כאן, אנו מתארים פרוטוקול פשוט וחסכוני לביצוע כימות בלתי משוחד של צפיפות כלי הדם הריאתיים עבור רקמת ריאה של עכברים שלמים באמצעות צביעה יחידה של איזולקטין B4.
מאמר שיטה
כאן, אנו מתארים פרוטוקול פשוט וחסכוני לביצוע כימות בלתי משוחד של צפיפות כלי הדם הריאתיים עבור רקמת ריאה של עכברים שלמים באמצעות צביעה יחידה של איזולקטין B4.
ההחלפה החריגה של אנגיוגנזה ריאתית קשורה לתפקוד לקוי של כלי הדם הריאתיים והיא קשורה קשר עמוק לשלמות דופן כלי הדם, ויסות זרימת הדם וחילופי גזים. במודלים של מורין, אונות הריאה מציגות הבדלים משמעותיים בגודל, בצורה, במיקום ובכלי הדם, אך השיטות הקיימות חסרות התחשבות בשינויים אלה בעת כימות צפיפות כלי הדם. מגבלה זו מעכבת את המחקר המקיף של תפקוד לקוי של כלי הדם הריאתיים ואת העיצוב מחדש הפוטנציאלי של זרימת כלי הדם על פני אונות שונות. הפרוטוקול שלנו מטפל בפער זה על ידי שימוש בשתי שיטות חתך לכימות שינויים בצפיפות כלי הדם הריאתיים, תוך מינוף הגודל, הצורה והפיזור של ענפי דרכי הנשימה על פני אונות נפרדות בעכברים. לאחר מכן אנו משתמשים בצביעת איזולקטין B4 (IB4) כדי לתייג תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים של הריאה על פרוסות שונות, ולאחר מכן ניתוח צפיפות כלי דם בלתי משוחדים באמצעות התוכנה הזמינה בחינם ImageJ. התוצאות המוצגות כאן מדגישות דרגות שונות של שינויים בצפיפות כלי הדם על פני אונות הריאה עם ההזדקנות, תוך השוואה בין עכברים צעירים ומבוגרים. פרוטוקול זה מציע גישה פשוטה וחסכונית לכימות בלתי משוחד של צפיפות כלי הדם הריאתיים ומאפשר מחקר על היבטים פיזיולוגיים ופתולוגיים של כלי דם ריאתיים.
תאי אנדותל (ECs) הם סוג מיוחד של תאים הממוקם על הציפוי הפנימי של כלי הדם, מכסה את כל העץ העורקי והוורידי וממלא תפקיד מכריע בשמירה על יציבות כלי הדם והאיברים1. הריאות הן איברים וסקולריים מאוד וממלאים תפקידים פיזיולוגיים ופתולוגיים חיוניים בריאות, כגון יצירת דופן כלי הדם, ויסות זרימת הדם, הקלה על חילוף גזים, ויסות תגובות דלקתיות, שליטה בפעילות טסיות הדם, הפרשת חומרים מווסתים המעורבים בגדילת כלי הדם, תיקון ושמירה על איזון קרישה.
תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים ריאתיים (LMECs) הם תאי אנדותל ספציפיים של רקמת ריאה, במיוחד במיקרו-כלי הדם (נימים) של הריאות, מה שמבדיל אותם מתאי אנדותל עורקיים ורידיים כלליים יותר בריאות. לתאים אלה תפקידים שונים, כולל ויסות טונוס כלי הדם, שליטה בחדירות כלי הדם, השתתפות בוויסות תגובות דלקתיות וויסות היווצרות פקקת. הם ממלאים תפקיד מכריע במחזור הדם הריאתי, ויסות חילופי הגזים והובלת חומרים מזינים, והם מעורבים בתהליכים פיזיולוגיים ופתולוגיים שונים הקשורים לריאות, ככל הנראה להזדקנות2. יתר על כן, החלפה חריגה של אנגיוגנזה ריאתית קשורה לתפקוד לקוי של כלי הדם הריאתיים3. תוך שימוש בסמן תאי אנדותל קונבנציונלי CD31 ולוקליזציה מרחבית (במיוחד, האזורים ההיקפיים של הריאות), לריסה ל. ועמיתיו הבחינו בירידה משמעותית בצפיפות תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים בעכברים מבוגרים (בני 18 חודשים) בהשוואה לעמיתיהם הצעירים יותר (בני 4 חודשים)4. בהקשר של פתולוגיה ריאתית הקשורה לאסתמה, Makoto H. et al. הדגימו עלייה משמעותית בהשראת כלי דם בדגימות ביופסיה של הסימפונות המוכתמות באנטי קולגן IV מחולי אסתמה בהשוואה לנבדקי ביקורת5. לאחרונה, על ידי הצגת טכניקות של העברה וסריקה של מיקרוסקופ אלקטרונים, Maximilian A. et al. דיווחו על עלייה ניכרת בצפיפות המספרית של תכונות הקשורות לאנגיוגנזה של התפשלות מעיים והנבטה בחולים שמתו מקוביד-19 או משפעת A (H1N1)6. ככל הנראה, בראשית כלי הדם החריגה קשורה לתפקוד ריאתי לקוי. עם זאת, אין כיום שיטה פשוטה וחסכונית לכימות שינויים בצפיפות כלי הדם.
במודלים של מורין, הריאות מחולקות באופן מסורתי לחמש אונות נפרדות: גולגולת ימנית, אמצעית ימנית, קאודלית ימנית, גולגולת שמאלית וקאודלית שמאלית. כל אונה מציגה מאפיינים ייחודיים במונחים של גודל, צורה, מיקום, וככל הנראה כלי דם, מה שתורם לחילופי גזים יעילים ולוויסות סינרגטי פוטנציאלי של מחזור הדם הריאתי. עם זאת, למיטב ידיעתנו, אין מתודולוגיות המסבירות את ההבדלים בין אונות ריאה אלה בעת חקירת שינויים מיקרו-וסקולריים ריאתיים.
מחקר זה מציג שיטה חדשה לחיתוך אונות בעכברים, תוך שימוש ב- IB4, סמן מוגדר היטב של תאי מיקרו-אנדותל ריאה7, להערכה כמותית בלתי משוחדת של צפיפות כלי הדם הריאתיים . גישה חדשנית זו עונה על הצורך בהבנה מקיפה יותר של שינויים מיקרו-וסקולריים בריאות מורין על ידי התחשבות בתכונות הייחודיות של אונות בודדות של עכברים. כהדגמה, בעכברים מזדקנים, ירידה משמעותית ריאתית
צפיפות כלי הדם נצפתה במיוחד הן באונה הקאודלית והן באונה השמאלית. הפרוטוקול מדגיש את החשיבות של שילוב ניתוחים ספציפיים לאונה בחקירות של שינויים בנוף המיקרו-וסקולרי של ריאות מורין. יש לציין כי שיטה זו מספקת הפניות מחקריות יקרות ערך לחוקרים המחפשים הבנה מקיפה של התקדמות פיזיולוגית ופתולוגית של התפתחויות ריאות ונגעים, המשתרעת מעבר לאנגיוגנזה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בוצעו בהתאם להנחיות האתיות של הוועדה לחקר בעלי חיים באוניברסיטת סצ'ואן (No K2023023).
1. הכנת קטעי פרפין לאונות ריאה של עכבר
2. צביעת אימונופלואורסנציה לאיתור כלי דם ריאתיים
3. כימות צפיפות כלי הדם הריאתיים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי להבחין בין הנגעים בסימפונות הראשיים לבין ענפים קטנים בדרכי הנשימה, חיוני לוודא כי המבנה הרציף של נגעים בשני סוגים אלה של דרכי הנשימה הוא ציין. ניתן להשיג זאת על-ידי ביצוע הליכי החיתוך וההטבעה המתוארים באיור 1. בהתחשב באונות הריאה הרבות בעכברים, אשר מכוונות לכיוונים שונים ובעלות מבנה דמוי רשת, הן רגישות יותר לקריסה בהשוואה לרקמות מוצקות אחרות. כדי להשיג תצפית ברורה ואינטואיטיבית על נגעים באזור היעד, רצוי לתקן את דגימות הרקמה במשך מספר שעות לפני החיתוך.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לחקר צפיפות כלי הדם הריאתיים השלכות משמעותיות על הבנת תהליכים פיזיולוגיים ריאתיים וכן על הגדרת סמנים ביולוגיים למחלות בדרכי הנשימה. מחזור הדם הריאתי מתהדר בשטח פנים נימי נרחב העטוף בשכבה דקה של תאי אנדותל. הסמיכות ההרמונית של תאים אלה ותאי אפיתל מכתשית מעוררת קרום נאדי-נימי שביר שתוכנן במיוחד כדי להקל על התהליך המורכב של חילופי גזים3. תקשורת בין-תאית כזו ממלאת תפקיד מרכזי בוויסות ספקטרום של תהליכים פיזיולוגיים ריאתיים, ומדגישה את חשיבותו של קשר הדוק זה בשמירה על ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים מתחרים.
המחברים מביעים את הכרת התודה שלהם על התמיכה שלא תסולא בפז שקיבלה מהפלטפורמה הניסויית הציבורית בבית הספר לרוקחות של מערב סין. הערכה מיוחדת מוענקת לוון-דונג וואנג על מתן עצות קריטיות ובעלות ערך רב בנושא פתולוגיה. מחקר זה התאפשר הודות למימון המחלקה למדע וטכנולוגיה במחוז סצ'ואן (מענקים 2023NSFSC0130 ו- 2023NSFSC1992) ו"קרנות המחקר הבסיסיות לאוניברסיטאות המרכזיות" ל- TJ.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 4% Paraformaldehyde | Biosharp | BL539A | קיבוע רקמות |
| 4',6-diamidino-2-phenylindole | MCE | HY-D0814 | צבעי גרעין |
| Alexa-647 פלואור מצומד איזולקטין B4 | Thermo | I32450 | מיקרו-כלים מחייבים |
| אוטם טבליות אנטי פלואורסצנטי | Abcam | AB104135 | לקיבוע דגימה |
| Biosharp | BL151A | תיקון אתרים אנטיגניים | |
| קלטת ביופסיה | ActivFlo | 39LC-500-1 | קיבוע ומיקום דגימות רקמה |
| סרום בקר אלבומין | סיגמא | B2064-50G | תמיסת איטום |
| צלחת קרה | Leica | HistoCore Arcadia H | הקפאת דגימות |
| תנור ייבוש חשמלי בטמפרטורה קבועה | Taisite | 101-0AB | תיקון בטמפרטורה גבוהה |
| חד פעמי מיקרוטום להב | Leica | 14035838383 | חיתוך דגימות רקמות להכנת קטעים |
| הטמעת תבניות | Shitai | 26155166627 | קיבוע דגימות רקמות |
| אתנול | Kelong | CAS 64-17-5 | תמיסת ייבוש רקמות |
| פרפין מחומם תחנת הטמעה | Leica | EG1150 | הטמעת דגימות באמבט מים פרפין |
| HistoCore | Leica | HI1220 | לשטח ולתקן דגימות רקמה |
| ImageJ (פיג'י) | NIH | 1.54f | כלי כמותי |
| אימונוהיסטוכימיה עטים | Biosharp | BC004 | סוכן חסימת מים |
| מלקחיים רפואיים | שנחאי ציוד רפואי | N/A | אחיזה, מניפולציה או הזזת דגימות רקמה |
| מיקרוסקופ | Nikon | Ts2 | מכשיר הדמיה |
| הרכבה מדיה | Jiangyuan | חסר טעם | קטעי רקמות |
| שעוות פרפין | SCHLEDEN | 80200-0014 | תיקון מבנה רקמות |
| PBS | Beyotime | C0221A | מאגר כביסה |
| פנטוברביטל נתרן | בייג'ינג ריאגנט כימי חברה | Q/H82-F158-2002 | הרדמה |
| סיבובית מיקרוטום | Biobase | Bk-2258 | הכנת פרוסות |
| מספריים סטריליות | שנחאי רפואי ציוד | N / A | פילוח דגימות רקמה |
| אזמל כירורגי | שנחאי ציוד רפואי | N/A | דגימות רקמה חיתוך |
| טריטון | Solarbio | T8200 | פתרון פרמביליזציה |
| שקופית ללא כביסה | PLATINUM PRO | PRO-04 | דוגמאות תיקון לצביעה |
| של קסילן | SUM | XK13-011-00031 | תמיסת הסרת שעווה של רקמות |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה