Eine benutzerdefinierte Multiphotonen-Mikroskopie-Plattform für Live-Bildgebung von Maus-Cornea und Konjunktiva

Yueh-Feng Wu; Rai-Teng Ye; Ming-Kai Pan; Sung-Jan Lin; Hsin-Yuan Tan

doi:10.3791/60944

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Methodenartikel

Eine benutzerdefinierte Multiphotonen-Mikroskopie-Plattform für Live-Bildgebung von Maus-Cornea und Konjunktiva

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DOI:

10.3791/60944

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17. Mai 2020

Yueh-Feng Wu¹ , Rai-Teng Ye¹ , Ming-Kai Pan²^,³ , Sung-Jan Lin^*¹^,³^,⁴^,⁵ , Hsin-Yuan Tan^*⁶^,⁷

¹Department of Biomedical Engineering, National Taiwan University, ²Institute of Pharmacology, College of Medicine, National Taiwan University, ³Molecular Imaging Center, National Taiwan University, ⁴Department of Dermatology, National Taiwan University Hospital, and College of Medicine, ⁵Research Center for Developmental Biology and Regenerative Medicine, National Taiwan University, ⁶Department of Ophthalmology, Chang Gung Memorial Hospital, ⁷College of Medicine, Chang Gung University

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Präsentiert wird hier eine mikroskopische Multiphotonen-Plattform für die Live-Maus-Augenoberflächenbildgebung. Fluoreszierende transgene Maus ermöglicht die Visualisierung von Zellkernen, Zellmembranen, Nervenfasern und Kapillaren innerhalb der Augenoberfläche. Nichtlineare Signale der zweiten harmonischen Generation, die von kollagenen Strukturen abgeleitet werden, bieten eine etikettenfreie Bildgebung für stromale Architekturen.

Zusammenfassung

Herkömmliche histologische Analysen und Zellkultursysteme reichen nicht aus, um die physiologische und pathologische Dynamik in vivo vollständig zu simulieren. Multiphotonenmikroskopie (MPM) hat sich zu einer der beliebtesten bildgebenden Modalitäten für biomedizinische Studien auf zellulärer Ebene in vivo, Vorteile sind hohe Auflösung, tiefe Gewebepenetration und minimale Phototoxizität. Wir haben eine MPM-Bildgebungsplattform mit einem maßgeschneiderten Maus-Augenhalter und einer stereotaxic-Bühne für die Bildgebung der Augenoberfläche in vivo entwickelt. Dual fluoreszierende Protein-Reportermaus ermöglicht die Visualisierung von Zellkernen, Zellmembranen, Nervenfasern und Kapillaren innerhalb der Augenoberfläche. Neben Multiphotonenfluoreszenzsignalen ermöglicht die gleichzeitige Erfassung der zweiten harmonischen Generation (SHG) die Charakterisierung kollagener Stromalarchitektur. Diese Plattform kann für die intravitale Bildgebung mit genauer Positionierung über die gesamte Augenoberfläche, einschließlich Hornhaut und Bindehaut, eingesetzt werden.

Einleitung

Die okulären Oberflächenstrukturen, einschließlich der Hornhaut und bindehaut, schützen andere tiefere Augengewebe vor äußeren Störungen. Die Hornhaut, der transparente vordere Teil des Auges, fungiert sowohl als Brechungslinse zur Lichtausweise ins Auge als auch als Schutzbarriere. Das Hornhautepithel ist die äußerste Schicht der Hornhaut und besteht aus unterschiedlichen Schichten von oberflächlichen Zellen, Flügelzellen und Basalzellen. Corneal stroma besteht aus raffiniert verpackten kollagenen Lamellen, die mit Keratozyten eingebettet sind. Hornhautendothel, eine einzige Schicht flacher sechseckigen Zellen, spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der....