이 프로토콜은 생체 내에서 대퇴골수에서 세포의 움직임을 추적하는 데 사용할 수 있는 새로운 쥐 대퇴골 창 챔버 모델을 설명합니다. 생체 내 다광자 형광 현미경은 시간이 지남에 따라 대퇴골수의 세 가지 구성 요소(혈관 구조, 콜라겐 매트릭스 및 호중구)를 이미지화하는 데 사용됩니다.
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이 프로토콜은 생체 내에서 대퇴골수에서 세포의 움직임을 추적하는 데 사용할 수 있는 새로운 쥐 대퇴골 창 챔버 모델을 설명합니다. 생체 내 다광자 형광 현미경은 시간이 지남에 따라 대퇴골수의 세 가지 구성 요소(혈관 구조, 콜라겐 매트릭스 및 호중구)를 이미지화하는 데 사용됩니다.
골수는 다양한 조혈 및 비조혈 세포를 포함하는 복잡한 기관입니다. 이 세포는 조혈, 면역 조절 및 종양 조절을 포함한 많은 생물학적 과정에 관여합니다. 조직학 및 혈구 수와 같이 골수 내 세포 활동을 이해하기 위해 일반적으로 사용되는 방법은 생체 내에서 여러 세포 구성 요소의 동적 작용을 포착하기보다는 정적 정보를 제공합니다. 표준 방법을 보완하기 위해 쥐 골수에 있는 세포와 구조의 연속 생체 내 이미징을 가능하게 하는 창 챔버(WC) 기반 모델이 개발되었습니다. 이 프로토콜은 대퇴골수에 대한 장기적인 광학적 접근을 용이하게 하기 위해 대퇴골에 WC를 설치하는 수술 절차를 설명합니다. 특히, 실험적 유용성을 입증하기 위해 이 WC 접근법을 사용하여 대퇴골의 혈관 네트워크 내에서 호중구를 이미지화하고 추적하여 골수에서 면역 세포 이동 및 조절을 시각화하고 정량화하는 새로운 방법을 제공했습니다. 이 방법은 조혈, 줄기세포 이식, 암을 포함한 병리학적 상태에서의 면역 반응과 같은 쥐 골수에서 다양한 생물학적 과정을 연구하는 데 적용할 수 있습니다.
골수는 조혈 및 면역 조절에 관여하는 중요한 기관이다. 이는 조혈 줄기 및 전구 세포 (HSPCs)를 함유하는 성분으로 구성 조혈 및 중간 엽 세포 하나를 야기 비 조혈 전구 세포를 포함하는 기질 성분. 조혈 활동 3 분의 2는 골수 세포 2의 생성에 전념하고 있습니다. 1-2 × 10 11 세포는 정상적인 인간 성인이 하루 당 생성에 특히 호중구의 다수는 골수에서 생성된다. 호중구는 미생물 감염에 대한 방어의 첫 번째 줄에있는 스트레스가 주변 호중구 1,3-을 보완하기 위해 자신의 동원을 트리거 할 때까지 주로 골수에서 예약되어 있습니다. 그 항균 효과에 더하여, 최근의 연구에 따라 바뀌는 성장 프로 및 항 종양 표현형 모두 갖는 암 생물학에서 호중구의 주요 역할을 시사종양 미세 환경의 4,5에 신호 인자 베타 (TGF-β). 또한, 연구는 순환 호중구 세포 독성, 항 전이 효과를 발휘하면서 8 차 종양에 축적 호중구, T 세포의 세포 독성 -6,7- 기능을 억제함으로써 프로 종양 및 전이성 영향을 미치는 것을 설명했다. 이와 같이, 골수의 조혈 세포, 특히 호중구의 조사가 종양 면역 조절의 역할을 밝히기에 중요하다.
조직 병리학 및 전체 말초 혈액 카운트는 정기적으로 골수 구 셀룰러 및 구조적 변화를 평가하기 위해 사용된다. 그러나, 이들 방법은 단지 다른 세포 집단 또는 조직의 미세 구조의 정적 인 정보를 제공한다. 생체 내 이미징 종 세포에서 C뿐만 아니라 여러 세포, 혈관 및 간질 성분의 동역학을 평가하기 위해 표준 방법을 병용 할 수있다길이 방식으로 엘 상호 작용. 미세한 분해능 10 살아있는 동물의 생체 내에 촬상 정의 현미경 (IVM)는, 동일한 샘플 시간에 걸쳐 동적 세포 과정을 평가할 필요 실험 동물의 수를 감소하는데 특히 유용하다. IVM은 종종 주 개월의 기간에 걸쳐 이미징 관심의 기관에 액세스 할 수있는 만성적 이식 윈도우 실 (WC)와 결합된다. 두개골과 지느러미 - 피부 집계 WC 모델은 다시 1990 년대 중반까지 거슬러 올라가는 사용의 긴 역사를 가지고 있습니다. 최근 이러한 유방 지방 패드 및 다양한 복부 장기의 것과 다른 기관 특이 WC 모델 (11)이 개발되었다.
생체 내에서 골수 이미징의 일반적인 접근 방식은 얇은 뼈가 최소한의 수술 적 치료 12-14 단일 세포의 직접 시각화를 가능하게 마우스의 덮개 뼈, 주로 참여 노출을 보유하고 있습니다. 그러나, 두개골 골수 ㄱ 수도E HSPCs (15)의 유지 보수 및 개발 감소 나타낸다의 두개골에 HSPCs 저산소 세포의 낮은 숫자에 의해 입증 된 바와 같이, 이러한 긴 뼈 다른 뼈의 구별. 따라서, 긴 뼈의 세포 구성 요소를 평가하기위한 다른 방법을 조사하고 있습니다. 다음은 대퇴 골수 (16)의 직접적인 노출과 등쪽 피부 집계 WC (17)의 분할 대퇴골의 이소성 이식을 포함한다. 그러나, 전자는 더 긴 기간에 걸쳐, 셀룰러 구조적 및 기능적 변화를 추적하는 것을 허용하지 않는 터미널 절차이고, 후자의 가능성 때문에 등쪽 피하 지방 WC 내부 자궁외 사이트 대퇴골 이식 정상적인 골수 기능을 방해한다. 시간이 지남에 따라 대퇴골 골의 소성을 연속 촬영을 가능하게하는 또 다른 방법은 대퇴골의 WC의 사용이다. 하나의 이전 보고서는를 사용하여 대퇴 골수 미세 장기 영상을 보여쥐 18 WC를 대퇴골. 또한 저자는 모니터링 골수 전이에서의 유틸리티를 나타내는 대퇴골에서 종양 세포의 가시화를 보여 주었다. 그러나,이 WC 설계가 큰 마우스 (26-34g 나이 3-6 개월)에만 적합했다 대형 사이즈 (1.2 cm 직경)과 상대적으로 작은 이미징 영역 (4mm 직경)에 의해 제한되었다함으로써 제조 일상적인 사용을위한 실용적 접근.
따라서, 작은 전체 크기 새로운 WC 큰 내부 이미징 영역이 연구의 목적으로 설계되었다. 본 연구의 목표는 대퇴골 골 다양한 세포 유형을 묘화 방법을 제공하는 것이다. 대퇴골의 WC 모델은 자체 개발하고, 3D 혈관 네트워크 내에서 호중구를 시각화하고 추적하는 데 사용되었다. 이 모델을 이용하여, 골수 IVM 40 일간 연속적으로 수행 할 수있다. 이 방법은 면역 조절 A를 조혈 과정의 해명을위한 다양한 분야에 적용될 수있다차 종양 개발.
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참고 : 모든 동물의 작업은 대학 건강 네트워크 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인 된 프로토콜 # 2615에 따라 실시 하였다.
마우스 1. 수술 준비
복합 다중 광자 및 공 초점 현미경을 사용하여 2. 이미지 획득
3. 이미지 분석 및 정량화
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쥐 대퇴골 골 성공적 개별 호중구 및 혈관 네트워크의 시각화를 활성화 WC를 사용하여 액세스된다. 하나의 WC 구를 도시하고 내부 광 액세스하는 대퇴골과 피질골의 박형화의 노광을 수반 수술을 설명 도표 뼈. 수술은 생쥐에서 잘 허용된다 그들은 고통없이 보고서와 같은 오일 수술 후의 화장실에 뒷다리의 부종, 비 체중이 다리에 베어링, 자기 절단, 봉와직염 및 피부염뿐만 아니라, 손상 등의 부작용 물리적 반응에 대해 평가 하였다. 특히, 윈도우는 다음의 개입 셀룰러 및 구조 변경의 장기 평가를 가능하게 할 수있는 40 일 대한 IVM을위한 광학적으로 투명한 남아있다.
골수 내 혈관이 같은 FITC-덱스 트란과 같은 혈관 염료, 시각화 할 수 있습니다(그림 2). 콘트라스트 ...
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실시간 골수에서 동적 세포 과정의 일련 촬상 그렇지 같은 조직학 총 혈구와 같은 종래 기술을 이용하여 수득 도전 정보를 제공한다. 여기에 설명 된 대퇴골 WC 모델은 시간에 따른 골수 세포 및 구조적 변화를 조사하는 독특한 기회를 제공한다. 대퇴골의 WC 모델은 이전에보고되었지만, 우리의 새로운 디자인 성인 마우스에 사용하기위한 더 호환도 작아 WC 전체 크기의 큰 이미지 필드를 제공한다. 대퇴골 WC 모델은 면역 및 / 또는 트랜스 제닉 리포터 생쥐 포함 마우스 균주의 다양한 이용 될 수있다.
전체 기간과 영상의 품질을 결정하는 수술 중 중요한 단계가 있습니다. 대퇴골을 노출 할 때, 굴근과 신근 사이의 근육의 무딘 절개가 수행된다; 이러한 근육의 제거는 마우스와 뮤스의 감소 이동성 될 수 있습니다t는 회피 될 수있다. 또한, 피질골의 분쇄하는 것은 신중하게 수행해야합니다. 대퇴부 혈관 네트워크의 구조적 무결성을 유지하면서, 약 50 ㎛의 연삭 결상 적합하다. 뼈 시멘트 주...
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저자는 더 경쟁 재정적 이해 관계가 없습니다.
저자는 현미경과 지원을 대학 건강 네트워크의 고급 광학 현미경 시설 (www.aomf.ca)를 감사하고, 화장실, 이미징 단계의 제조 프린세스 마가렛 암 센터의 기계 공장에서 씨 제이슨 엘리스 것이다. 우리는 또한 원고 편집 박사 아이리스 Kulbatski에게 감사의 말씀을 전합니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| NRCNU-F 흉선 누드 마우스 | Taconic | Ncr 누드 | 8-10주령, 암컷 |
| 식염수 | Baxter | JB1302P | |
| 케타민 염산염 | Bioniche Animal Health Canada, Inc. | DIN 01989529 | |
| Xylazine | 바이엘 헬스케어, 바이엘 Inc. | DIN 02169592 | |
| 수술용 드레이프 | 프록시마 | DYNJP2405 | |
| 전기 가열 패드 | 라이프 브랜드 | 57800827375 | |
| 스테레오현미경 | 라이카 | 라이카 M60 | |
| 눈 연고 (눈물 젤) | Novartis | T296/2 | |
| 7.5% 베타딘 | Purdue Frederick Co | 67618-151-16 | |
| 70% 이소프로필 알코올 | GreenField | P010IP7P | |
| 10% 베타딘 | Purdue Frederick Co | 67618-150-05 | |
| 메스 핸들 | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| 메스 블레이드 (#15) | VWR | 89176-368 | |
| 봄 가위 곡선 | 정밀 과학 도구 | 15023-10 | |
| Baby-Mixter Hemostat | Fine science Tools | 13013-14 | |
| Fine Scissors | Fine science Tools | 14094-11 | |
| Extra Fine Graefe Forceps | Fine science Tools | 11151-10 | |
| Halsted-Mosquito Hemostats | Fine science Tools | 13008-12 | |
| 마이크로 드릴 | Harvard Apparaus | 72-6065 | |
| 마이크로 드릴 버 | Fine Science Tools | 19007-14 | |
| 대퇴골 창 챔버 | PMCC 기계 공장 | 맞춤형 설계 | 9.1 mm- 8.5 mm- 7.5 mm (외경에서 내경), 2.16 mm (두 구멍의 반경), 13.9 mm (두 구멍 사이의 거리), 0.7 mm (두께) |
| U 자형 막대 | PMCC 기계 공장 | 맞춤 설계 | 13.8 mm (길이), 1.6 mm (너비), 3.7 mm (높이) |
| 커버글라스 (8 mm) | 워너 인스트루먼트 | HBIO 64-0701 CS-8R | |
| 고정 링(8mm) | ACKLANDS GRAINGER | UNSPSC # | |
| 너트(육각 스테인리스 스틸) | Fastenal | 70701 | |
| 치과 시멘트 | 3M | RelyX U200 | |
| 봉합사(5-0 Monosof black) | Covioien | SN-5698 | |
| Halsey 바늘 홀더 | Fine Science Tools | 12501-13 | |
| 부프레노르핀 (Temgesic) | 레킷 벤키저 | DIN 0281251 | |
| 멜록시캠 (메타캠) | 베링거인겔하임 | DIN 02240463 | |
| 아목시실린 (클라마복스) | 화이자 | DIN 02027879 | |
| FITC-덱스트란 | 시그마-알드리치 | FD2000S | |
| APC- 안티-마우스 Ly-6G (Gr-1) | eBioscience | 17-9668 | |
| 이광자 현미경 LSM 710 | Carl Zeiss | Zeiss LSM 710 NLO | |
| 이미징 스테이지 | PMCC 기계 공장 | 맞춤 설계 | 15.9cm(길이), 11cm(너비), 0.9cm(높이) |
| Imaris 소프트웨어 | Bitplane | Imaris 8.0 | 프로토콜의 섹션 3에 설명된 이미지 분석 소프트웨어 |
| Zen 2012 | Zeiss | Zen 2012 | 프로토콜 섹션 2에 설명된 이미지 수집 소프트웨어 |
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