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方法論記事

インビタル顕微鏡で評価されたマウスにおけるクレマスター筋の白血球浸潤

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DOI:

10.3791/60509

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2020年4月15日

* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

ここでは、マウスクレマスター筋の毛細管後小胞に対して生体内顕微鏡を行う方法を示す。炎症および敗血症の異なるモデル、特にケモカインおよびサイトカインによって誘発されるものに一般的に適用され、我々は誇張された筋白血球浸潤を伴うムスコロパシーの研究におけるその関連性を強調する。

要約

インビボでの白血球採用カスケード内の生理学的および病態生理学的プロセスを監視するために、生体内顕微鏡(IVM)が広く使用されています。現在のプロトコルは、マウスの無傷の生物内の骨格筋由来組織における白血球のリクルートに至る白血球内皮相互作用を可視化する実用的で再現可能な方法を表す。このモデルは、顆粒球活性化と疾患におけるその役割に焦点を当てた研究のすべての分野に適用可能です。

私たちは、メソッドをガイドし、潜在的な落とし穴や技術的な困難を強調するために、ステップバイステッププロトコルを提供します。このプロトコルは、実験設定および必要な材料、マウスの麻酔、クレマスター筋の解剖、気管および頸動脈のカヌレーション、IVM記録およびオフライン分析をカバーする。接着白血球、転がりフラックス(RF)および転がりフラックス分率(RFF)のようなデータフォーマットは詳細に説明され、適切な適用が議論される。ジストロフィン欠損mdxマウスの代表的な結果は、結果セクションに提供される。

IVMは、インビボの設定で白血球の採用を評価するための強力なツールです。しかしながら、例えば内皮および白血球機能を解いて、流れチャンバ実験のようなex vivoのセットアップとの組み合わせを必要とするかもしれない。さらに、対象となる動物の遺伝的背景は、ベースラインの採用に大きな影響を与え、提供されるプロトコルの個々の微調整を必要とする。その制限にもかかわらず、IVMは、インビトロ所見を生きている脊椎動物生物に容易に翻訳するためのプラットフォームとして機能する可能性があります。

概要

インビタル顕微鏡(IVM)は、白血球生物学の分野で一般的に適用されるツールです。白血球のリクルートは、白血球の捕獲、圧延および接着によって開始された明確に定義された事象のカスケードに続き、最後に白血球の炎症部位へのトランスマイグレーションおよび飛散1.各ステップは、様々なケモカイン(例えば、IL-8/CXCL8)、受容体(例えば、LFA-1、Mac-1)および対応する内皮細胞接着分子(例えば、ICAM-1、VCAM-1およびE-Selectin)2、3によって媒介および制御される。2,3異なる調節部位の相互作用により、進行糖化末端製品の受容体様に白血球採用カスケードの制御因子およびメディエーター(RAGE)、細胞間接着分子1(ICAM-1)、C-X-Cモチーフリガンド(CXCL)1/2およびそれらの受容体CXCR2をIVM4、5、6、7、8、9を用いて発見した。4,5,6,7,8,9

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プロトコル

動物はIBF(インターファクルテア・バイオメディジンリッチェ・フォルシュンツェインリヒトゥン)、ハイデルベルクで制御され、特定の病原体のない状態で収容された。ここに記載されているすべての手順は、地元のIRBとドイツのバーデン・ヴュルテンベルク州のドイツのドイツのレジエルングスプラエシジウム・カールスルーエによって承認されました。

1. 麻酔投与

  1. 腹腔内(i.p.)125mg/kgケタミンおよび12.5mg/kgキシラジンのボーラス注射によってマウスを麻酔する。
  2. マウスを下に置き、加熱パッドの下方向リカンベント位置に固定して、マウスの体温(36.5~38°C)を維持します。前歯の周りに単純なループを巻き、縫合糸の接合端を加熱パッドにテープで貼り付けるには、非吸収性の無菌縫合糸(6/0)を使用します。この固定は、呼吸の乱れを避けるために口を開いたままにしておく事を目的としている。
  3. マウスの麻酔の適切な深さを、デジタル間のつまみ(離脱は見られない)で確認してください。
  4. 十分な麻酔に達したら、手術の準備に進みます.30分ごとに進行中の実験に沿って麻酔を繰り返し確認する。
  5. 生理塩溶液(PSS、組成物:132 mmol/L NaCl、4.7 mmol/L KCl、1.2ミリモル/L MgS0 4、2.0ミリモル/L CaCl2、18 mmol/L NaHCO....

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結果

提供されたプロトコルに従ってIVMは骨格筋の白血球の徴用のカスケードに独特な洞察をもたらす。結果セクションでは、IVM によって得られる一般的な結果に焦点を当て、発生する可能性のある問題を強調します。

生体内顕微鏡の実験セットアップの概要を図1に示します。クレマスター筋肉の調製と結合組織の除去は、均一な表面を有する焦点を合った顕微鏡画像を得るために重要である。過剰な結合組織は、IVMを実行するときに、最終的にぼやけた顕微鏡画像(補足ビデオ1)につながります。図2は、IVMを用いて得ることができる代表的な顕微鏡画像を示す。まず、直径20~40μmの毛細血管後の小胞は、2つの小さな血管の合流によって識別されます。接着性および転がり白血球のみが視覚化することができ、循環白血球は記録されたビデオのスローモーション再生でのみ追跡することができる。付着性白血球の数は、30秒間の静止白血球と定義され、血管表面のmm2あたり.......

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ディスカッション

IVMは、さまざまな器官の異なる細胞型を研究するために広く使用されており、広く説明され、議論されてきた19.この研究の主な目的は、クレマスター筋肉でIVMをセットアップし、実行するための効率的なアプローチを提供することです。この方法を実践すれば、信頼性が高く再現性の高い結果が得られます。したがって、計画と標準化は、技術を習得するための重要な要素です。とりわけ、この技術は血行力学的および微小血管パラメータに非常に依存しており、注意深く監視し、制御する必要がある。したがって、グループ間の異なるヘモダイナミクスは誤解を招く結果をもたらす。

生理学的および病理学的状態を研究する役割にもかかわらず、IVMだけでは、炎症における白血球のリクルートに対する特定の細胞タイプの個々の寄与を完全に解明できない可能性がある。これを行うには、他の補完的な方法をIVMと組み合わせてもよい。例えば、流れチャンバー実験のようなex vivo法は、内皮または白血球の効果の間に線引し得る。また、フローチャンバーは、例えば新生児20<.......

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開示事項

著者らは開示するものは何もない。

謝辞

この研究は、PRIMALコンソーシアムの一環として、ドイツ連邦教育研究省(BMBF)01GL1746Eによって支援されました。著者らは、ブリッタ・ヘックマンとシルビア・ペザーが巧みな技術支援を認めている。

....

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
Material
Ketanest SPfizer Pharma GmbHPZN:08509909麻酔。ジェネリック/ IUPAC名:ケタミン
キシラジンCP-Pharma GmbHArticle-nr.:1205 麻酔。ジェネリック/ IUPAC名:キシラジン(hidrochlorideとして)
生理食塩水B.ブラウンメルズンゲン PZN 02737756外科的製剤。ジェネリック/ IUPAC名:塩化ナトリウム
シリンジ針オムニカンF.ブラウンメルズンゲン 手術準備9161502 REF 
縫合糸 6/0 USPResorbaREF 4217手術用製剤 
ポリエチレンチューブ#10 BD GmbHサプライヤー No. 427401手術用製剤 
ポリエチレンチューブ#90 BD GmbHサプライヤーNo.427421手術用製剤 
ローダミン6Gシグマ-アルドリッチケミーGmbHCAS番号989-38-8 白血球染色。ジェネリック/ IUPAC名:エチル2-[3-(エチルアミノ)-6-エチルイミノ-2,7-ジメチルキサンテン-9-イル]安息香酸
セットアップ装置
直立顕微鏡 オリンパス BX51W1顕微鏡
40倍対物レンズ ZeissAchroplan 40 × /0.80 W顕微鏡 ImSpector
softwareLavision Biotec GmbHver. 4.0.469software
ImageJNational Institute of Health, USAver. 1.51j8software

参考文献

  1. Ley, K., Laudanna, C., Cybulsky, M. I., Nourshargh, S. Getting to the site of inflammation: the leukocyte adhesion cascade updated. Nature Reviews. Immunology. 7 (9), 678-689 (2007).
  2. Zanardo, R. C. O., et al.

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再版と許可

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白血球動員マウスモデル内皮細胞相互作用ローリングフラックス接着白血球総頸動脈カニューレ挿入気管カニューレ挿入