אנו מדגימים שיטה לתיוג דפנות כלי הדם ברשתית ולויקוציטים דביקים. לאחר מכן ניתן לספור את הלויקוציטים הדבקים הללו במיקרוסקופ פלואורסצנטי כפרמטר לדלקת או לתגובה של דלקת זו לטיפולים.
מאמר שיטה
אנו מדגימים שיטה לתיוג דפנות כלי הדם ברשתית ולויקוציטים דביקים. לאחר מכן ניתן לספור את הלויקוציטים הדבקים הללו במיקרוסקופ פלואורסצנטי כפרמטר לדלקת או לתגובה של דלקת זו לטיפולים.
לוקוסטזיס מתייחס להצמדה של לויקוציטים לדופן הלומינלית של כלי הדם. אינטראקציה זו של לויקוציטים עם דופן כלי הדם אופיינית לדלקת ונקשרה באופן סיבתי לחסימת נימים במגוון רקמות ומחלות, כולל רטינופתיה סוכרתית.
לוקוסטזיס דווח במשך שנים כסיבוך מסכן חיים של היפרלויקוציטוזיס וניתן לאבחן אותו רק באופן קליני. לאור חשיבות התופעה, נעשה מחקר אינטנסיבי כדי להבין את המנגנונים הפוטנציאליים המובילים לביטויה; עם זאת, אין טכניקה סטנדרטית בתנאי מעבדה כדי להמחיש ולכמת את חומרת האירוע.
בשיטה המסוכמת להלן, כלי הדם מוחדרים בתחילה עם חיץ להסרת דם, ולאחר מכן, קונקנבלין A מוחדר לכלי הדם שם הוא נקשר לכל דפנות התאים החשופים וגורם להכתמה בהירה במיוחד של לויקוציטים. אם הזלוף להסרת כל תאי הדם הלא קשורים הצליח, הלויקוציטים הנותרים המסומנים באופן פלואורסצנטי קשורים לכלי הדם, וניתן לכמת אותם באופן ידני באמצעות כל מיקרוסקופ פלואורסצנטי זמין.
לויקוציטים (תאי דם לבנים, WBCs) ממלאים תפקיד חשוב בתפקוד האופטימלי של כלי הדם כגון שמירה על נזילות הדם וויסות רזולוציית הפקקת1. הם גם ממלאים תפקיד מפתח במצבים פתולוגיים מסוימים, כגון היצמדות לדופן הלומינלית של כלי הדם לפרקי זמן ממושכים המובילים לחסימת כלי דם, לפחות באופן זמני, תופעה המכונה לויקוסטזיס 2,3.
רטינופתיה סוכרתית היא אחד הסיבוכים השכיחים ביותר של סוכרת ארוכת טווח ואחד הגורמים המובילים ללקות ראייה ועיוורון בארה"ב ובעולם בקרב אנשיםבגילאי 20-75 שנים. ניוון איטי ומתקדם של כלי הדם ברשתית הוא מרכיב בעל משמעות קלינית בשלבים המוקדמים של המחלה, אשר בחלק מהחולים מוביל לאיסכמיה ברשתית עם ניאו-וסקולריזציה של הרשתית כתוצאה מכך 5,6. עדויות מצטברות מצביעות על כך שדלקת ממלאת תפקיד חשוב בהתפתחות הרטינופתיה7, ולויקוסטזיס נחשבת לתגובה דלקתית תוך-וסקולרית תת-קלינית. לוקוסטזיס מתרחש בשלבים המוקדמים של הסוכרת, הרבה לפני שהתפתחו ביטויים קליניים הניתנים לזיהוי 8,9,10. סתימה חוזרת ונשנית של כלי הרשתית על ידי לויקוציטים דביקים במשך חודשים עד שנים (לויקוסטזיס כרוני) בסוכרת עשויה לתרום לחסימה וניוון של כלי הדם 11,12,13. חומרת הלויקוסטזיס היא בעלת משמעות פתולוגית וניתן להשתמש בה כדי לנטר את חומרת תהליך המחלה או להעריך את יעילות הטיפול במסגרות מחקר.
כדי להמשיך ולחקור את ההשפעות הספציפיות של המיקרו-סביבה ההיפרגליקמית על לויקוסטזיס, תוכננו מודלים במבחנה. ניתן לגדל ולסדר תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים מבודדים ברשתית במודלים של תרביות דו-ממדיות או תלת-ממדיות (microvasculature-on-a-chip14) כדי לשכפל את האנדותל של כלי הדם (שכבת התא החד-שכבתית המרצפת את לומן הכלים). עם זאת, השונות הבין-ניסויית של מודלים אלה מגבילה את השימוש בהם. המחקר על לויקסטזיס בכלי דם ברשתית האנושית עדיין מוגבל, ולכן רוב הידע הנוכחי על לויקוסטזיס ברשתית נגזר ממודלים של בעלי חיים של רטינופתיה סוכרתית13,15.
מטרת דוח זה היא לתאר פרוטוקול סטנדרטי המבוסס על שיטות שתוארו במקום אחר16 לכימות לויקוציטים מחוברים לכלי הדם ברשתית כפרמטר של לויקוסטזיס. ניתן להשתמש בבדיקה זו כדי לחקור מחלות כלי דם אחרות המציגות גם לויקוסטזיס, כגון ממאירויות 3,17,18,19 וכמה מצבים זיהומיים ואלרגיים 20. ניתן ליישם פרוטוקול זה בכל מעבדת מחקר בסיסית ללא צורך בציוד מיוחד. בשיטה המסוכמת להלן, כלי הדם מוחדרים בתחילה עם בופר להסרת דם, ולאחר מכן, קונקנבלין A מוחדר לכלי הדם שם הוא נקשר לכל דפנות התאים החשופים וגורם להכתמה בהירה במיוחד של לויקוציטים 21,22,23. אם הזלוף להסרת כל תאי הדם הלא קשורים מצליח, ניתן לכמת ידנית את הלויקוציטים הנותרים המסומנים בפלואורסצנט הקשורים לכלי הדם באמצעות כל מיקרוסקופ פלואורסצנטי בהישג יד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול נבדק ואושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) באוניברסיטת קליפורניה אירווין ותואם את התקנות הממשלתיות בנוגע לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. אין נקודות עצירה בפרוטוקול זה. הזמן הממוצע לעכבר הוא 30 דקות.
1. הכנת שלב הזלוף
2. הגדרת אינפוזר הלחץ
3. הרדמה
4. זלוף וצביעה טרנס-קרדיאלית עם קונקנבלין A
5. הוצאה ובידוד של רשתית טרייה
6. הרכבה שטוחה של הרשתית
7. מיקרוסקופיה
הערה: ניתן להשתמש בכל מיקרוסקופ פלואורסצנטי עם ערוץ GFP/FITC (480/530 ננומטר) לשלב זה. לצורך עבודה זו, השתמשנו במיקרוסקופ המוזכר עם 488 ערוצים ותוכנה נלווית לרכישת תמונה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זלוף וצביעה מבוצע היטב יראה את כלי הדם השלמים ברשתית המתוחמים עם concanavalin A (איור 1). זלוף לקוי של העכבר מונע תיוג של עץ כלי הדם כולו וניתוח לאחר מכן של הלויקוציטים הנצמדים ללומן (איור 2), בעוד שלחץ מוגזם מלחיצה מהירה של מזרק (פחות מ-30-35 שניות) יכול לגרום לחדירות כלי הדם ולהתפוצצות של כלי הדם (איור 3). הקונקנבלין A האקסטרווזיטיבי יכול לגרום לתיוג שגוי של מבנים חיצוניים, מה שמוביל לכימות מבלבל של הלויקוציטים הדבקים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לויקוסטזיס בבני אדם מתייחס לתסמינים וממצאים קליניים הקשורים להיפרלויקוציטוזיס (ספירת לויקוציטים כוללת (WBCs) >100,000/μL) והיא מצב חירום רפואי20. המנגנונים המובילים ללויקסטזיס נמצאים במחקר אינטנסיבי. נכון להיום, חקר הלויקוסטזיס בבני אדם in vivo עדיין אינו אפשרי והחוקרים צריכים להסתמך על מודלים של בעלי חיים כדי להבין את התהליך הזה. מחלות שונות מציגות לויקסטזיס ופרוטוקול מפורט להמחשת התופעה ex vivo יכול להיות שימושי לחוקרים במעבדה. הפרוטוקול המוצג ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקי המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) R01EY022938, R01EY022938-S1 ו-K99EY034928. המחברים מודים לשירותים של ליבות מרכז המחקר למדעי הראייה CWRU (P30EY11373) ו-UCI (P30EY034070), כמו גם לתמיכה מחלקתית ממענק בלתי מוגבל ממחקר למניעת עיוורון למכון העיניים גאווין הרברט באוניברסיטת קליפורניה אירווין.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 10 מ"ל | |||
| 4 כיוונים מנעול לואר שסתום קו | IV בקסטר | 2C6204 | |
| Concanavalin A פתרון | וקטור | FL-1001 | הכנה בסט |
| כלי ניתוח | כולל המוסטטים, מספריים ומלקחיים | ||
| FIJI | לעיבוד תמונה | ||
| מיקרוסקופ פלואורסצנטי | Nikon | Eclipse Ni | |
| Forceps, Dumont #5, קצה כיתה ביולוגית | מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית (EMS) | 72700-D | |
| מחט Gavage 1.25 מ"מ OD קצה חבית x 30 מ"מ | Fine Science | 18060-20 | |
| Halstead | Mosquito Wizard Fisher Scientific | 13-812-10 | |
| סט קטטר IV עם מהדק ויסות 70 אינץ' | Baxter | 2C5417s | |
| I.V | |||
| מוט מוך רקמה | Kimpwipes היא אופציה | ||
| מספריים קפיציים לניתוח, Vannas, 3 מ"מ ישר | ROBOZ | RS-5620 | |
| מיקרו מרית | Fine Science Tools (FST) | 10091-12 | |
| Nikon | NIS-Elements (AR 5.30.03 64 סיביות) | תוכנה לרכישת תמונה | |
| צלחת פטרי (100 מ"מx15 מ"מ) | קורנינג | 351029 | |
| פוספט חוצץ מלח (PBS) | |||
| שעווה דנטלית ורודה | מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית ( EMS) | 72670 | |
| אינפוזר לחץ | Infusurge | 4010 | |
| סכיני גילוח, נירוסטה קצה יחיד GEM, מצופה טפלון | מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית (EMS) | 71970 | |
| מי מלח 0.9%, כיתה וטרינרית, 1000 מ"ל | בקסטר | 04925-04-10 | |
| מספריים חיתוך קטנים, קצה קהה מעוקל 22 מ"מ | ROBOZ | RS 5983 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה