$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
ב translational רפואה, חזירים הם נפוצים יותר ויותר לשימוש כמו חיה גדולה מודלים1,2,3,4,5, עקב מספר קווי דמיון יתרון בין חזירי, אנטומיה, פיזיולוגיה, וזמינות של הוקמה שיטות ביולוגי מולקולרי לאפשר לדור של המותאמים, מהונדסים גנטית חזיר דגמים למגוון רחב של מחלות תנאים1,4.
עם זאת, מספר החיות של מודל חזיר בהתאמה מסופקים עבור ניסויים בכל עת לעומת מודלים מכרסמים, מוגבל. זאת בשל המרווח דור חזירי של שנה אחת, ואת המאמצים פיננסיים וגוזלת זמן נדרש עבור הדור של חזירי מודלים טרנסגניים. לכן, חיות בודדות של מודל חזירי, כמו גם כדוגמאות ניתן להפיק של החזירים האלה הם חשובים מאוד, במיוחד אם מהונדסים גנטית מודלים חזירי ו/או בעיות ניסיוני לטווח ארוך (למשל, סיבוכים מאוחר של מחלות כרוניות) נבדקים ב אנשים בגילאי2,6,7.
במהלך כל המחקר, הביצועים של ניתוחים נוספים אשר לא נקבעו בעיצוב ניסיוני הראשונית של המחקר עשוי מאוחר יותר להפוך להיות רלוונטי, למשל, לכתובת שאלות שונות הנובעות קודם לכן גילה ממצאים בלתי צפויות. אם הדוגמאות מתאימים עבור ניסויים נוספים אלה אינם זמינים, עלות גבוהה באופן לא פרופורציונלי והוצאות אינטנסיבית יתכן שיהיה צורך ליצור חזירים נוספים ודוגמאות רקמה. כדי להיות מוכנים לכל מצב כזה, דור של biobank אוספים דגימות שנשמרת גיבוי של איברים שונים, רקמות או ביו-נוזלים, באופן כמותי ובאופיו מתאימים למגוון רחב של ניתוחים שלאחר מכן, נחשב חשוב הגישה2,6,7. הנובעות יתרונות מיטבית מודל בעלי חיים חזירי, הזמינות של דגימות biobank נאותה גם מציעה את האפשרות ייחודי כדי לבצע קשת רחבה של שיטות ניתוח שונות על מדגם זהה בחומרים על רמה איברים רב אותו חיות בודדות, למשל, על ידי חלוקת דוגמיות המדענים של קבוצות עבודה שונות מאורגן ב6,72,רשת המחקר. בנוסף, אסטרטגיית הדגימה "מבט לעתיד" biobanking תורם גם הפחתה של מספר החיות הצורך במחקר. היתרונות של מודל חזירי biobanking הוכחו לאחרונה באיבר רב, multiomics רקחמ, איברים הצלב לדבר במודל של חזירי מהונדס גנטית של סוכרת לטווח ארוך, באמצעות דגימות מן Biobank החזיר מינכן MIDY 2.
קיימות מספר דרישות חובה דגימות biobank חייב לעמוד בדרך כלל כדי לבסס את המהימנות ואת interpretability של תוצאות הבדיקות שבוצעו לאחר מכן. הדגימות להפיקם reproducibly, הם חייבים להיות נציג, כלומר, במידה מספקת שיקוף התכונות מעוניין מולקולרית מורפולוגיים של האיבר/הרקמות הדגימות נלקחו מ-7. למתאים למגוון רחב של סוגי ניתוח במורד הזרם, הדגימות חייב להיות בכמויות מספיקות אשר מעובדות בהתאם לדרישות (כולל זמן ותנאי טמפרטורה) שיטות אנליטיות השונות, כולל תיאורי ניתוחים histopathological, כגון cryohistology, פרפין, היסטולוגיה פלסטיק, אימונוהיסטוכימיה, בחיי עיר הכלאה, ultrastructural אלקטרון מיקרוסקופיות ניתוחים ניתוחים אבחון קליני מעבדתי, כמו גם כמו מולקולרית ניתוחים של ה-DNA, RNA, חלבונים ו מטבוליטים.
כדי לאפשר ההערכה של מגוון רחב של פרמטרים מורפולוגי כמותיים ברורים כגון מספרים, אמצעי אחסון, אורכי או פני שטחים של רקמות שונות מבנים על ידי ניתוחים כמותיים stereological, קטע אקראי מטוסים של דוגמאות היסטולוגית של הרקמות/האיברים המתאימים צריכים להיות מוכנים7,8,9,10,11. במחקרים כמותיים מורפולוגי, הקביעה מדויקת מהנפח הכולל של רקמה, איבר, או איבר תא, הדגימות שנלקחו ממנו (קרי, החלל הפניה) חשיבות מכרעת7,9 , 12 לחישוב הכמויות מוחלטת של הפרמטרים מעוניין בתוך האיברים המתאימים, רקמת, או אורגניזם. בסופו של דבר, ההשפעה של רקמות הטבעה הקשורות הצטמקות במהלך ההכנה של מקטעים היסטולוגית חייב להיות נחוש ונלקח לתוך חשבון13. לכן, ניתוחים כמותיים stereological, במיוחד של דגימות בארכיון (קבוע דגימות רקמה, רקמה מוטבע בלוקים, סעיפים היסטולוגית, וכו ') ממחקרים קודמים הם לפעמים מוגבלות מאוד או אפילו בלתי אפשרי12, במיוחד אם volumetry של האיברים המתאימים/הרקמות לא בוצע, אם אין עיצובים דגימה נאותה הוחלו על צו מדגמים מייצגים, אם המספרים ואת כמויות של דוגמאות בודדות זמין אינן מספיקות, או העיבוד דוגמאות אינו תואם שערוך של הפרמטרים מורפולוגי כמותית של עניין. בשל הגורמים כמשפיע האפשריים סעפת, התאמת חומרי ארכיון-sample ניתוחים של פרמטרים מורפולוגי כמותיים ברורים באופן חד משמעי אין אפשרות לענות, אבל תלוי הערכה זהירה של כל מקרה ומקרה.
לפיכך, מיקום, גודל, מספר, עיבוד, כיוון זמירה, וכיוון דוגמאות של פוטנציאל ישפיעו על התוצאות של הבדיקות עוקבות, גורמים אלה חשיבות גדולה, יש לקחת בחשבון בעיצוב ניסיוני בכל מחקר. בכל הנוגע היבטים אלה תכונות מיוחדות של האנטומיה חזירי, הנחיות דיגום מקיף, מפורט, בקנה מידה גדול מותאם חזירי חייתיים לאחרונה הוקמו, מתן התייחסות איתנה מתוקננת, לשחזור , ויצירת יעיל של דגימות יתיר, מעובד כראוי, באיכות גבוהה יותר מ-50 שונים חזירי איברים ורקמות6,7.
התיאורים מתודולוגי, את ערכת לימוד בנושא המוצג במאמר הנוכחי מספקים נתונים היסטוריים, המחשה, מובנת, צעד הוראות שלב אחר שלב מעשי בביצוע מגוון רחב של טכניקות volumetry, דגימה של רקמות חזירי, איברים, ועיבוד של דגימות רקמה עבור שיטות ניתוח שונות במורד הזרם. הטכניקות נבחרים כוללים שיטות לקביעת איברים/רקמות כרכים וצפיפות המבוססת על העקרונות של ארכימדס, קאבליירי9, לרבות קביעת מימדי תלת מימדי התכווצות של רקמות הקשורים הטבעה שונות ההטבעה מדיה14 במהלך עיבוד לבדיקה היסטולוגית, גישות יישום מעשית משוקלל נפח שיטתית אקראי הדיגום, עיבוד של דגימות רקמה שנדגמו עבור אחר העוקבים ניתוחים7,8,9,15, דור של כראוי ומכוונים מעובד דגימות פוטנציאלית ניתוח כמותי stereological7,8, 9,10,11. לצד היישום שלהם בפרויקטים biobank חזירי, השיטות והפגינו מתאימים בדרך כלל ללימודי כל בחינת מאפיינים כמותיים היסטו-מורפולוגי של איברים/רקמות. יתר על כן, דגימה אקראית שיטתית עיצובים הם מועיל במיוחד לדור של מדגמים מייצגים ניסויים בשיטות ניתוח מולקולרית כדי לזהות שינויים שפע של, למשל, RNAs, חלבונים או מטבוליטים ב איברים ורקמות שונות.
בפסקאות הבאות לספק הקדמה קצרה לשיטות אלו, בזמן הביצוע המעשי שלהם מתוארת בסעיף פרוטוקול.
הנחישות של איברים/רקמות כרכים
קביעה של איברים משקולות ואמצעי אחסון חשוב מספר הגדרות ניסיוני, כמו גורמים אלה עשוי להצביע על שינויים, שעשוי להיות קשור השפעול נבדק גורמי עניין. הנפח הכולל איברים/רקמה נדרש גם כדי לחשב פרמטרים כמותיים מוחלט, (למשל, המספר בתא סכום) של צפיפויות נפח מספריים מוערך stereologically (כלומר, מספר התאים ליחידת נפח של רקמה)7,12. מלבד באמצעות ציוד טכני מורכב, כגון טומוגרפיה המחשב, טכניקות יש בעצם שלוש שיטות מעשיות נפוץ כדי לקבוע את נפח מוחלט של איבר או רקמה. היקף איבר יכול להיקבע על ידי "הנפחי מדידה ישירה", לפי עקרון ארכימדס, קרי, מדידת הנפח של מים או תמיסת מלח שנעקרו על ידי המבנה כאשר לחלוטין. עם זאת, עבור איברים חזירי וזהובה גדולים, גישות אלה הם מעשי נוטה העוסקת, מכיוון שהם דורשים מבחנות גדולות מאוד נפח/מדידה. יותר נוח, ניתן לחשב את עוצמת הקול איברים/רקמה שלו משקל, צפיפות7,12,16, אשר יכול ביעילות להיקבע באמצעות את "שיטת ועלייתו"7,12 ,16 (פרוטוקול שלב 1.1.). איברים/רקמות כרכים יכול גם להיות מוערך שימוש בגישות volumetry מבוסס על "עקרון Cavalieri" (1598-1647). במילים פשוטות, העיקרון קאבליירי קובע, כי אם שני עצמים הם למחלקה במישורים מקבילים למישור הקרקע, הפרופילים של הסעיפים לחתוך דרך שני העצמים ב המתאים המרחקים בין מישור הקרקע יש את אותם אזורים, שני העצמים יש באותו אמצעי אחסון. לפיכך, הנפח של אובייקטים באופן שרירותי בצורת יכול להיות מוערך כמו התוצר של אזורים הפרופיל שלהם סעיף סעיף מקביל, באותה מידה מרוחק מטוסים, המרחק בין המטוסים סעיף. . זה מובנת עם האנלוגיה הבאה: שקול שתי ערימות המורכב מספר זהה של מטבעות זהים ממוקמים לצד מחסנית אחת עם המשרת מטבעות בערימה אחד מעל השני מניב בצורת גליל של הערימה מטבע, והאחר ערימה של מטבעות עם מחוץ למרכז בעמדה מטבעות (איור 3 א). למרות הצורות של שני אוספים מטבעות שונים, האחסון שלהם זהים, מאז האזורים של המטבעות ברמות המתאימות של שתי ערימות (קרי, האזורים של פרופילים של מקטעים מקבילים לחתוך שתי ערימות מטבע מרחקים שווים קרקע) זהים. הערכה של הכרכים של חזירי איברים ורקמות באמצעות ה קאבליירי עקרון7,12,15 מתואר בשלב 1.2.
קביעת היקף רקמת הצטמקות הקשורים הטבעה היסטולוגית
ניתוח של מספר פרמטרים כמותיים מורפולוגי נמדד בסעיפים רקמות היסטולוגית, כולל ההשפעה של רקמות הטבעה הקשורות הצטמקות המתרחשים במהלך עיבוד עבור היסטולוגיה רקמה להיות נחושים ולא נלקח בחשבון. היקף רקמת הטבעה הקשורות הצטמקות עשוי להיות משתנה, תלוי הן על הרקמה, העיבוד שלו את ההטבעה בינוני8,13,17,18,19. באופן כללי, שינויים הקשורים הטמעה של אמצעי האחסון של דגימת רקמה (קרי, בעיקר הצטמקות) מתרחשים כל שלושת הממדים של החלל, ולכן משפיע על כל הפרמטרים ממדי ההערכה על ידי ניתוחים כמותיים stereological8 . בעיקרון, היקף רקמת הקשורות הטבעה, הביע כגורם הצטמקות לינארית רקמת (fS), התכווצות יכול להיות מוערך כפי שמוצג צעד 1.3. משמשת עבור תיקון של פרמטרים מורפולוגי כמותית (הצטמקות רגיש)14.
משוקלל נפח דגימה אקראית שיטתית של איברים/רקמות
על הקמתה של אוסף biobank של דגימות איברים חזירי/רקמה, גישות משוקלל נפח דגימה אקראית שיטתית כמו שמתואר בשלב 2 הוכיחו להיות טכניקות מעשיות, לחיסכון בזמן ויעיל עבור הדור של נציג, רב תכליתי רקמות דוגם7,8,9,15.
הדור של איזוטרופיות אחיד אקראי מקטעים ומקטעים אנכי אחיד אקראי עבור ניתוחים stereological כמותית
דגימות רקמה Biobank צריך להיות מתאים עבור מגוון רחב של שיטות ניתוח stereological כמותיים שונים עבור הערכה של הפרמטרים לא היתה אפשרות לקבוע בלי הדגימה מוכן כראוי, לכל היותר. כמעט כל הפרמטרים stereological כמותיים ניתן לקבוע, באמצעות "isotropic (עצמאית) אחיד אקראי (iur השוק) סעיפים"8,9. בסעיפים iur השוק, כיוון תלת מימדי של המטוס סעיף של דגימת הרקמות הוא אקראי. אפשר להשיג על ידי אקראיות של העמדה של דגימת הרקמות ביחס המיקום של המטוס הסעיף, כפי שהוא מיושם בשיטה "Isector"11 (פרוטוקול שלב 3.1), או על ידי אקראיות על הכיוון של המטוס סעיף שיחסית אליה דגימת הרקמות, כמו שיטת "Orientator"10 (פרוטוקול שלב 3.2). דגימות רקמה, כגון העור - או mucosa הדגימה הצגת נוכח באופן טבעי, או לזיהוי כראוי והמוגדרים ציר אנכי, הכנת "אחיד אקראי (VUR) מקטעים אנכיים" (פרוטוקול שלב 3.3.) אך ורק למחלקה בתוך מישור שלהם הציר האנכי הוא יתרון8,20. על שיח שלם של היסודות התיאורטיים של הדגימה iur השוק/VUR, דיון מקיף של פוטנציאל במורד הזרם ניתוחים stereological כמותיים, הקורא מעוניין מכונה הלימוד של stereology כמותיים בחיים מדעי8,9.