Imaging 3D della matrice extracellulare del fegato in un modello murino di steatoepatite non alcolica

Weiguo Fan; Yuan Li; Koshi Kunimoto; Natalie J. Török

doi:10.3791/63106

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Articolo metodologico

Imaging 3D della matrice extracellulare del fegato in un modello murino di steatoepatite non alcolica

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DOI:

10.3791/63106

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25 febbraio 2022

Weiguo Fan¹ , Yuan Li¹ , Koshi Kunimoto¹ , Natalie J. Török¹

¹Gastroenterology and Hepatology, Stanford University

In questo articolo

Sommario

Il presente protocollo ottimizza i metodi di perfusione/decellularizzazione del fegato in situ e microscopia a due fotoni per stabilire una piattaforma affidabile per visualizzare la dinamica del rimodellamento della matrice extracellulare (ECM) durante la steatoepatite non alcolica (NASH).

Abstract

La steatoepatite non alcolica (NASH) è la malattia epatica cronica più comune negli Stati Uniti, che colpisce oltre 70 milioni di americani. La NASH può progredire verso la fibrosi e, infine, verso la cirrosi, un fattore di rischio significativo per il carcinoma epatocellulare. La matrice extracellulare (ECM) fornisce supporto strutturale e mantiene l'omeostasi epatica tramite segnali matricellulari. La fibrosi epatica deriva da uno squilibrio nel processo dinamico di rimodellamento della MEC ed è caratterizzata da un eccessivo accumulo di elementi strutturali e cambiamenti associati nei glicosaminoglicani. Il tipico modello di fibrosi della NASH è chiamato "filo di pollo", che di solito consiste nella fibrosi perisinusoidale / pericellulare della zona 3, basata sulle caratteristiche osservate dalla colorazione tricromica di Masson e dalle macchie rosse di Picrosirius. Tuttavia, queste tradizionali tecniche di imaging basate su vetrini tissutali sottili (2D) non possono dimostrare i cambiamenti strutturali dettagliati tridimensionali (3D) della ECM, limitando la comprensione del rimodellamento dinamico dell'ECM nella fibrosi epatica.

Il lavoro attuale ha ottimizzato un protocollo rapido ed efficiente per visualizzare la struttura ECM nativa nel fegato tramite demilitarizzazione per affrontare le sfide di cui sopra. I topi sono stati nutriti con chow o dieta fast-food per 14 settimane. La decellularizzazione è stata eseguita dopo la perfusione della vena porta in situ e le tecniche di microscopia a due fotoni sono state applicate per visualizzare e analizzare i cambiamenti nella ECM nativa. Le immagini 3D dei fegati normali e NASH sono state ricostituite e analizzate. L'esecuzione della decellularizzazione della perfusione in situ e l'analisi dello scaffold mediante microscopia a due fotoni hanno fornito una piattaforma pratica e affidabile per visualizzare il rimodellamento dinamico dell'ECM nel fegato.

Introduzione

La steatosi epatica non alcolica (NAFLD) è la malattia epatica più comune, che colpisce il 20% -25% della popolazione adulta. Il 25% dei pazienti con NAFLD progredisce verso la steatoepatite non alcolica (NASH), dove aumenta il rischio di cirrosi, insufficienza epatica e carcinoma epatocellulare¹. Nei prossimi 20 anni, si stima che la NASH rappresenterà 2 milioni di decessi correlati al fegato negli Stati Uniti². Poiché non esistono trattamenti approvati, vi è un urgente bisogno di decifrare i meccanismi che causano la fibrosi epatica nei pazienti con NASH e sviluppare un trattamento mirato³.

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