Längsschnittliche intravitale Bildgebung durch klare Silikonfenster

Laura Maiorino; Margaret Shevik; José M. Adrover; Xiao Han; Elias Georgas; John Erby Wilkinson; Harrison Seidner; Leonie Foerschner; David A. Tuveson; Yi-Xian Qin; Mikala Egeblad

doi:10.3791/62757

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Methodenartikel

Längsschnittliche intravitale Bildgebung durch klare Silikonfenster

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DOI:

10.3791/62757

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5. Januar 2022

Laura Maiorino^*¹^,²^,³ , Margaret Shevik^*¹^,⁴^,⁵ , José M. Adrover¹ , Xiao Han¹^,⁶ , Elias Georgas⁷^,⁸ , John Erby Wilkinson⁹ , Harrison Seidner¹ , Leonie Foerschner¹ , David A. Tuveson¹ , Yi-Xian Qin⁸ , Mikala Egeblad¹

¹Cold Spring Harbor Laboratory, ²Cold Spring Harbor Laboratory School of Biological Sciences, ³Koch Institute for Integrative Cancer Research, Massachusetts Institute of Technology, ⁴Medical Scientist Training Program, School of Medicine, Stony Brook University, ⁵Graduate Program in Pharmacology, Stony Brook University, ⁶Graduate Program in Genetics, Stony Brook University, ⁷Graduate Program in Biomedical Engineering, Stony Brook University, ⁸Department of Biomedical Engineering, Stony Brook University, ⁹Department of Pathology, University of Michigan

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier wird ein Ansatz für die intravitale Langzeitbildgebung mit optisch klaren Silikonfenstern vorgestellt, die direkt auf das interessierende Gewebe/Organ und die Haut geklebt werden können. Diese Fenster sind billiger und vielseitiger als andere, die derzeit im Feld verwendet werden, und das chirurgische Einführen verursacht begrenzte Entzündungen und Leiden bei den Tieren.

Zusammenfassung

Die intravitale Mikroskopie (IVM) ermöglicht die Visualisierung von Zellbewegung, -teilung und -tod bei Einzelzellauflösung. IVM durch chirurgisch eingesetzte Bildgebungsfenster ist besonders leistungsfähig, da es die Längsmessung desselben Gewebes über Tage bis Wochen ermöglicht. Typische Bildfenster bestehen aus einem Glasdeckglas in einem biokompatiblen Metallrahmen, der an der Haut der Maus vernäht ist. Diese Fenster können die freie Bewegung der Mäuse beeinträchtigen, eine starke Entzündungsreaktion hervorrufen und aufgrund von Glasscherben oder zerrissenen Nähten versagen, von denen jede Euthanasie erfordern kann. Um diese Probleme anzugehen, wurden Fenster für die langfristige Bildgebung von Bauchorganen und Brustdrüsen aus einem dünnen Film aus Polydimethylsiloxan (PDMS) entwickelt, einem optisch klaren Silikonpolymer, das zuvor für kraniale Bildgebungsfenster verwendet wurde. Diese Fenster können direkt auf das Gewebe geklebt werden, wodurch die Zeit für das Einführen reduziert wird. PDMS ist flexibel und trägt im Laufe der Zeit zu seiner Haltbarkeit bei Mäusen bei – es wurden bis zu 35 Tage getestet. Längsschnittbildgebung ist die Bildgebung derselben Geweberegion während separater Sitzungen. Ein Edelstahlgitter wurde in die Fenster eingebettet, um die gleiche Region zu lokalisieren, was die Visualisierung dynamischer Prozesse (wie die Involution der Brustdrüse) an den gleichen Stellen im Abstand von Tagen ermöglicht. Dieses Silikonfenster ermöglichte auch die Überwachung einzelner disseminierter Krebszellen, die sich im Laufe der Zeit zu Mikrometastasen entwickelten. Die in dieser Studie verwendeten Silikonfenster sind einfacher einzusetzen als metallgerahmte Glasfenster und verursachen eine begrenzte Entzündung des abgebildeten Gewebes. Darüber hinaus ermöglichen eingebettete Gitter eine einfache Verfolgung derselben Geweberegion in wiederholten Bildgebungssitzungen.

Einleitung

Die intravitale Mikroskopie (IVM), die Bildgebung von Geweben bei betäubten Tieren, bietet Einblicke in die Dynamik physiologischer und pathologischer Ereignisse bei zellulärer Auflösung in intaktem Gewebe. Die Anwendungen dieser Technik sind sehr unterschiedlich, aber IVM war im Bereich der Krebsbiologie von entscheidender Bedeutung, um aufzuklären, wie Krebszellen in Gewebe eindringen und metastasieren, mit der umgebenden Mikroumgebung interagieren und auf Medikamente reagieren ^1,2,3. Darüber hinaus war IVM der Schlüssel zum besseren Verständnis der komplexen Mechanismen, d....