מונוציטים הם מווסתים מרכזיים של חסינות מולדת וממלאים תפקיד קריטי בחידוש המערכת הפגוציטית החד-גרעינית ההיקפית ובמקרה של דלקת. כתב יד זה מתאר את הליך ההדמיה בזמן אמת של מח העצם של קלווריה של העכבר כדי לחקור את מנגנון הגיוס של המונוציטים.
מאמר שיטה
מונוציטים הם מווסתים מרכזיים של חסינות מולדת וממלאים תפקיד קריטי בחידוש המערכת הפגוציטית החד-גרעינית ההיקפית ובמקרה של דלקת. כתב יד זה מתאר את הליך ההדמיה בזמן אמת של מח העצם של קלווריה של העכבר כדי לחקור את מנגנון הגיוס של המונוציטים.
הדמיה מולטי-פוטונית בזמן אמת מספקת הזדמנות מצוינת לחקור סחר בתאים ואינטראקציות בין תאים בסביבתם התלת-ממדית הפיזיולוגית. הפעילות הביולוגית של תאי החיסון תלויה בעיקר ביכולות התנועתיות שלהם. למונוציטים בדם יש זמן מחצית חיים קצר בזרם הדם; מקורם במח העצם ומשתחררים ממנו באופן מכונן. במצב דלקתי, תהליך זה משופר, מה שמוביל למונוציטוזיס בדם ולחדירה לאחר מכן לרקמות הדלקתיות ההיקפיות. זיהוי האירועים הביומכניים השולטים בסחר מונוציטים ממח העצם לעבר רשת כלי הדם הוא צעד חשוב להבנת הרלוונטיות הפיזיופתולוגית של מונוציטים. ביצענו הדמיה ב-time-lapse in vivo על ידי מיקרוסקופ דו-פוטוני של מח עצם הגולגולת של עכבר Csf1r-Gal4VP16/UAS-ECFP (MacBlue). עכבר ה-MacBlue מבטא את החלבון הפלואורסצנטי המשופר של ציאן (ECFP) תחת שליטת מקדם ספציפי למיאלואיד 1, בשילוב עם תיוג רשת כלי הדם. אנו מתארים כיצד גישה זו מאפשרת מעקב אחר מונוציטים מדולריים בודדים בזמן אמת כדי לכמת עוד יותר את התנהגות הנדידה בתוך פרנכימת מח העצם וכלי הדם, כמו גם אינטראקציות בין תאים. גישה זו מספקת תובנות חדשות לגבי הביולוגיה של תת-קבוצות מונוציטים של מח העצם ומאפשרת לטפל עוד יותר כיצד ניתן להשפיע על תאים אלה במצבים פתולוגיים ספציפיים.
מח העצם ממלא תפקיד מרכזי בהמטופואיזיס ומייצג את המאגר העיקרי של מונוציטים המסתובבים מחדש באופן מכונן בין הדם לפרנכימה המדולרית, מחדשים את מאגר המונוציטים במחזור עם תוחלת חיים קצרה 2,3 ומשתתפים בבנייה מחדש של רקמות המצב היציב - מקרופאגים ותאים דנדריטיים 4. במהלך דלקת או לאחר אפלזיה חולפת, מונוציטים מגויסים באופן פעיל ממח העצם או מהטחול 5, 6, 7 ומתיישבים באיברים דלקתיים. מספר צירים כימואטרקטיביים היו מעורבים בתהליך גיוס תאים מיאלואידים ממח העצם 8, 5, 6,9. מעבר לתא המיאלואידי, מח העצם הוא גם אתר חשוב של תחול לימפוציטים מסוג T 10 ונישה של זיכרון חיסוני 11,12. לפיכך, רקמה זו מרכזית למחקרים רבים בתחום ההמטולוגיה והאימונולוגיה. הידע שלנו על הארגון המבני של תאים מיאלואידים מדולריים נובע בעיקר מניתוח חתך היסטולוגי של רקמות קבועות 13. מבט סטטי זה אינו מאפשר לחקור את דינמיקת חילופי התאים בין המדורים השונים של מח העצם, שהיא הבסיס לפעילותו התפקודית.
הדמיה תוך-חיונית מהווה קלט ביולוגי חשוב בחקר ניידות התאים, היצמדות התאים ואינטראקציות בין תאים, שתוארו בעבר רק ממערכות מבחנה. האתגרים הטכניים להדמיה תוך-חיונית נכונה כוללים את היכולת להגיע לרקמה המעניינת מנקודת מבט אופטית, ולמקסם את בידודה מסחיפה פיזיולוגית (נשימה, שרירים או התכווצויות פריסטלטיות) או מכניות (שיבוש והארכת רקמות לאחר ניתוח, וחשיפה למיקרוסקופ כמו גם הפרעות טמפרטורה וכלי דם/חמצון). סחיפות מיקרוסקופיות עשויות להגביל את היכולת לשמור על המיקוד לאורך זמן ועלולות להכניס ארטיפקטים לכימות תנועתיות התאים. חלופה אחת, שתוקפה עבור מספר רקמות כדי להפחית את הקשיים הטכניים הללו, היא לעבוד על רקמה מושתלת שהודגרה בתווך תרמוסט ומחומצן; עם זאת, הפרעה מוחלטת של זרימת הלימפה וכלי הדם עלולה להיות בעייתית. להדמיה תוך-חיונית של מח עצם הגולגולת יש מספר יתרונות בנושאים אלה. ראשית, זה דורש פעולה כירורגית מינימלית. שנית, עובי העצם באזור זה מאפשר הדמיה ישירה של נישות מח עצם ללא שחיקה, ובכך מפחית הפרעות פיזיולוגיות. ניתן לדמות את הרשת המדולרית באזור הפרסגיטלי של העצם; עם זאת, הסינוסואידים נראים יותר באזור הפרונטו-פריאטלי שבו מטריצת העצם דקה יותר12,14.
הדמיה תוך-חיונית מסתמכת על הזמינות של המדווח הפלואורסצנטי המדויק ביותר המתייג את האוכלוסייה המעניינת. תיוג במבחנה של אוכלוסיית תאים מטוהרים לפני העברה מאמצת הוביל לאפיון חשוב של נישות תאי גזע המטופויאטיות 15 או מיקרו-דומיינים אנדותליים של מח עצם המעדיפים השתלת גידול 16, וסיפק מספר תשומות בסיסיות על מושגי מפתח באימונולוגיה 17. עם זאת, גישה זו דורשת בדרך כלל מאות אלפי תאים כדי לקבל הזדמנות לזהות אותם לאחר מכן in vivo. ניתן להסביר זאת על ידי שיעור התמותה הגבוה לאחר הצביעה, הדילול בכל הגוף והשינוי במצב ההפעלה, מה שעלול להוביל לביות מוטה. תיוג אנדוגני ממערכת עכברים טרנסגנית מתגבר במידה רבה על מגבלות אלה ואיפשר לדמות את ההתנהגות של אוסטאובלסטים אנדוגניים 8, מגקריוציטים 18 או תת-קבוצות שושלת מיאלואיד 6. עם זאת, יש להיות זהירים כאשר בוחנים את הספציפיות של המדווח הפלואורסצנטי בקרב תת-הקבוצה הנחקרת.
ה-Csf1r-Gal4VP16/UAS-ECFP, הנקרא עכבר MacBlue 1, הוא מערכת טרנסגנית רבת ערך לחקר מונוציטים מדולריים עם הדמיה בזמן אמת 6. הזרקה תוך ורידית של רודמין-דקסטרן במשקל מולקולרי גבוה מבדילה את הפרנכימה המדולרית מרשת הסינוסואידים של כלי הדם של מח העצם. באמצעות גישה זו, ניתן לעקוב אחר התנהגות המונוציטים בתאים המדולריים השונים בהקשר פיזיופתולוגי ספציפי של עניין. יתר על כן, אנו מציעים אסטרטגיה נוספת להשוואת דינמיקת מונוציטים לזו של נויטרופילים באמצעות תיוג in vivo באמצעות נוגדן ספציפי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: כל פרוטוקולי הניסוי אושרו על ידי הוועדה לניסויים בבע"ח והאתיקה הצרפתית ומאומתים על ידי "הגנת שירות et סנטה Animales, Environnement" עם מספר-75-2065. גודל מדגם נבחרים כדי להבטיח שחזור של הניסויים, ובהתאם ל3R של רגולציה אתיקה של בעלי החיים.
1. הכנת העכבר
2. רכישת הדמיה שני פוטונים
ניתוח 3. נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מבנה גולגולת עכבר מציע הזדמנות טובה ללמוד את הפיסיולוגיה מח עצם על ידי ההדמיה intravital. להיות רזה באזור הקדמי הקודקודית העצם, ניתן לקבל גישה לנישות medullar ללא שחיקה של העצם. איור 1 מייצג שדה 2D רחב של הגולגולת של עכבר מהונדס MacBlue. מטריצת העצם מורכבת בעיקר של קולגן אני בקלות לזיהוי על ידי SHG 19. הזרקה של rhodamin-dextran מכתימה את רשת כלי הדם של מח העצם ומאפשרת לזיהוי נישות מח עצם parenchymal בין מטריצת העצם וכלי 14. תאי ECFP מופצים בש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נקודות הקריטיות של in vivo מתודולוגיה ההדמיה הן להבטיח את היציבות של המיקוד במטרה למקסם את משך הזמן של הדמיה וכדי למזער את סיכון לזיהום חיידקים ודלקות, אשר עשוי להשפיע על הדינמיקה של תאי הדלקת. הדמיה של מוח עצם גולגולת כדלקמן מטרות אלה כניתוח שבוצע כדי לקבל גישה למח העצם הוא מינימאלי. השימוש בחומר החיטוי וסטרילי הוא חיוני כדי להגביל את הסיכון לזיהום שעלול לגרום להפרעות בהומאוסטזיס תא.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים מבקשים להודות אן Daron ופייר לואי Loyher עבור עריכה סיוע, Plateforme Imagerie Pitié-סלפטרייר (PICPS) לקבלת סיוע במיקרוסקופ שני הפוטונים ומתקן בעלי החיים "NAC" וקמיל Baudesson לעכברי רביית סיוע. המחקר שיוביל לתוצאות אלה קיבל מימון מתכנית המסגרת השביעית של הקהילה האירופית (FP7 / 2007-2013) תחת הסכם מענק n ° 304,810 - פשיטות, וn ° 241,440-Endostem, מINSERM, מהאוניברסיטה לפירית et מארי קירי "צמיחה ", מla" ליגת העל contre le סרטן ", מתוך" אגודת pour la משוכלל ונדיר sur le סרטן "ומ-" סוכנות הידיעות הלאומית דה לה משוכלל ונדיר "צמיחת תכנית 2012 (ANR-אמה-050). PH נתמכה על ידי la "ליגת העל contre le סרטן".
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| קטמין | מריאל | 100 מ"ג/מ"ל, חומר הרדמה | |
| קסילזין | Bayer HealthCare | 10 מ"ג/מ"ל, חומר הרדמה | |
| איזופלורן | בקסטר | 2.5%, חומר הרדמה | |
| O2/NO2 | 70/30, חומר הרדמה | ||
| רודמין-דקסטרן | Invitrogen | 2 MDa, 10 מ"ג/מ"ל, צביעת כלי דם | |
| Ly6G-PE | Becton-Dickinson | 1A8, מכתים נויטרופילים | |
| מחזיק סטריאוטקטי ניתוח | ביתי | ||
| אתנול 70% | ניתוח | ||
| מספריים וציפורניים | טבעת | ||
| גומי | בקוטר 18 מ"מ, ניתוח | ||
| Glubran 2 | Queryo דבק כירורגי רפואי | , קיבוע טבעת גומי | |
| מחטי מד קטן | ניתוח | טרומו | |
| Zeiss LSM 710 NLO מיקרוסקופ מולטיפוטון | מיקרוסקופ | קרל זייס | |
| Ti:לייזר קריסטל ספיר | קוהרנטי זיקית אולטרה | 140 fsec פולסים של אור NIR | |
| זן 2010 | קרל זייס | תוכנת רכישה | |
| Imaris Bitplane | מטוסי | סיביות, מעקב אוטומטי תלת מימדי | |
| PBS 1X | D. ניתוח דוצ'ר | ||
| תא תרמוסט | הדמיה תוך-חיונית | של קרל זייס |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה