מאמר זה מסביר את היישום של הדמיה פלואורסצנטי באמצעות בדיקת הדמיה אופטית activatable לדמיין את הפעילות vivo של metalloproteinases מטריצה מפתח בשני מודלים ניסיוניים שונים של דלקת.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר זה מסביר את היישום של הדמיה פלואורסצנטי באמצעות בדיקת הדמיה אופטית activatable לדמיין את הפעילות vivo של metalloproteinases מטריצה מפתח בשני מודלים ניסיוניים שונים של דלקת.
מאמר זה מתאר שיטה לא פולשנית metalloproteinases מטריצה הדמיה (MMP) - פעילות על ידי בדיקה פלואורסצנטי activatable, באמצעות in vivo פלואורסצנטי הדמיה אופטית (OI), בשני מודלים עכבר שונים של דלקת: דלקת מפרקים שגרונית (RA) ואיש קשר מודל תגובה רגישות (CHR). אור עם אורך גל בחלון אינפרא אדום הקרוב (NIR) 650 - 950 ננומטר) מאפשר חדירת רקמה עמוקה יותר וקליטה אות מינימלית לעומת אורכי גל מתחת 650 ננומטר. היתרונות העיקריים באמצעות פלואורסצנטי OI היא שזה זול, מהיר וקל ליישם דגמים שונים של בעלי חיים.
בדיקות ניטור Activatable הם שתיקה אופטית במדינות שלהם מומת, אבל להיות מאוד פלורסנט כאשר מופעל על ידי פרוטאז. הופעל MMPs להוביל להרס רקמות לשחק תפקיד חשוב להתקדמות המחלה בתגובות hyperersensitivity סוג מתעכב (DTHRs) כגון RA ו CHR. יתר על כן, MMPs הםאת פרוטאזות מפתח עבור סחוס העצם השפלה והם המושרה על ידי מקרופאגים, fibroblasts ו chondrocytes בתגובה לציטוקינים פרו דלקתיים. כאן אנו משתמשים בדיקה כי הוא מופעל על ידי MMPs מפתח כמו MMP-2, -3, -9 ו -13 ו לתאר פרוטוקול הדמיה עבור קרוב הקרינה אינפרא אדום OI של פעילות MMP ב RA ו עכברים שליטה 6 ימים לאחר אינדוקציה המחלה גם כן כמו בעכברים עם אקוטי (1x אתגר) וכרוני (5x אתגר) CHR על האוזן הימנית לעומת האוזניים בריא.
מחלות אוטואימוניות כגון דלקת מפרקים שגרונית (RA) או vulgaris פסוריאזיס מדורגות כמו תגובות של רגישות יתר מסוג מתעכב (DTHRs). RA 1 היא מחלה אוטואימונית נפוצה המאופיינת סינוביטיס מכרסמת והרס המפרק. 2 דלקת מפרקים מוסתים להפגין חדירה והתפשטות של תאי דלקת, ביטוי מוגבר של תאי פרו-דלקתיים מובילים להיווצרות pannus, סחוס והרס עצם. מחשוף 3, 4 של מולקולות תא מטריקס, כגון קולגן על ידי metalloproteinases מטריצה (MMPs), הוא חיוני עבור המרת רקמות אנגיוגנזה וגורם הרס רקמות. 5, 6 תגובות רגישות-יתר לתקשר (CHR) מאופיין צבירה של נויטרופילים שמובילים פרץ חמצונים. 7 בדומה RA, MMPs ב CHR הם involVed ב המרה רקמות, הגירה תא אנגיוגנזה על מנת ליצור דלקת כרונית.
כדי לחקור RA, גלוקוז 6-פוספט איזומראז (GPI) - סרום מזרק עכבר המודל שימש. 8 סרום מעכברים K / BxN מהונדס המכיל נוגדנים נגד GPI, הוזרק לתוך BALB / עכברים c נאיבי לאחר מכן דלקת ראומטית החלה להתפתח בתוך 24 שעות עם מקסימום של נפיחות בקרסול ביום 6 לאחר הזרקה בסרום GPI (ראה 1.1). כדי לנתח CHR כרונית, C57BL / 6 עכברים היו רגיש עם trinitrochlorobenzene (TNCB) על הבטן. האוזן הימנית נתגלתה עד 5 פעמים החל משבוע לאחר הרגישות (ראה גם 1.1 ו -1.2).
Noninvasive חיה קטנה OI היא טכניקה המבוססת על in vivo החקירה של אותות ניאון, chemiluminescent ו- bioluminescent, אשר משמשים בעיקר במחקר פרה קליני. הנתונים הכמותיים הנרכשים מספקים תובנות למולקמנגנוני ular באיברים ורקמות של בריא כמו גם במודלים של בעלי חיים חולים ניסיוני, ומאפשר האורך מעקב מדידות (למשל להעריך פרופילים בתגובה טיפוליים in vivo). יתרון גדול של מחקרים ארוכים טווח הוא ההפחתה של מספרי בעלי חיים, כמו באותן החיות ניתן למדוד במחקרי מעקב במספר נקודות זמן במקום להשתמש בעכברים שונים לכל נקודת זמן. הרזולוציה של OI מאפשרת הדמיה תפקודית מפורטת של איברים ואף מבני רקמות קטנים יותר בחיות מעבדה.
השימוש מסנן עירור ופליטה ספציפי עם ספקטרום שידור צר, הגנה נגד אור מפוזר על ידי lightproof "תיבה כהה" ואת מכשיר טעון מצמידים רגיש (CCD) מצלמה, אשר מקורר במכשירים רבים עד -70 ° C , מאפשר מאוד מדידות ספציפיות ורגישות של אותות הקרינה.
באמצעות סוכני ניאון עם excitation- ופליטה-ספקטרה בחלון הקרינה האינפרה-אדום הקרוב (650 - 950 ננומטר), אות-לרעש ניתן לשפר יחסים משמעותיים. חלון הקרינה האינפרה-אדום הקרוב מתאפיין קליטה נמוכה יחסית של האות על ידי ההמוגלובין ומים וכן קרינה אוטומטית רקע נמוך. 9 זה מאפשר עומק החדירה של עד 2 ס"מ רקמות של חיות קטנות. OI-בדיקות יכולות לטפל יעד ישירות (למשל על ידי נוגדן הנקרא קרינה) או יכולות להיות מופעלת ברקמת היעד (למשל על ידי פרוטאזות). בדיקות OI Activatable שותקים אופטיים בצורתם המומתת בשל העברת אנרגית תהודת פורסטר (סריג) כדי מחצית מרווה, אשר מעבירה את אנרגית העירור בתוך מולקולת לתחום אחר. אם הצבע הוא ביקע (על ידי הפרוטאז למשל) האנרגיה כבר לא יועברו בתוך המולקולה אות ניאון יכול להיות מזוהים על ידי OI. זה מאפשר תכנון של בדיקות OI עם specificit גבוההy עבור תהליכים ביולוגיים ברורים אות לרעש-יחסים מעולים.
הפרוטוקול הבא מסביר בפירוט על הכנת החיות, מדידות OI באמצעות בדיקת OI Activatable לתמונת MMP-2, -3, -9 ו -13 פעילות in vivo ושני דגמים ניסיוניים של דלקת (RA, CHR).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ההליכים המתוארים במאמר זה, בעקבות הקווים המנחים והסטנדרטים הבינלאומיים של טיפול ושימוש בבעלי מעבדה, אושרו על ידי הוועדה המקומית לרווחת בעלי חיים ואתיקה של ועדת המדינה Tuebingen, גרמניה. 8 - 12 שבועות BALB / C ו C57BL / 6 עכברים נשמרו על 12 שעות: 12 שעות אור: מחזור כהה היו שוכנו IVCs ותנאים סביבתיים סטנדרטיים ב 22 ± 1 מעלות צלזיוס בקבוצות של 2 - 5 עם מים גישה למודעה .
1. הכנה חומרית
אינדוקציה 2. של דלקת מפרקים שגרונית לבין התגובה לתקשר רגישות יתר כרונית
3. הכנת בעלי חיים עבור דימות אופטי
4. דימות אופטי
5. ניתוח נתונים
הערה: בצע ניתוח נתונים באמצעות תוכנת התמונה הבאההפרוטוקול של היצרן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לגרום דלקת מפרקים שגרונית (RA) בעכברים BALB / ג נאיבי, חיות הוזרקו IP עם נוגדנים עצמיים (1: 1 דילול עם PBS 1x) נגד GPI ביום 0. הדלקת המרבי (הקרסול ונפיחות) ב GPI-סרום זה המושרה דגם RA הוא על הזרקה פוסט יום 6 11. לכן, 2 ננומול של צבע OI activatable הוכן והזריק iv ב וריד הזנב של עכברים מפרקים ובעלי חיים בריאים ביום 5. 24 שעות לאחר הזרקה (יום 6), עכברים היו מורדמים צלמו כמתואר בסעיף 3 ( איור 1A).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
OI הוא כלי מאוד שימושי, מהיר ולא יקר עבור פולשני בתחום ההדמיה המולקולרית vivo במחקר פרה-קליניים. חוסנה החברתי בפרט של OI הוא היכולת לנטר תהליכים דינמיים מאוד כמו תגובות דלקתיות. יתר על כן, OI מאפשר לעקוב אחר מהלך מחלה במשך תקופה ארוכה של זמן, החל מספר ימים עד שבועות.
יש OI מספר יתרונות על פני שיטות הדמיה vivo אחרים כגון טומוגרפיה פוזיטרונים-פליטה (PET) או הדמיה בתהודה מגנטית (MRI), כפי ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
אנו מודים דניאל Bukala, נטלי Altmeyer ו Funda קיי לקבלת תמיכה טכנית מעולה. אנו מודים יונתן גפן, גרג באודן ופול Soubiran לעריכת כתב היד. עבודה זו נתמכה על ידי ורנר סימנס-קרן והפקולטה לרפואה של אוניברסיטת טובינגן אברהרד Karls ( "" Promotionskolleg "") ועל ידי DFG דרך 156 CRC (C3 הפרויקט).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Cornergel | Gerhard Mann GmbH | 1224635 | משחת עיניים |
| Forene | Abbott GmbH | 4831850 | מזרק אינסולין איזופלורן |
| U40 | Becton Dickinson and Company | 324876 | |
| Heparin | Sintetica | 6093089 | |
| High-Med-PE 0.28 x 0.61 מ"מ | Reichelt Chemietechnik GmbH+Co | 28460 | צינורות פוליאתילן, קוטר פנימי 0.28 מ"מ, קוטר חיצוני 0.61 מ"מ |
| BD מחטי שיפוע רגילות, 30 גרם | בקטון דיקינסון ושות' בע"מ | 305106 צינורית הזרקה 30 גרם | |
| RTA-0011 איזופלורן וופורייזר | Vetland Medical Sales and Services LLC-Artagain | ||
| נייר ציור | Strathmore Artist | Paper 446-8 | פחם |
| שחור IVIS ספקטרום | פרקין אלמר | 124262 | מערכת הדמיה אופטית |
| BD מחטי שיפוע רגילות, 25 G | Becton Dickinson and Company | 305122 | |
| 2-כלורו-1,3,5-טריניטרובנזן | סיגמא אולדריץ' GmbH | 7987456F | TNCB |
| MMPense 680 | פרקין אלמר | NEV10126 | צבע הדמיה פלואורסצנטי |
| Oditest | Koreplin GmbH | C1X018 | מדידה מכנית |
| Miglyol 812 | SASOL-Oil | ||
| BALB/C, C57BL/6 | מעבדות צ'ארלס ריבר | - | עכברים המשמשים להתנסויות |
| PBS | Sigma Aldrich GmbH | לדילול סרום RA | |
| פיפטה (100 ומיקרו; L) | Eppendorf | משמש ליישום TNCB | |
| מכונת גילוח | וואהל | 9962 | גוזם שיער בעלי חיים |
| תמונה חיה | פרקין אלמר | תוכנת הדמיה למדידת OI |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.