية تكرار النتائج ، والمساهمة في الأساليب التشخيصية والعلاجية الجديدة لأمراض القلب والأوعية الدموية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
قبل إجراء التجارب التالية ، تأكد من الموافقة على استخدام الأنسجة البشرية والإجراءات التالية من قبل مجلس المراجعة المؤسسية (IRB). تم جمع الأنسجة العقلية من المرضى الذين يخضعون لعمليات البطن المشار إليها سريريا في المركز السريري للمعاهد الوطنية للصحة (NIH) بموافقة مجلس المراجعة المؤسسية للمعاهد الوطنية للصحة (NCT01915225). قدم جميع المشاركين موافقة خطية مستنيرة.
1. المواد والمعدات
2. جمع الأنسجة العقلية البشرية
3. التشريح المجهري لشرايين المقاومة البشرية الصغيرة
4. تحضير غرفة التصوير المعضلي للثقافة
5. قنية وضغط الشرايين
6. تثبيت الشريان
7. تحضير جل تثبيت الأنسجة
8. ضخ هلام داخل اللمعة وتضمينها
9. علم الأنسجة المرضية
10. الكيمياء المناعية
11. RNAScopa التهجين الكروموجيني في الموقع
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم الحصول على الأنسجة العقلية البشرية من المرضى الذين يخضعون لعمليات جراحية في البطن محددة سريريا. تم عزل شرايين المقاومة الصغيرة (قطرها 100-300 ميكرومتر) بدقة عن الأنسجة الدهنية والضامة المحيطة تحت مجهر تشريح (الشكل 1A-C). تم تنظيف الشرايين المعزولة ، وتعبئتها بنجاح ، وتركيبها على القنيات الزجاجية في غرفة التصوير العضلي للضغط (الشكل 1D-F). حافظت الشرايين على أبعادها الفسيولوجية ونغمتها عند الضغ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أدت التطورات في التصوير الطبي والتقنيات الجراحية ومنهجيات البحث إلى تحسين فهمنا لهندسة الأوعية الدموية ثلاثية الأبعاد ، وإحداث ثورة في التشخيص والتخطيط الجراحي والبحث17،18،19،20. على الرغم من هذه الابتكارات ، لا يزال الحفاظ على الهيكل ثلاثي الأبعاد لشرايين المقاومة البشرية المعزولة يمثل تحديا بسبب طبيعتها الدقيقة والمعقدة ، مما يعقد العزلة والتصوير ، مما يحد من...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم استخدام NIAID GenAI لإنشاء مخطط أولي ومسودة للمخطوطة ، والتي تمت كتابتها ومراجعتها وتحريرها بدقة من قبل المؤلفين البشريين لضمان الدقة والتماسك.
تم تمويل هذا البحث من قبل قسم البحوث الداخلية في المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية ، المشروع رقم AI001150 إلى HCA. نشكر عضو المختبر السابق لدينا ، الدكتور ستيفن بروكس ، وكذلك أعضاء المختبر الحاليين لدينا ، محمد إبراهيم وماري جاكسون وجيان وو من قسم الجينوم الوظيفي للملاريا ، على مساعدتهم في التقاط الصور أثناء العملية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| تركيز 1٪ كحول حمضي | مختبر الإحصاء | SL89-1 | |
| 10٪ NBS | لايكا بيوسيستمز | 3800598 | |
| كاميرا HDMI مجهرية 4K | شركة هايتيك إنسترومنتس، إنك. | HT-XP4K8MA | |
| مخفف الأجسام المضادة - تقليل الخلفية | داكو | S3022 | |
| معالجة الأنسجة الآلية | لايكا بيوسيستمز | بيغاسوس النسيجي/القط# 14048858005 | |
| محلول إزالة الشمع الرابطة | لايكا بيوسيستمز | AR9222 | |
| حل استرجاع الحذاء الرابطي 1 | لايكا بيوسيستمز | AR9961 | |
| حل استرجاع الحواصم الرابطي 2 | لايكا بيوسيستمز | AR9640 | |
| كشف تنقية البوليمر الرابطي | لايكا بيوسيستمز | DS9800 | |
| كشف الأحمر بتنقية البوليمر الرابطي | لايكا بيوسيستمز | DS9390 | |
| محلول غسيل الروابط (10x) | لايكا بيوسيستمز | AR9590 | |
| عبوة كانيولا (كأس)، 80&20; 100 μ m | دايميثيل | رمز المنتج: 300407 | |
| CD31 | أبكام | ab28364 | |
| أطباق التشريح، كبيرة (زجاج بايركس)، 93 مم | أجهزة أنظمة العيش | وحدة الصورة: DD-90 | |
| أطباق التشريح، صغيرة | أجهزة أنظمة العيش | SKU: DD-50 | |
| مجهر التشريح | شركة هايتيك إنسترومنتس، إنك. | زيس ستيريو ديسكفري.V8 | |
| دومونت #5 ملقط | أدوات العلوم الدقيقة | البند رقم 11295-10 | |
| دومونت #5SF الملقط | أدوات العلوم الدقيقة | العنصر رقم 11252-00 | |
| إيكوماونت | بيوكير ميدكال | EM897L | |
| إيوسين | عالم IHC | IW-3100B | |
| الهيماتوكسيلين | بيوكير ميدكال | كاثي-إم إم | |
| الكاميرا تنقل | أوليومبوس | DP28 | |
| المجهر التصويري | أوليومبوس | BX51 | |
| مخزن كريبس هينسليت (مع 2 ملليموتر كلوريد الكالسيوم) | شركة بوسطن بيوبرودكتس، إنك. | الوحدة التخزينية: C-10625N-200mL | |
| مخزن كريبس-هينسليت (بدون كالسيوم) | شركة بوسطن بيوبرودكتس، إنك. | وحدة تخزين المحرك (SKU): C-9906W-200 مل | |
| وسائط التركيب | ثيرموفيشر ساينتيفيك | 4111 | |
| غرفة الميوغراف والوحدة | دايميثيل | 202/204 سم | |
| PBS (محلول ملحي مخزن بالفوسفات) | ثيرموفيشر ساينتيفيك | 10010023 | |
| PPIB | ACDBio | 313908 | |
| مجموعة RNAscope 2.5 LS React-RED | ACDBio | 322150 | |
| الملطخ | لايكا | نظام لايكا بوند RX الآلي | |
| دبابيس التشريح المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ | أجهزة أنظمة العيش | رمز الصورة: PIN-0.1MM | PIN-0.2مم | رمز السرد-#3 | PIN-VP-1 | |
| البارابلاست الجراحي | لايكا بيوسيستمز | 39601006 | |
| جل حماية الأنسجة | مختبر الإحصاء | TissueGuard/SKU: TG12 | |
| مقص زنبريك فاناس - حافة قطع بقطر 2 مم | أدوات العلوم الدقيقة | البند رقم 15000-03 | |
| مقص زنبرك فاناس - حافة قطع 2.5 مم | أدوات العلوم الدقيقة | العنصر رقم 15000-08 | |
| مقص زنبرك فاناس - حافة قطع 3 مم | أدوات العلوم الدقيقة | البند رقم 15000-00 | |
| α-SMA | أبكام | AB5694 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.