כאן, אנו מציגים פרוטוקול לשימור ארכיטקטורת העורקים האנושית על ידי החדרת ג'ל מייצב רקמות ללומן כלי הדם לפני החיתוך לניתוח מולקולרי או היסטופתולוגי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לשימור ארכיטקטורת העורקים האנושית על ידי החדרת ג'ל מייצב רקמות ללומן כלי הדם לפני החיתוך לניתוח מולקולרי או היסטופתולוגי.
עורקי התנגדות, הכוללים עורקים קטנים ועורקים, ממלאים תפקידים חיוניים בוויסות לחץ הדם וזלוף הרקמות. תפקוד לקוי בעורקים אלה עלול להוביל למצבים קרדיווסקולריים שונים כגון יתר לחץ דם, טרשת עורקים ואי ספיקת לב, כמו גם למצבים נוירו-וסקולריים. בחינת עורקי ההתנגדות האנושיים חיונית להבנת מנגנוני מחלות לב וכלי דם ולפיתוח אסטרטגיות טיפוליות ממוקדות. מחקר זה מציג שיטה חדשנית להכנת עורקי התנגדות אנושיים מבודדים על ידי החדרת ג'ל מייצב רקמות ללומן, תוך שמירה על הארכיטקטורה הטבעית שלהם ושלמות התאים. רקמות אומנטליות אנושיות התקבלו מחולים שעברו ניתוחי בטן, ועורקי התנגדות קטנים (קוטר 100-300 מיקרומטר) בודדו על ידי מיקרו-דיסקציה זהירה. לאחר מכן העורקים עברו קנולציה, לחץ בתא שריר תרבית וקובעו עם פורמלין ניטרלי של 10%. ג'ל מייצב רקמות הוזרק ללומן של העורק הקנולטי, שהותר להתמצק כדי לשמר את המבנה התלת מימדי. ניתוחים היסטולוגיים, אימונוהיסטוכימיים וביטוי גנים בוצעו כדי להעריך את שימור העורקים. חתכים היסטולוגיים חשפו את השלמות המבנית והארכיטקטורה הטבעית של העורקים שנשמרו היטב, תוך שמירה על שכבות אנדותל ושרירים חלקים מוגדרות היטב. צביעה אימונוהיסטוכימית הראתה לוקליזציה מובהקת של סמנים כגון CD31 ואקטין שריר חלק α. הכלאה באתרה חשפה דפוסי ביטוי גנים ספציפיים, וסיפקה תובנות לגבי המנגנונים המולקולריים. שיטה מתקדמת זו של עירוי ג'ל תוך לומינלי מציעה יתרונות משמעותיים, ומאפשרת הדמיה מתקדמת וניתוח מקיף של מבנה העורקים, שיפוץ ואינטראקציות תאיות במצבים בריאים וחולים כאחד. לשיטה זו יש פוטנציאל לשפר את האבחון הקליני ואת האסטרטגיות הטיפוליות במחלות כלי דם, ובכך לספק כלי רב ערך לקידום המחקר בביולוגיה של כלי הדם.
עורקי התנגדות מווסתים את זרימת הדם והלחץ ועוברים שינויים משמעותיים במצבים כמו יתר לחץ דם, סוכרת וטרשת עורקים 1,2,3,4,5. בחינת עורקי התנגדות אנושיים חיונית להבנת פתולוגיות לב וכלי דם ולפיתוח טיפולים ממוקדים 6,7,8,9,10. שיטות מסורתיות לחקירת כלי דם הובילו לעתים קרובות לחפצים ולאובדן שלמות תלת מימדית 10,11,12,13,14,15. כדי להתמודד עם מגבלות אלו, אנו מציגים שיטה חדשנית להכנת עורקי התנגדות אנושיים מבודדים על ידי החדרת ג'ל ללומן, ובכך לשמר את המבנה המשוער שלהם ex vivo ו/או in vivo.
טכניקת עירוי ג'ל תוך-לומינלית זו שומרת על הארכיטקטורה הטבעית של העורקים, ומאפשרת ייצוג מדויק יותר של מצבם הפיזיולוגי. על ידי ייצוב מבנה כלי הדם, שיטה זו מאפשרת בחינה מפורטת של שיפוץ עורקים, מבנה תאי, מיקרו-דומיינים, צמתים הטרו-תאיים וביטוי גנים/חלבונים על פני שכבות תאים שונות. טכניקה זו מועילה במיוחד לחקר רכיבים ספציפיים לסוג התא במצבים בריאים וחולים כאחד.
טכניקה זו יושמה בהצלחה במחקר האחרון שלנו16, והדגימה את יעילותה בשימור השלמות המבנית והמולקולרית של עורקי ההתנגדות האנושיים, מה שמקל על הדמיה מתקדמת וניתוח מקיף. הצלחת יישום זה נתנה לנו השראה לתעד את הפרוטוקול המפורט הזה לשימוש אחרים.
במאמר שיטה זה, אנו מתארים את הפרוטוקול להכנת עורקי התנגדות אנושיים מבודדים והחדרת ג'ל מייצב רקמות תואם ביולוגית (Tissue Guard Gel). כאן, אנו מתארים את שיטת הניסוי ומדגימים את יישומיה להערכת מבנה העורקים ולחקירת דפוסי ביטוי גנים וחלבונים בשכבות תאים שונות. על ידי מתן טכניקה מקיפה וניתנת לשחזור להכנת עורקי התנגדות אנושיים, אנו שואפים לקדם את המחקר בביולוגיה קרדיווסקולרית, לשפר את יכולת השחזור של התוצאות ולתרום לגישות אבחון וטיפול חדשות למחלות לב וכלי דם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לפני ביצוע הניסויים הבאים, ודא שהשימוש ברקמות אנושיות והנהלים הבאים מאושרים על ידי מועצת הביקורת המוסדית (IRB). איסוף רקמת האומנטל ממטופלים שעברו ניתוחי בטן בעלי התוויה קלינית במרכז הקליני של המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) בוצע באישור מועצת הביקורת המוסדית של ה-NIH (NCT01915225). כל המשתתפים סיפקו הסכמה מדעת בכתב.
1. חומרים וציוד
2. אוסף רקמות אומנטליות אנושיות
3. מיקרו-דיסקציה של עורקי התנגדות קטנים אנושיים
4. הכנת תא השריר התרבית
5. קנולציה ולחץ של עורקים
6. קיבוע עורקים
7. הכנת ג'ל מייצב רקמות
8. עירוי והטמעה של ג'ל תוך לומינלי
9. היסטופתולוגיה
10. אימונוהיסטוכימיה
11. RNAScope הכלאה כרומוגנית באתרה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
רקמות אומנטליות אנושיות התקבלו ממטופלים שעברו ניתוחי בטן בעלי התוויה קלינית. עורקי התנגדות קטנים (קוטר 100-300 מיקרומטר) בודדו בקפידה מרקמות השומן והחיבור שמסביב תחת מיקרוסקופ דיסקציה (איור 1A-C). העורקים המבודדים נוקו, עברו קנולציה מוצלחת והורכבו על צינוריות הזכוכית בתא השריר התרבית לצורך לחץ (איור 1D-F). העורקים שמרו על הממדים הפיזיולוגיים והטונוס שלהם כאשר הם מופעלים בלחץ של 60-80 מ"מ כספית, ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
התקדמות בהדמיה רפואית, טכניקות כירורגיות ומתודולוגיות מחקר שיפרו את ההבנה שלנו בארכיטקטורת כלי דם תלת מימדית, וחוללו מהפכה באבחון, תכנון כירורגי ומחקר 17,18,19,20. למרות חידושים אלה, שימור המבנה התלת-ממדי של עורקי התנגדות אנושיים מבודדים נותר מאתגר בשל אופיים העדין והמורכב, המסבך את הבידוד וההדמיה, ומגביל את המחקר המקיף של המאפיינים האנטומיים והפיזיולוגיים שלהם...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
NIAID GenAI שימש ליצירת מתאר ראשוני וטיוטה של כתב היד, שנכתב, נבדק ונערך ביסודיות על ידי המחברים האנושיים כדי להבטיח דיוק וקוהרנטיות.
מחקר זה מומן על ידי המחלקה למחקר תוך-כיתתי במכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות, פרויקט מספר AI001150 ל-HCA. אנו מודים לחבר המעבדה לשעבר שלנו, ד"ר סטיבן ברוקס, כמו גם לחברי המעבדה הנוכחיים שלנו, מוחמד איברהים, מרי ג'קסון וג'יאן וו מהמחלקה לגנומיקה פונקציונלית של מלריה, על סיועם בצילום תמונות במהלך התהליך.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אלכוהול חומצי 1% פוקוס | StatLab | SL89-1 | |
| 10% NBS | Leica Biosystems | 3800598 | |
| מצלמת HDMI מיקרוסקופית 4K | הייטק אינסטרומנטס, בע"מ. | HT-XP4K8MA | |
| מדלל נוגדנים - הפחתת רקע | דאקו | S3022 | |
| מעבד רקמות אוטומטי | Leica Biosystems | פגסוס/Cat# 14048858005 HistoCore | |
| תמיסת הסרת שעווה בונד | Leica Biosystems | AR9222 | |
| פתרון שחזור אפיטופ בונד 1 | Leica Biosystems | AR9961 | |
| פתרון שחזור אפיטופ בונד 2 | Leica Biosystems | AR9640 | |
| זיהוי זיקוק פולימרי קשר | Leica Biosystems | DS9800 | |
| זיהוי אדום מזוקק בפולימר בונד | Leica Biosystems | DS9390 | |
| תמיסת שטיפת בונד (10x) | Leica Biosystems | AR9590 | |
| חבילת קנולה (זכוכית), 80– 100 & mu; m | DMT | קוד מוצר: 300407 | |
| CD31 | אבקאם | ab28364 | |
| צלחות ניתוח, גדולות (זכוכית פירקס), 93 מ"מ | מערכות אינסטרומנטציה | SKU: DD-90 | |
| צלחות ניתוח, קטנות | מערכות אינסטרומנטציה | SKU: DD-50 | |
| מיקרוסקופ דיסקציה | הייטק אינסטרומנטס, בע"מ. | ZEISS SteREO Discovery.V8 | |
| דומונט #5 מלקחיים | כלי המדע המדויק | פריט מס' 11295-10 | |
| דומונט #5SF מלקחיים | כלי המדע המדויק | פריט מס' 11252-00 | |
| אקומאונט | ביו-קייר מדיקל | EM897L | |
| אאוסין | IHC World | IW-3100B | |
| המטוקסילין | ביו-קייר מדיקל | קת'-MM | |
| מצלמה מפעילה | אוליומפוס | DP28 | |
| מיקרוסקופ הדמיה | אוליומפוס | BX51 | |
| בופר קרבס הנסלייט (עם 2 מ"מ סידן כלוריד) | Boston BioProducts, Inc. | SKU: C-10625N-200mL | |
| בופר קרבס-הנסלייט (ללא סידן) | Boston BioProducts, Inc. | SKU: C-9906W-200mL | |
| מדיית הרכבה | תרמופישר סיינטיפיק | 4111 | |
| תא ומיוגרף ויחידה | DMT | 202/204 ס"מ | |
| PBS (מלח עם מאגר פוספט) | תרמופישר סיינטיפיק | 10010023 | |
| PPIB | ACDBio | 313908 | |
| ערכת RNAscope 2.5 LS Reagent-RED | ACDBio | 322150 | |
| סטיינר | לייקה | מערכת אוטומטית Leica Bond RX | |
| פיני חיתוך מפלדת אל-חלד | מערכות אינסטרומנטציה | SKU: PIN-0.1MM | PIN-0.2MM | PIN-#3 | PIN-VP-1 | |
| הפרפלסט של הניתוח | Leica Biosystems | 39601006 | |
| ג'ל מגן רקמות | StatLab | TissueGuard/SKU: TG12 | |
| מספריים קפיץ של ואנאס - קצה חיתוך 2 מ"מ | כלי המדע המדויק | פריט מס' 15000-03 | |
| מספריים קפיץ ואנאס - קצה חיתוך 2.5 מ"מ | כלי המדע המדויק | פריט מס' 15000-08 | |
| מספריים קפיץ ואנאס - קצה חיתוך 3 מ"מ | כלי המדע המדויק | פריט מס' 15000-00 | |
| α-SMA | אבקאם | ab5694 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.