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Täglich atmen Menschen luftgetragene Krankheitserreger ein, darunter Sporen opportunistischer Pilze Aspergillus fumigatus (A. fumigatus conidia), die in die Atemwege eindringen können1. Die Atemwege von Säugetieren sind ein System von Atemwegen verschiedener Generationen, die durch die unterschiedlichen Strukturen der Atemwegswände2,3,4gekennzeichnet sind . Tracheobronchialwände bestehen aus mehreren Zelltypen, darunter Flimmerzellen, die die mukokoziläre Clearancebereitstellen 5. In den Alveolen gibt es keine Flimmerzellen und die eindringenden Alveolarraumerreger können durch die mukopoliliare Clearance nicht eliminiert werden6. Darüber hinaus ist jede Atemwegsgeneration eine Nische für mehrere Immunzellpopulationen, und Untergruppen dieser Populationen sind für bestimmte Atemwegskompartimente einzigartig. So befinden sich alveoläre Makrophagen in den Alveolarkompartimenten, während sowohl die Luftröhre als auch die leitenden Atemwege mit den intraepithelialen dendritischen Zellen ausgekleidet sind7,8.
Die ungefähre Größe von A. fumigatus conidia beträgt 2-3,5 μm9. Da der Durchmesser kleiner Atemwege beim Menschen und sogar bei Mäusen 3,5 μm überschreitet, wurde vermutet, dass Konidien in den Alveolarraum eindringen können2,10,11. Tatsächlich zeigte die histologische Untersuchung das Pilzwachstum in den Alveolen der Patienten, die an Aspergilloselitten 12. Konidien wurden auch in den Alveolen infizierter Mäuse mit Live-Bildgebung der dicken Lungenscheiben nachgewiesen13. Gleichzeitig wurden Konidien in der luminalen Seite des Bronchialepithels von Mäusennachgewiesen 14.
Die dreidimensionale (3D) Bildgebung der optisch gereinigten Ganzknierungs-Mauslunge ermöglicht eine morphometrische Analyse der Atemwege15. Insbesondere wurde die quantitative Analyse der viszeralen Pleuranervenverteilung mit optisch gereinigten Mauslungenprobendurchgeführt 15. Kürzlich untersuchten Amich et al.16 das Pilzwachstum nach intranataler Anwendung von Konidien auf die immungeschwächten Mäuse mit einer Lichtblattfluoreszenzmikroskopie von optisch gereinigten Mauslungenproben. Die genaue Lage der Ruhekonidien in den Atemwegen zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Infektion ist wichtig, um die Zellpopulationen zu identifizieren, die in bestimmten Entzündungsphasen eine ausreichende antimykotische Abwehr bieten können. Aufgrund der relativ geringen Größe sind jedoch die räumlich-zeitlichen Aspekte der Verteilung von A. fumigatus conidia in den Atemwegen schlecht charakterisiert.
Hier stellen wir einen Experimentellen Aufbau zur quantitativen Analyse der Verteilung von A. fumigatus conidia in den Atemwegen infizierter Mäuse vor. Mit hilfe der fluoreszierenden konfokalen Laserscanning-Mikroskopie (CLSM) von optisch gereinigten Lungen von Mäusen, die eine oropharyngeale Anwendung der fluoreszierend markierten A. fumigatus conidia erhielten, erhalten wir 3D-Bilder und führen die Bildverarbeitung durch. Mit Hilfe der 3D-Bildgebung des ganz montierten Lungenlappens haben wir zuvor die Verteilung von A. fumigatus conidia in den leitenden Atemwegen von Mäusen 72 Stunden nach Conidienanwendung gezeigt8.