In vivo הדמיה ברזולוציה גבוהה של הלבלב היה קל עם חלון הדמיה תוך וינטלית הלבלב.
מאמר שיטה
In vivo הדמיה ברזולוציה גבוהה של הלבלב היה קל עם חלון הדמיה תוך וינטלית הלבלב.
הדמיה ישירה ברזולוציה תאית של הלבלב במודל של בעלי חיים קטנים וחיים הייתה מאתגרת מבחינה טכנית. מחקר הדמיה תוך-וינטלי שנערך לאחרונה, עם חלון הדמיה בבטן, איפשר הדמיה של הדינמיקה התאית באיברי הבטן ב- vivo. עם זאת, בשל הארכיטקטורה הרכה דמוית גיליון של לבלב העכבר שיכול להיות מושפע בקלות על ידי תנועה פיזיולוגית (למשל, פריסטלזיס ונשימה), היה קשה לבצע אורך מיוצב בהדמיית vivo במשך מספר שבועות ברמה התאית כדי לזהות, לעקוב, לכמת איים או תאים סרטניים בלבלב העכבר. כאן, אנו מתארים שיטה להשתלת בסיס תומך חדשני, חלון הדמיה תוך-ויטלי משולב של הלבלב, שיכול להפריד את הלבלב מהמעי להדמיה תוך-וינטלית של הלבלב. הדמיית vivo אורך עם חלון ההדמיה מאפשרת הדמיה יציבה, המאפשר מעקב אחר איים על פני תקופה של 3 שבועות והדמיה תלת ממדית ברזולוציה גבוהה של המיקרו- מבנה, כפי שניתן לראות כאן במודל סרטן הלבלב האורתופופי. בשיטה שלנו, מחקרי הדמיה תוך-וינטליים נוספים יכולים לברוח את הפתופיזיולוגיה של מחלות שונות המערבות את הלבלב ברמה התאית.
הלבלב הוא איבר בטן עם תפקוד אקסוקריני במערכת העיכול ותפקוד אנדוקריני של הפרשת הורמונים למחזור הדם. הדמיה תאית ברזולוציה גבוהה של הלבלב יכולה לחשוף את הפתופיזיולוגיה של מחלות שונות הקשורות ללבלב, כולל דלקת הלבלב, סרטן הלבלב, סוכרת1. כלי הדמיה אבחוניים קונבנציונליים כגון טומוגרפיה ממוחשבת, הדמיה ברזולוציה מגנטית ואולטרה סאונוגרפיה זמינים באופן נרחב בתחום הקליני1,2. עם זאת, שיטות הדמיה אלה מוגבלות להדמיה של שינויים מבניים או אנטומיים בלבד, בעוד שלא ניתן לקבוע שינויים ברמה התאית או המולקולרית. בהתחשב בכך שינויים מולקולריים בסוכרת או בסרטן הלבלב בבני אדם יכולים ליזום יותר מ -10 שנים לפני האבחון3,4, גילוי מחלות לבלב מהמעבר המולקולרי שלהם במהלך התקופה הסמויה יש פוטנציאל לספק אבחנה מוקדמת והתערבות בזמן. לכן, הדמיה שתתגבר על מגבלות הרזולוציה ותספק תובנות חשובות על הפונקציה תזכה לתשומת לב להפליא על ידי מתן אבחון מוקדם של סרטן הלבלב או זיהוי מתקדם של שינוי האיים במהלך התקדמות הסוכרת5.
בפרט עם האיים, הדמיה גרעינית, הדמיית ביולומינציה וטומוגרפיה קוהרנטית אופטית הוצעו בטכניקות הדמיה לא פולשניות של האי6. עם זאת, הרזולוציה של שיטות אלה נמוכה באופן משמעותי, עם ערכים אופייניים הנעים בין כמה עשרות למאות מיקרומטרים, המציע יכולת מוגבלת לזהות שינויים ברמה התאית באיים. מצד שני, מחקרים קודמים ברזולוציה גבוהה של איים בוצעו תחת ex vivo7,8 (למשל, חיתוך או עיכול של הלבלב), לא פיזיולוגי9 (למשל, חיצוניות של הלבלב), ותנאים הטרוטופסיים10,11,12 (למשל, השתלה מתחת לקפסולת הכליה, בתוך הכבד, ובתא השמאלי של העין), אשר מגביל את הפרשנות שלהם ואת ההשלכות הקליניות. אם ניתן להקים במודלפיזיולוגי ואורתוטופי של הדמיה ברזולוציה גבוהה, זו תהיה פלטפורמה קריטית לחקירת איי הלבלב.
הדמיה תוך-וינטלית, החושפת את הפתופיזיולוגיה ברמת רזולוציה מיקרוסקופית בחיה חיה, קיבלה לאחרונה תשומת לב רבה13. מתוך שיטות ההדמיה in vivo, התפתחות של חלון הדמיהבטן 14, אשר משתיל חלון לתוך הבטן של עכבר, אפשר גילוי של ממצאים חדשניים (כלומר, שלב טרום micrometastasis של גרורות כבד מוקדם15 ומנגנון של תחזוקת תאי גזע אפיתל המעי16). למרות שחלון הדמיית הבטן מספק תוצאות חשובות, היישומים של חלון זה עבור הלבלב וכתוצאה מכך מחקר הדמיה תוך-ויאלית המבוסס על מחלות הקשורות ללבלב, לא נחקרו בהרחבה.
שלא כמו מאפייני האיבר המוצק המוגדרים היטב של הלבלב האנושי, הלבלב של עכבר הוא מבנה רקמות רכות מופץ בצורה מפוזרת17. לכן, הוא מושפע ללא הרף על ידי תנועות פיזיולוגיות כולל פרייסטליזה ונשימה. מחקר קודם על יישום חלון הדמיה בטן עבור הלבלב הראה כי נדודים התרחשו עקב תנועה-חפצים הנגרמים על ידי תנועות מעיים18. טשטוש חמור נצפה בתמונה הממוצעת המתקבלת, אשר עכב את ההדמיה והזיהוי של המבנים microscale.
להלן, אנו מתארים את השימוש בחלון הדמיה תוך-ויטלי משולב של הלבלב בשילוב עם מיקרוסקופיה תוך-ויאלית19,20 כדי לחקור את אירועי רמת התא האורך במחלות המערבות את הלבלב. בנוסף לתיאור מפורט של המתודולוגיה במחקר הקודם18, היישום המורחב של חלון הדמיית הלבלב למחלות שונות הקשורות ללבלב יטופל במאמר זה. בפרוטוקול זה, מערכת מיקרוסקופיה קונפוקלית לסרוק לייזר בקצב וידאו מותאם אישית שימשה כמערכת מיקרוסקופיה תוך-ויאלית. ארבעה מודולי לייזר (אורכי גל ב-405, 488, 561 ו-640 ננומטר) נוצלו כמקור עירור, וארבעה ערוצים של אותות פליטה זוהו על ידי צינורות פוטומולטיפלייר (PMT) באמצעות מסנני פסים (BPF1: FF01-442/46; BPF2: FF02-525/50; BPF3: FF01-600/37; BPF4: FF01-685/40). סריקת לייזר כללה מראה מצולעת מסתובבת (ציר X) ומראה סריקת גלבנומטר (ציר Y) שאפשרה את סריקת קצב הווידאו (30 פריימים לשנייה). מידע מפורט על מיקרוסקופיה תוך-וינטלית תואר במחקרים הקודמים10,18,19,20,21,22,23.
במחקר האי הקודם שלנו18, צילמנו בהצלחה ובייצוב את האיים בעכברים חיים באמצעות מודל עכבר מהונדס (MIP-GFP)24 שבו האיים תויגו עם GFP. השיטה אפשרה תצוגה חזותית ברזולוציה גבוהה של השינויים באיים על פני תקופה של שבוע אחד. זה גם הקל הדמיה של אותם איים עד 3 שבועות, אשר מציע את ההיתכנות של מחקרים ארוכי טווח של איי הלבלב עבור מעקב פונקציונלי או ניטור במהלך הפתוגנזה של סוכרת18. יתר על כן, פיתחנו מודל סרטן לבלב אורתופופי שבו תאים סרטניים לבלב פלואורסצנטי (PANC-1 NucLight אדום)25 הושתלו ישירות לתוך הלבלב של העכבר. עם היישום של חלון הדמיה תוך-וינטלית הלבלב, מודל זה יכול לשמש כפלטפורמה לחקירת הפתופיזיולוגיה התאית והמולקולרית במיקרו-סביבה הגידולית של סרטן הלבלב ולניטור טיפולי של מועמדים חדשים לתרופה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ההליכים המתוארים במאמר זה נערכו בהתאם למהדורההשמינית של המדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה (2011)26 ואושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים ושימוש במכון המתקדם למדע וטכנולוגיה בקוריאה (KAIST) ובאוניברסיטת סיאול הלאומית בונדאנג בית החולים (SNUBH).
1. הכנת החלון וחומרים אחרים
2. ניתוח
3. הדמיה תוך-ויאלית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מיקרוסקופיה תוך-וינטלית בשילוב עם חלון ההדמיה התוך-ויטלי המשולב בבסיס הלבלב מאפשר הדמיה של רמת התא האורך של הלבלב בעכבר. פרוטוקול זה עם חלון ההדמיה התוך-וינטלי של הלבלב מספק יציבות רקמות לטווח ארוך המאפשרת רכישת הדמיה ברזולוציה גבוהה כדי לעקוב אחר איים בודדים עד 3 שבועות. כתוצאה מכך, ניתן להשיג הדמיית פסיפס לשדה ראייה מורחב, שחזור תלת מימדי (תלת-ממדי) של הדמיית z-stack ומעקב אורך של אותה תנוחה. בנוסף, המיקרוסקופיה התוך-וינטלית שלנו מספקת ארבעה ערוצים (405, 488, 561 ו- 647 ננומטר) של רכישה, המאפשרת הדמיה בו זמנית של תאים ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר כאן מורכב מהדמיה תוך-וינטלית של הלבלב באמצעות חלון הדמיה תוך-וינטלי משולב בסיסי של הלבלב שונה מחלון הדמיה בבטן. בין הפרוטוקולים שתוארו לעיל, הצעד הקריטי הראשון הוא השתלת חלון הדמיית הלבלב התוך-וינטלי בעכבר. ליישום הדבק בחלון, חשוב להחיל את הדבק בין שולי החלון לבין זכוכית הכיסוי, אך לא על רקמת הלבלב, שכן הוא עשוי להפריע באופן משמעותי להדמיה תוך-וינטלית. לא רק הדבק עצמו בין הזכוכית לרקמה, אלא גם חלקיקי אבק מן החוץ עלול לגרום לפיזור אור במהלך ההדמיה אם הדבק מוחל ישירות על הרקמה. בנוסף, היישום של הדבק עשוי ל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי מענק מס '14-2020-002 מקרן המחקר SNUBH ועל ידי מענק קרן המחקר הלאומית של קוריאה (NRF) במימון ממשלת קוריאה (MSIT) (NRF-2020R1F1A1058381, NRF-2020R1A2C3005694).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Alexa Fluor 647 Succinimidyl Esters (אסטרי NHS) | Invitrogen | A20006 | בדיקה פלואורסצנטית למצומד עם נוגדן |
| BALB/C עירום | OrientBio | BALB/C עירום | |
| BD צינורות פוליאתילן תוך-רפואיים | BD Biosciences | 427401 | קטטר PE10 לחיבור עם מחט |
| C57BL/6N | OrientBio | C57BL/6N | C57BL/6N |
| משקפי כיסוי עגולים | Marienfeld | 0111520 | כיסוי זכוכית לחלון הדמיה של הלבלב |
| FITC Dextran 2MDa | Merck (לשעבר סיגמא אולדריץ') | FD200S | לזיהוי כלי |
| דם IMARIS 8.1 | Bitplane | IMARIS | עיבוד תמונה |
| מיקרוסקופיה תוך-חיונית | IVIM טק | IVM-C | מיקרוסקופיה תוך-חיונית |
| IRIS מספריים | JEUNGDO ביוגרפיה & PLANT CO, LTD | S-1107-10 | ניתן להחליף מוצר זה במוצר של חברה אחרת |
| Loctite 401 | Henkel | 401 | N-butyl cyanoacrylate |
| glue מחזיק מיקרו מחט | JEUNGDO BIO & צמח ושות', בע"מ | H-1126-10 | ניתן להחליף מוצר זה במוצר של חברה אחרת |
| מיקרו רקטור | JEUNGDO BIO & PLANT CO, | LTD 17004-03 | ניתן להחליף מוצר זה במוצר של חברה אחרת |
| Microforceps | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | F-1034 | ניתן להחליף מוצר זה במוצר של חברה אחרת |
| MIP-GFP | מעבדת ג'קסון | 006864 | B6. Cg-TG (Ins1-EGFP) 1Hara / |
| J ניילון 4-0 | AILEE | NB434 | תפר לא נספג |
| Omnican N 100 30G | B BRAUN | לצנתר כלי דם, השתמש רק בחלק המחט | |
| PANC-1 NucLightRed | בהתאמה אישית | מיוצר בהתאמה אישית במעבדה | |
| חלון הדמיית לבלב | Geumto | Engineering הזמנה מותאמת אישית | חלון הדמיית לבלב - הזמנה מותאמת אישית |
| Physiosuite | Kent Scientific | PS-02 | בקר טמפרטורה הומותרמי |
| מטוהר NA / LE חולדה נגד עכבר CD31 | BD Biosciences | 553708 | נוגדן לתיוג כלי in vivo |
| מלקחיים טבעת | JEUNGDO BIO & PLANT CO, LTD | F-1090-3 | ניתן להחליף מוצר זה במוצר של חברה אחרת |
| Rompun | Bayer | Rompun | חומר הרדמה |
| TMR Dextran 65-85kDa | Merck (לשעבר סיגמא אולדריץ') | T1162 | לזיהוי כלי |
| מחזיק חלון | Geumto Engineering | הזמנה מותאמת אישית | מחזיק חלון - הזמנה מותאמת אישית |
| Zoletil | Virbac | Zoletil 100 | חומר הרדמה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה