2019年4月30日
我们介绍一种相对简单且灵敏的方法,用于精确量化小鼠肝脏中的胆管密度。该方法有助于评估遗传和环境因素的影响,以及潜在疗法在胆道疾病小鼠模型中的有效性。
本方案使研究者能够定量分析肝病小鼠模型中胆管的发育情况,还可用于评估遗传修饰因素对胆管发育的影响。该技术的优势在于,它是一种简单、灵敏且定量的方法,可直接评估胆管发育。
首先,用镊子拉紧安乐死小鼠的皮肤,使用小剪刀在肋骨下方约一英寸处做一横向切口。暴露肝脏的整个腹侧面。使用小剪刀小心剪断连接肝脏与腹腔内其他器官的韧带。
然后,切断胆总管以将肝脏与肠道分离。抓住胆囊,小心地取出肝脏。立即将其放入一个50毫升的离心管中,管内装有三分之四体积的4%多聚甲醛。
为了固定肝组织,将组织在4%多聚甲醛中于4摄氏度孵育48小时。经过一系列乙醇洗涤后,在室温下用透明剂洗涤肝组织,每次30分钟,共洗涤三次。开始包埋时,将组织包埋盒在组织模具中用预热至60摄氏度的石蜡洗涤三次,每次30分钟。
然后,将石蜡倒入组织包埋模具中,至模具高度的四分之三处,并将其置于60摄氏度的加热板上。将肝脏放入模具中,腹面朝上。小心地将模具从加热板上取下后,将包埋盒的盖子盖在模具上。
用热的液体石蜡覆盖至满,静置过夜使其冷却至室温。将肝组织块从模具中取出后,使用切片机从肝脏背侧表面开始切片,切片厚度为五微米。在解剖显微镜下检查表层切片,确保切片无撕裂或折叠。
进行免疫组织化学切片处理时,为每种基因型选择一张待分析的切片,依次在二甲苯、100%乙醇、95%乙醇和70%乙醇中各洗涤15分钟。切片经去离子水洗涤后,浸入基于Tris的高pH值抗原修复液中,随后在压力锅中于10 psi压力下加热3分钟。
将切片冷却至室温后,使用PAP笔在切片上标记出组织区域。用PBS Tween洗涤后,每张切片加入100 µL封闭液,覆盖后在4°C下孵育1小时以封闭组织切片。每张切片加入100 µL含三种一抗的稀释抗体溶液,在4°C下孵育过夜。
洗涤玻片后,加入100微升含有两种二抗的二抗溶液,在室温下孵育一小时。最后,向玻片上加封片剂并加盖盖玻片。使用荧光显微镜对每个切片在1倍缩放倍数下拍摄20倍物镜的图像。
确保对肝脏内每一条门静脉进行成像。创建一个包含以下列的电子表格:动物/样本编号、图像编号、门静脉数量和胆管数量。针对每幅图像,识别并记录其中的门静脉数量。
然后,通过可见的胆管上皮细胞围绕一个明确管腔的特征,在每张图像中识别出开放的胆管。这些结构应清晰可辨,并由间充质与其他广谱细胞角蛋白阳性的细胞分隔开。该技术的主要挑战之一在于准确识别开放的胆管。
确定何为开放的胆管,需要分析胆管的形态及其管腔周围细胞的特征。对每个开放的胆管进行计数,并将其数量记录在与图像编号对应的同一列中,对每张门静脉图像重复此操作。最后,计算肝样本中所有门静脉和所有胆管的总数,并计算该肝样本的胆管与门静脉之比。
对30天龄小鼠肝脏进行切片,并使用CK8和CK19以及血管标志物alpha-SMA进行共染色,以确定胆管(BD)与门静脉(PV)的比例。当每叶肝脏中的所有门静脉均被成像后,门静脉被定义为具有相邻广谱细胞角蛋白染色的alpha-SMA阳性血管。无广谱细胞角蛋白染色的alpha-SMA阳性结构为中心静脉,不在分析范围内。
开放性导管具有明确可辨的管腔,其周围环绕着广谱细胞角蛋白阳性的胆管上皮细胞,且通常由间充质组织与邻近的导管或胆管上皮细胞分隔开。那些无明确管腔的广谱细胞角蛋白阳性细胞,不计入胆管总数。野生型动物的肝组织切片显示门静脉伴随一条完全开放的导管,以及多个未整合的细胞。
来自JAG1杂合型动物的代表性肝脏切片显示,在三条门静脉周围均无开放的胆管。此处所有广谱细胞角蛋白阳性的细胞均为未整合状态,因此不应计入。对三只野生型和三只JAG1杂合型动物的胆管与门静脉比例进行分析,结果表明可根据胆管数量明确区分两种基因型。
必须评估所有门脉血管中的胆管。如果肝脏内表型存在变异性,则此步骤对于确定胆管密度尤为重要。该技术已被用于在Helgason小鼠模型中鉴定胆道表型的遗传抑制因子。
因此,它可能在评估胆道疾病动物模型的治疗方式方面具有应用价值。
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本方案可实现对肝病小鼠模型中胆管发育的定量分析。这是一种简单、灵敏且定量的方法,用于评估胆管密度,有助于评价遗传和环境因素对胆道疾病的影响。
对胆管发育进行定量评估,能够在胆汁淤积性肝病的临床前模型中实现机制性风险排除。该方法通过提供一种可重复且不依赖基因型的胆管表型读数,支持靶点验证。它基于胆管与门静脉的比值,区分野生型与疾病模型,从而促进研究项目的优先筛选。
该方法通过在先导化合物筛选前提供胆道发育评估的定量终点,从而整合到发现生物学工作流程中。