Waiting
Procesando inicio de sesión ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

稳定纵向 在Vivo 细胞级可视化胰腺在穆林模型与胰腺内活性成像窗口

Published: May 6, 2021 doi: 10.3791/62538

Summary

腺的体内高分辨率成像利用胰腺内成像窗口获得便利。

Abstract

在活体小动物模型中,胰腺的直接 体内 细胞分辨率成像在技术上具有挑战性。最近的一项活体成像研究,带有腹部成像窗口,使 体内腹部器官中的细胞动力学可视化。然而,由于小鼠胰腺的软板状结构很容易受到生理运动(如持久性和呼吸)的影响,因此很难在细胞水平上在几周内进行稳定的 纵向体内 成像,以识别、跟踪和量化小鼠胰腺中的胰岛或癌细胞。在此,我们描述了一种植入新颖支撑基座的方法,一个集成的胰腺内成像窗口,可以在空间上将胰腺与肠道分离,用于胰腺微结构的纵向延时活性成像。带成像窗口 的纵向体内 成像可实现稳定的可视化,从而在 3 周内跟踪小岛,并实现微观结构的高分辨率三维成像,这一点在正位胰腺癌模型中就证明了这一点。通过我们的方法,进一步的活体成像研究可以阐明细胞水平上涉及胰腺的各种疾病的病理生理学。

Introduction

胰腺是一种腹部器官,在消化道中具有外分泌功能,内分泌激素在血液中。胰腺的高分辨率细胞成像可以揭示涉及胰腺的各种疾病的病理生理学,包括胰腺炎、胰腺癌和糖尿病1。传统的诊断成像工具,如计算机断层扫描,磁分辨率成像和超声波学在临床领域广泛提供1,2。然而,这些成像模式仅限于可视化只有结构或解剖变化,而改变在细胞或分子水平无法确定。鉴于人类糖尿病或胰腺癌的分子变化可在诊断前10年以上启动因此,在潜伏期从分子过渡中发现胰腺疾病有可能提供早期诊断和及时干预。因此,通过提供胰腺癌的早期诊断或在糖尿病5进展期间对胰岛变化的提前识别,能够克服分辨率的局限性并提供对功能的宝贵见解的成像将显著获得关注。

特别是小岛,核成像、生物发光成像和光学相干断层扫描被推荐为非侵入性胰岛成像技术6。然而,这些方法的分辨率非常低,典型值从几十微米到几百微米不等,因此检测胰岛细胞水平变化的能力有限。另一方面,以前对小岛的高分辨率研究是在前体7、8(例如, 胰腺切片或消化)、非生理9(例如胰腺外化)和异位条件10、11、12(例如,植入肾胶囊下、肝脏内和眼睛前室),这限制了其解释和临床影响。如果能建立高分辨率成像的体内、生理学和矫形模型,将成为胰岛研究的重要平台。

活体动物的体内成像揭示了一种微观分辨率的病理生理学,最近受到人们的极大关注。 在体内 成像方法中,腹部成像窗口14的开发,将一个窗口植入老鼠的腹部,使得发现了新的发现(即早期肝转移15 的微观美斯塔西阶段和肠道上皮16的干细胞维持机制)。虽然腹部成像窗口提供了宝贵的结果,但这一窗口对胰腺的应用以及基于涉及胰腺的疾病的活体成像研究尚未得到广泛调查。

与人类胰腺的明确定义的实体器官特征不同,小鼠的胰腺是一种分布分散的软组织状结构17。因此,它不断受到生理运动的影响,包括腹膜和呼吸。先前关于为胰腺应用腹部成像窗口的研究表明,流浪是由于排便引起的运动伪影引起的。在生成的平均图像中观察到严重的模糊,这妨碍了微尺度结构的可视化和识别。

在此,我们描述了使用一种新的支持基础集成胰腺内成像窗口结合活体显微镜19,20调查纵向细胞水平事件涉及胰腺的疾病。除了对上一研究18中的方法进行详细描述外,本文还将探讨胰腺成像窗口对涉及胰腺的各种疾病的扩展应用。在此协议中,定制的视频速率激光扫描共聚焦显微镜系统被用作活体显微镜系统。四个激光模块(波长为 405、488、561 和 640 nm)用作激发源,光磁体管 (PMT) 通过带通滤波器 (BPF1: FF01-442/46) 检测到四个发射信号通道:BPF2: FF02-525/50;BPF3: FF01-600/37;BPF4: FF01-685/40)。激光扫描由旋转多边形镜 (X 轴) 和镀锌仪扫描镜 (Y 轴) 组成,使视频速率扫描(每秒 30 帧)成为可能。关于活体显微镜的详细资料在以前的研究中已经描述了10,18,19,20,21,22,23。

在我们之前的小岛研究18中,我们使用转基因小鼠模型(MIP-GFP)24成功地稳定地对活鼠中的胰岛进行了成像,其中小岛被标记为GFP。该方法使小岛的变化在1周内实现了高分辨率可视化。它还有助于对同一小岛进行长达3周的成像,这表明在糖尿病18的发病机制期间,对胰岛进行长期研究以进行功能跟踪或监测的可行性。此外,我们开发了一个正位胰腺癌模型,其中荧光胰腺癌细胞(PANC-1 NucLightRed)25被直接植入小鼠的胰腺。利用胰腺内成像窗口,该模型可作为研究胰腺癌肿瘤微环境细胞和分子病理生理学以及新型药物候选物的治疗监测的平台。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

本文描述的所有程序均按照《实验室动物护理和使用指南》(2011年 )第8版(2011年)26 日进行,并经韩国高等科学技术研究院(KAIST)和首尔国立大学邦当医院(SNUBH)机构动物护理和使用委员会批准。

1. 准备窗户和其他材料

  1. 定制设计胰腺内成像窗口,使胰腺与腹腔内的肠道分离18(1A,B)。在先前研究18的补充数字中描述了窗口的详细蓝图。
  2. 使用C57BL/6N小鼠,8-12周大的雄性,进行活体胰腺成像。注射抗CD31抗体与Alexa 647氟合体,在成像前2小时,用于容器标记18。
  3. 对于胰岛研究,准备一个转基因小鼠模型,其中小岛被标记为荧光记者蛋白。在这里,我们利用了MIP-GFP,其中绿色荧光蛋白在小鼠胰岛素1基因促进剂的控制下表达,该基因促进剂活跃在小鼠24个胰岛的所有β细胞中。
  4. 对于胰腺癌研究,准备带有荧光记者蛋白和BALB/C裸鼠标签的转基因癌细胞。在这项研究中,使用了PANC-1核光红细胞。PANC-1癌细胞25 被贴上了NucLight红荧光探针的标签。
  5. 消毒所有手术工具,盖玻璃(是否使用PEG),以及使用高压灭菌器成像窗户。
  6. 将 PEG 涂层涂层涂在盖玻璃上,以防止炎症反应并增加生物相容性,这适用于长期成像。

2. 手术

  1. 准备一个无菌手术平台,用70%的乙醇对表面进行消毒。
    注:对于纵向成像会话,无菌技术至关重要。
  2. 用铁胺/佐拉泽帕姆(30毫克/千克)和西拉津(10毫克/千克)的混合物麻醉小鼠。
    注:建议使用二聚氰胺/佐拉泽帕姆代替氯胺酮,因为它对高血糖的不利影响。最佳麻醉应选择为实验的目的9,27。
  3. 使用直肠探头使用家用热控制加热垫监控体温。
  4. 剃掉鼠标的左翼,并应用三轮交替酒精和碘为基础的磨砂。
    注意:如果使用脱皮霜,请不要离开超过 1 分钟以避免化学灼伤。
  5. 在小鼠的左侧切开1.5厘米的切口,解剖皮肤和肌肉。
  6. 在切口边缘用黑色或尼龙 4-0 缝合进行钱包串缝合。
  7. 在切口上使用微型缩回器,轻轻地露出脾脏。
  8. 小心地用环钳将脾脏集中,并识别胰腺。
  9. 将窗口放在鼠标的侧翼,通过窗户的空地穿过脾脏和胰腺。胰腺的操纵必须是非常外邦的,因为它可能导致出血或胰腺炎
  10. 轻轻地将胰腺放在成像窗的板上;脾脏将被放置在窗口的开放空间。
  11. 对于癌细胞研究,将PANC-1 NucLight Red(1.0 x 106 细胞)直接注射到胰腺中。
    注:对于矫形人类胰腺癌异种细胞的成像,直接植入癌细胞,如PANC-1或其他人类胰腺癌细胞,可以促进28。为了用活光显微镜可视化,PANC-1细胞被用红色荧光蛋白用NucLight红扁豆试剂进行转化,该试剂标记核29。虽然最大注射量不确定,但尽可能减少体积以避免胰腺的压力效应。
  12. 在成像窗口边缘涂抹 N-丁基氰酸丙烯酸酯胶水滴。
    1. 要最大限度地减少涂用胶水的量,请使用 31 G 导管针进行应用。如果掉落量大,则组织会无意中粘附在窗户或盖玻璃上。
  13. 轻轻地将 12 mm 圆形盖玻璃涂抹到成像窗的边缘。
  14. 拉缝合圈,以适应窗口的横向凹槽,并绑它三次。
  15. 切开结的最大近端部位,以防止这些小鼠清醒时紧缝的中断。
  16. 让小鼠从麻醉(2-3小时)中恢复过来,注射酮洛芬(5毫克/千克,皮下在动物颈部或臀部底部的松弛皮肤)以缓解疼痛。每12小时重新评估疼痛迹象,每24小时考虑酮普罗芬1-3天。
    注:镇痛影响胰岛素分泌反应葡萄糖9。镇痛的选择和时间必须个性化的实验目的。
  17. 将鼠标用足够的床上用品安置在笼子里,以避免窗户与笼子接触。避免在没有窗户手术的情况下与老鼠一起住房子。

3. 活性成像

  1. 打开活性显微镜,包括激光功率。
  2. 打开加热垫,将家用热调节设置为 37 °C。
    注意:如果没有家用热调节,或者使用具有频繁控制的被动加热垫或灯。
  3. 用提拉胺/佐拉泽帕姆(30毫克/千克)和西拉津(10毫克/千克)的混合物进行肌肉内麻醉。
    注:建议使用二聚氰胺/佐拉泽帕姆代替氯胺酮,因为它对高血糖的不利影响。最佳麻醉应选择为实验的目的9,27。
  4. 插入血管导管进行注射。
    1. 用食指和第三指对尾部近端施加压力,作为旅游应用的替代方案。如有必要,用灯加热尾部。
    2. 用 70% 乙醇喷雾消毒尾静脉。
    3. 将 30 G 导管插入横向尾静脉。血液的再生将在PE10管中可视化。
    4. 在导管上涂上丝胶带来稳定它。
    5. 根据荧光探头18的组合,酌情注射FITC/TMR dextran或其他荧光探针(25微克抗CD31与Alexa 647结合)。
      注意:对于荧光结合抗体探头,在成像会话前注射 2 小时。
  5. 将鼠标从手术平台转移到成像阶段。
  6. 插入直肠探头,通过家用热加热垫系统自动控制体温。
  7. 将胰腺成像窗口插入在活体显微镜设置期间准备的窗口支架(图2)。对于倒置显微镜,可能需要窗口支架。
  8. 执行活性成像。
    1. 对于胰腺成像,从低放大倍率客观透镜(例如 4 倍)开始,用于扫描胰腺成像窗口中胰腺的整体视图(建议视野:2500 x 2500 μm)。
    2. 确定感兴趣区域后,切换到更高的放大倍率目标镜头(20 倍或 40 倍)以执行细胞水平成像(建议视场:500 x 500 μm 或 250 x 250 μm)。在本实验中,横向和轴向分辨率分别为约 0.5 μm 和 3 μm。
    3. 执行 z 堆栈或延时成像,以观察 3D 结构或细胞级动态(如细胞迁移)。
      注:对于转基因动物(MIP-GFP)的荧光蛋白表达细胞进行成像,30s间歇性488纳米激光照射,功率高达0.43mW,可耐受,不会明显光出血或组织损伤。对于标有Alexa 647的荧光蛋白进行成像,640 nm 激光功率高达 0.17 mW 是可以容忍的,不会明显光出血或组织损伤。长时间激发激光照射,其功率高于此设置可能导致光毒性导致光出血或组织损伤。调整足够的收益和权力,以适当地形象化感兴趣的区域。对于研究所准备的每一次活性显微镜,必须个性化地设置活体显微镜中的参数。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

活体显微镜结合支持基础集成胰腺内成像窗口,使小鼠胰腺的纵向细胞水平成像。此与胰腺内成像窗口的协议提供了长期组织稳定性,使高分辨率成像的获取能够跟踪单个小岛长达 3 周。因此,可以实现扩展视野的马赛克成像、Z 堆栈成像的三维 (3D) 重建以及同一位置的纵向跟踪。此外,我们的活体显微镜提供四个通道(405、488、561 和 647 nm)的采集,从而能够同时实现多个细胞可视化及其相互作用。

在初步成像中,窗口被植入C57BL/6N小鼠体内,静脉注射抗CD31抗体,与Alexa 647荧光素结合。宽区域成像 (图 3A) 和放大的 3D 成像 (图 3B-D, 补充视频 1) 的胰腺是促进与这个系统。胰腺组织通过自发光可视化,并识别了标有抗CD31抗体的相邻血管。由于渗透或呼吸引起的振荡未被识别,导致平均成像与高信号噪声比(图4)。需要在胰腺中以微尺度分辨率可视化的 Acinar 细胞在平均图像中清晰可视化。

用于小岛成像,使用了 MIP-GFP 鼠标。使用马赛克成像方法,具有高分辨率成像的广域视图使小岛与相邻的血管(图5)实现可视化。在广域视野中发现了大约40-50个小岛。这种稳定的成像方法可以进一步促进对小岛长达3周的跟踪,如先前的研究(6)18所示。

对于癌细胞成像,PANC-1 NucLight红细胞在手术过程中被直接植入小鼠胰腺(图7)。使用了双标签策略,包括PANC-1 NucLight红细胞和附近染有反CD31的船只,这些血管与Alexa 647结合在一起。根据我们的协议,实现了胰腺癌的广域成像(图7A),它划定了肿瘤的边缘,并在单细胞水平上实现了高分辨率3D成像(图7B-D,补充视频2)。

Figure 1
1:胰腺内成像窗的设计与拍摄。 A) 胰腺内成像窗口的 3D 和横截面视图。前一篇论文18描述了大小和直径的详细蓝图。(B) 胰腺成像窗口的前部和后部照片。版权所有 2020 韩国糖尿病协会从糖尿病元 J. 2020 44:1:193-198.经韩国糖尿病协会许可转载。 请单击此处查看此图的较大版本。

Figure 2
2:胰腺内成像窗口实施的照片。 在 XYZ 转化阶段,小鼠植入胰腺内成像窗口,连接到倾斜支架的成像室支架连接到胰腺成像窗口。版权所有 2020 韩国糖尿病协会从糖尿病元 J. 2020 44:1:193-198.经韩国糖尿病协会许可转载。 请单击此处查看此图的较大版本。

Figure 3
3:C57BL/6N小鼠的活体胰腺成像。A) 广域图像和(B) 在 C57BL/6N 鼠标中放大胰腺(绿色)及其微血管(红色)的 3D 图像。容器上标有与Alexa 647氟磷结合的抗CD31抗体。(C) 3D 重建图像和(D) 鼠标胰腺的表面渲染图像。比例尺:200 μm (A) 和 50 μm (B-D)。另见补充视频1。请单击此处查看此图的较大版本。

Figure 4
图4:细胞内成像及相邻血管。 C57BL/6N 小鼠中的阿西纳尔细胞(绿色)和相邻血管(红色)。容器标有与Alexa 647氟磷结合的抗CD31抗体。通过胰腺成像窗口完成的组织稳定性提供了高信号与噪声比图像。比例栏: 50 μm. 请单击此处查看此图的较大版本。

Figure 5
5:MIP-GFP小鼠胰岛活性成像。 在 MIP-GFP 鼠标的胰腺中采用最大强度投影方法处理的小岛(绿色)和相邻血管(红色)的广域马赛克和放大图像。容器上标有与Alexa 647氟磷结合的抗CD31抗体。比例尺:500 μm(宽面积)和50μm(放大)。 请单击此处查看此图的较大版本。

Figure 6
6:MIP-GFP小鼠胰腺胰岛纵向活性成像。 在 MIP-GFP 鼠标的胰腺中,小岛纵向图像长达 3 周。每个不同颜色的箭头表示相同的小岛。秤吧:100μm。版权所有 2020 韩国糖尿病协会从糖尿病元 J. 2020 44:1:193-198.经韩国糖尿病协会许可转载。 请单击此处查看此图的较大版本。

Figure 7
7:胰腺癌模型的代表性活体成像。(A广域图像和(B) 在BALB/c裸体小鼠中植入PANC-1 NucLight红细胞(红色)的放大3D图像。容器(蓝色)标有与Alexa 647荧光素结合的抗CD31抗体。(C) 小鼠模型中胰腺癌的 3D 重建图像和(D) 表面渲染图像。比例尺:500 μm (A) 和 50 μm (B-D)。另见补充视频2。请单击此处查看此图的较大版本。

补充视频1:C57BL/6N鼠标中的体内3D胰腺成像。C57BL/6N小鼠胰腺(绿色)的体内3D成像中,静脉注射与Alexa 647氟磷(红色)结合的抗CD31抗体。视频中描绘了比例栏。此视频对应图3C,D.请点击这里下载此视频。

补充视频2: 在体内 3D胰腺癌(PANC-1 NucLight Red)成像BALB/C裸体小鼠。在体内 3D成像胰腺癌(红色)植入BALB/C裸体小鼠静脉注射抗CD31抗体与Alexa 647氟(蓝色)结合。视频中描绘了比例栏。此视频对应图 7C,D. 请点击这里下载此视频。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

此处描述的协议包括胰腺的活体成像,使用从腹部成像窗口修改的新型支持基础集成胰腺内成像窗口。在上述协议中,第一个关键步骤是将活体胰腺成像窗口植入小鼠体内。对于胶水在窗口中的应用,在窗口边缘和盖玻璃之间涂抹胶水很重要,但不要涂在胰腺组织上,因为它可能会显著中断活体成像。如果胶水直接涂在组织上,不仅玻璃和组织之间的胶水本身,而且辅助的灰尘颗粒也会在成像过程中诱发光线散射。此外,粘合剂的应用可能对胰腺产生有毒和非生理影响。

第二步是放置在金属支撑基板上的胰腺组织量。由于胰腺组织是一个类似板材的结构,因此需要控制板上的胰腺组织体积。如果在板上放置体积过大,则涂在环边缘的胶水可能粘附在组织上,质量效应可能会妨碍胰腺的灌注。另一方面,如果音量太小,可以可视化的视野可能有限。窗口上的手术方案可能需要几次试验才能达到一致的标准。

对于3周的长期成像,最令人担心的问题是胰腺成像窗口的潜在损害。在长期观察期间,胰腺成像窗口的盖玻璃可能会意外破坏。为了防止这种情况,带窗户的鼠标必须分开存放,并且应从笼子中取出具有锋利边缘的硬物。如果盖玻璃破裂,如果窗户附近有严重的炎症迹象,或者动物似乎处于困境中,应考虑对小鼠实施安乐死。根据我们的经验,当手术后恢复得当,并且没有出现其他并发症时,有胰腺成像窗口的小鼠能够正常进食和锻炼。

在我们之前的腹部成像窗口经验中,我们未能获得高质量的细胞水平成像以及多日内对相同点的纵向跟踪。与为各种腹部器官提供多样化平台的腹部成像窗口相比,胰腺成像窗口进一步指定用于对胰腺进行成像,以及其他柔软且容易受到运动影响的器官,如腹腔、脾脏和小肠。然而,由于空间有限,肝脏和肾脏在胰腺成像窗口可能不可行。

虽然荧光小鼠、细胞和抗体探针的组合能够可视化内皮细胞与小岛或癌细胞之间的动态相互作用,但此处描述的协议可以与适合每个条件的荧光标记细胞或分子探针的其他成分一起复制。此外,预计与我们的方法集成的扩展应用, 如CpepSfGFP记者小鼠与胰岛素分泌9,30,AAV8介导基因传递靶向活性氧物种(ROS)31,或正位肿瘤模型32,33,34,其中肿瘤原位可以充分刺激肿瘤微环境,包括肿瘤,发展,转移35。此外,患者衍生的异种移植模型也可以使用我们的平台36进行研究。

这项研究有几个限制需要解决。首先,即使我们利用金属基座进行稳定,我们也无法确定底座和盖玻璃对组织产生的机械应力,这可能会影响血液流动。然而,如上图所述,静脉注射荧光结合抗体(CD31)或德克斯特兰充分标记容器,没有明显的非灌注区域,表明机械应激对胰腺组织内正常血液流动的影响最小。其次,不能在胰腺组织中评估粘合剂造成的不良反应。然而,我们尽量避免用胶粘剂触摸胰腺,以避免任何额外的影响。第三,如上文所述,麻醉剂的意外影响可能会影响胰岛素敏感性和分泌,如上一研究9,27所述。根据我们的经验,氯胺酮和西拉津的混合物与提利他明、佐拉泽帕姆和西拉津的混合物相比,诱发高血糖。应进行进一步研究麻醉对胰岛素分泌的影响,并根据每个实验选择具有最小副作用的适当麻醉。第四,胰腺成像集中在尾部,而胰腺头部部分的成像可能受制于我们的窗口。

总之,我们的成像系统与为 体内 胰腺成像优化的胰腺内成像窗口集成,有助于在细胞水平上对胰腺进行长达数周的稳定纵向成像。由于活体成像提供了细胞生物学、免疫学和肿瘤生物学的动态见解,因此本协议可以成为研究涉及胰腺的各种疾病的病理生理学的有用方法。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

作者没有什么可透露的。

Acknowledgments

这项研究得到了SNUBH研究基金第14-2020-002号赠款和韩国政府资助的韩国国家研究基金会(NRF-2020R1F1A1058381,NRF-2020R1A1A2C3005694)的支持。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Alexa Fluor 647 Succinimidyl Esters (NHS esters) Invitrogen A20006 Fluorescent probe for conjugate with antibody
BALB/C Nude OrientBio BALB/C Nude BALB/C Nude
BD Intramedic polyethylene tubing BD Biosciences 427401 PE10 catheter for connection with needle
C57BL/6N OrientBio C57BL/6N C57BL/6N
Cover glasses circular Marienfeld 0111520 Cover glass for pancreatic imaging window
FITC Dextran 2MDa Merck (Former Sigma Aldrich) FD200S For vessel identification
IMARIS 8.1 Bitplane IMARIS Image processing
Intravital Microscopy IVIM tech IVM-C Intravital Microscopy
IRIS Scissor JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD S-1107-10 This product can be replaced with the product from other company
Loctite 401 Henkel 401 N-butyl cyanoacrylate glue
Micro Needle holder JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD H-1126-10 This product can be replaced with the product from other company
Micro rectractor JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD 17004-03 This product can be replaced with the product from other company
Microforceps JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD F-1034 This product can be replaced with the product from other company
MIP-GFP The Jackson Laboratory 006864 B6.Cg-Tg(Ins1-EGFP)1Hara/J
Nylon 4-0 AILEE NB434 Non-Absorbable Suture
Omnican N 100 30G B BRAUN FT9172220S For Vascular Catheter, Use only Needle part
PANC-1 NucLightRed Custom-made Custom-made Made in laboratory
Pancreatic imaging window Geumto Engineering Custom order Pancreatic imaging window - custom order
Physiosuite Kent Scientific PS-02 Homeothermic temperature controller
Purified NA/LE Rat Anti-Mouse CD31 BD Biosciences 553708 Antibody for in vivo vessel labeling
Ring Forceps JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD F-1090-3 This product can be replaced with the product from other company
Rompun Bayer Rompun Anesthetic agent
TMR Dextran 65-85kDa Merck (Former Sigma Aldrich) T1162 For vessel identification
Window holder Geumto Engineering Custom order Window holder - custom order
Zoletil Virbac Zoletil 100 Anesthetic agent

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Dimastromatteo, J., Brentnall, T., Kelly, K. A. Imaging in pancreatic disease. Nature Reviews. Gastroenterology & Hepatology. 14 (2), 97-109 (2017).
  2. Cote, G. A., Smith, J., Sherman, S., Kelly, K. Technologies for imaging the normal and diseased pancreas. Gastroenterology. 144 (6), 1262-1271 (2013).
  3. Yachida, S., et al. Distant metastasis occurs late during the genetic evolution of pancreatic cancer. Nature. 467 (7319), 1114-1117 (2010).
  4. Hardt, P. D., Brendel, M. D., Kloer, H. U., Bretzel, R. G. Is pancreatic diabetes (type 3c diabetes) underdiagnosed and misdiagnosed. Diabetes Care. 31, Suppl 2 165-169 (2008).
  5. Baetens, D., et al. Alteration of islet cell populations in spontaneously diabetic mice. Diabetes. 27 (1), 1-7 (1978).
  6. Holmberg, D., Ahlgren, U. Imaging the pancreas: from ex vivo to non-invasive technology. Diabetologia. 51 (12), 2148-2154 (2008).
  7. Marciniak, A., et al. Using pancreas tissue slices for in situ studies of islet of Langerhans and acinar cell biology. Nature Protocols. 9 (12), 2809-2822 (2014).
  8. Ravier, M. A., Rutter, G. A. Isolation and culture of mouse pancreatic islets for ex vivo imaging studies with trappable or recombinant fluorescent probes. Methods in Molecular Biology. 633, 171-184 (2010).
  9. Frikke-Schmidt, H., Arvan, P., Seeley, R. J., Cras-Meneur, C. Improved in vivo imaging method for individual islets across the mouse pancreas reveals a heterogeneous insulin secretion response to glucose. Science Reports. 11 (1), 603 (2021).
  10. Lee, E. M., et al. Effect of resveratrol treatment on graft revascularization after islet transplantation in streptozotocin-induced diabetic mice. Islets. 10 (1), 25-39 (2018).
  11. Evgenov, N. V., Medarova, Z., Dai, G., Bonner-Weir, S., Moore, A. In vivo imaging of islet transplantation. Nature Medicine. 12 (1), 144-148 (2006).
  12. Mojibian, M., et al. Implanted islets in the anterior chamber of the eye are prone to autoimmune attack in a mouse model of diabetes. Diabetologia. 56 (10), 2213-2221 (2013).
  13. Pittet, M. J., Weissleder, R. Intravital imaging. Cell. 147 (5), 983-991 (2011).
  14. Ritsma, L., et al. Surgical implantation of an abdominal imaging window for intravital microscopy. Nature Protocols. 8 (3), 583-594 (2013).
  15. Ritsma, L., et al. Intravital microscopy through an abdominal imaging window reveals a pre-micrometastasis stage during liver metastasis. Science Translational Medicine. 4 (158), (2012).
  16. Ritsma, L., et al. Intestinal crypt homeostasis revealed at single-stem-cell level by in vivo live imaging. Nature. 507 (7492), 362-365 (2014).
  17. Dolensek, J., Rupnik, M. S., Stozer, A. Structural similarities and differences between the human and the mouse pancreas. Islets. 7 (1), 1024405 (2015).
  18. Park, I., Hong, S., Hwang, Y., Kim, P. A Novel pancreatic imaging window for stabilized longitudinal in vivo observation of pancreatic islets in murine model. Diabetes & Metabolism Journal. 44 (1), 193-198 (2020).
  19. Park, I., et al. Neutrophils disturb pulmonary microcirculation in sepsis-induced acute lung injury. The European Respiratory Journal. 53 (3), 1800786 (2019).
  20. Park, I., et al. Intravital imaging of a pulmonary endothelial surface layer in a murine sepsis model. Biomedical Optics Express. 9 (5), 2383-2393 (2018).
  21. Seo, H., Hwang, Y., Choe, K., Kim, P. In vivo quantitation of injected circulating tumor cells from great saphenous vein based on video-rate confocal microscopy. Biomedical Optics Express. 6 (6), 2158-2167 (2015).
  22. Moon, J., et al. Intravital longitudinal imaging of hepatic lipid droplet accumulation in a murine model for nonalcoholic fatty liver disease. Biomedical Optics Express. 11 (9), 5132-5146 (2020).
  23. Hwang, Y., et al. In vivo cellular-level real-time pharmacokinetic imaging of free-form and liposomal indocyanine green in liver. Biomedical Optics Express. 8 (10), 4706-4716 (2017).
  24. Hara, M., et al. Transgenic mice with green fluorescent protein-labeled pancreatic beta -cells. American Journal of Physiology, Endocrinology and Metabolism. 284 (1), 177-183 (2003).
  25. Lieber, M., Mazzetta, J., Nelson-Rees, W., Kaplan, M., Todaro, G. Establishment of a continuous tumor-cell line (panc-1) from a human carcinoma of the exocrine pancreas. International Journal of Cancer. 15 (5), 741-747 (1975).
  26. National Institutes of Health. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. The National Academies Collection: Reports funded by National Institutes of Health. , (2011).
  27. Windelov, J. A., Pedersen, J., Holst, J. J. Use of anesthesia dramatically alters the oral glucose tolerance and insulin secretion in C57Bl/6 mice. Physiological Reports. 4 (11), 12824 (2016).
  28. Kim, M. P., et al. Generation of orthotopic and heterotopic human pancreatic cancer xenografts in immunodeficient mice. Nature Protocols. 4 (11), 1670-1680 (2009).
  29. Cichocki, F., et al. GSK3 inhibition drives maturation of NK cells and enhances their antitumor activity. Cancer Research. 77 (20), 5664-5675 (2017).
  30. Zhu, S., et al. Monitoring C-peptide storage and secretion in islet beta-cells in vitro and in vivo. Diabetes. 65 (3), 699-709 (2016).
  31. Reissaus, C. A., et al. A versatile, portable intravital microscopy platform for studying beta-cell biology in vivo. Science Reports. 9 (1), 8449 (2019).
  32. Kong, K., Guo, M., Liu, Y., Zheng, J. Progress in animal models of pancreatic ductal adenocarcinoma. Journal of Cancer. 11 (6), 1555-1567 (2020).
  33. Bisht, S., Feldmann, G. Animal models for modeling pancreatic cancer and novel drug discovery. Expert Opinion in Drug Discovery. 14 (2), 127-142 (2019).
  34. Herreros-Villanueva, M., Hijona, E., Cosme, A., Bujanda, L. Mouse models of pancreatic cancer. World Journal of Gastroenterology. 18 (12), 1286-1294 (2012).
  35. Feig, C., et al. The pancreas cancer microenvironment. Clinical Cancer Research. 18 (16), 4266-4276 (2012).
  36. Garcia, P. L., Miller, A. L., Yoon, K. J. Patient-derived xenograft models of pancreatic cancer: overview and comparison with other types of models. Cancers (Basel). 12 (5), 1327 (2020).

Tags

医学,第171期,
稳定纵向 <em>在Vivo</em> 细胞级可视化胰腺在穆林模型与胰腺内活性成像窗口
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Park, I., Kim, P. StabilizedMore

Park, I., Kim, P. Stabilized Longitudinal In Vivo Cellular-Level Visualization of the Pancreas in a Murine Model with a Pancreatic Intravital Imaging Window. J. Vis. Exp. (171), e62538, doi:10.3791/62538 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter