클리어 심장 3 차원 이미징을 통해 표적 세포 집단의 심장 손상 반응을 캡처

Rebecca  J. Salamon; Ziheng Zhang; Ahmed I. Mahmoud

doi:10.3791/60482

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방법 논문

클리어 심장 3 차원 이미징을 통해 표적 세포 집단의 심장 손상 반응을 캡처

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DOI:

10.3791/60482

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2020년 3월 17일

Rebecca J. Salamon¹ , Ziheng Zhang¹ , Ahmed I. Mahmoud¹

¹Department of Cell and Regenerative Biology, University of Wisconsin-Madison School of Medicine and Public Health

이 논문에서

요약

상해 다음 심근 세포 증식은 비 근세포 세포 집단에서 세포 외 단서의 교향곡을 요구하는 동적 프로세스입니다. 계보 추적, 수동 선명도 및 3차원 전체 마운트 공초점 현미경 기술을 활용하여 다양한 세포 유형이 심장 수리 및 재생에 미치는 영향을 분석할 수 있습니다.

초록

심혈관 질환은 다른 모든 사망 원인을 능가하며 전 세계적으로 사망률의 31%를 차지합니다. 이 질병은 주로 급성 심근 경색의 형태로 심장 손상으로 나타납니다. 부상 다음 약간의 탄력성으로, 한 번 건강한 심장 조직은 섬유질로 대체됩니다, 비 수축 흉터 조직종종 심장 마비의 전주곡이 될. 재생 의학에서 새로운 치료 옵션을 식별 하기 위해, 연구는 타고난 재생 기능을 가진 척추 동물에 초점을 맞추고 있다. 그러한 모델 유기체 중 하나는 강력한 심근 재생으로 심장 손상에 반응하는 신생아 마우스입니다. 임상적으로 관련이 있는 신생아 마우스의 부상을 유도하기 위해, 우리는 인간의 심장에 있는 동맥 경화증에 의해 유발된 심근 경색을 미러링하는 왼쪽 전방 내림차순 동맥 (LAD)을 폐색하는 수술을 개발했습니다. 심근세포 와 비 근세포 집단 내의 변화를 추적하는 기술과 일치할 때, 이 모형은 심혼 재생을 인도하는 기계장치를 확인하는 플랫폼을 저희에게 제공합니다. 상해 다음 심장 세포 인구에 있는 변경에 통찰력을 얻는 것은 한 번 2 차원 분석으로 제한되고 수시로 프로세스에 있는 조직을 손상하는 조직 단면도 와 조직학 검사와 같은 방법에 크게 의존했습니다. 더욱이, 이 방법은 세포 계의 변경을 추적하는 기능이 부족합니다, 대신 상해 반응의 단지 스냅샷을 제공하. 여기에서는 계보 추적 모델, 전체 장기 클리어링 및 3차원(3D) 전체 마운트 현미경 검사법에서 기술적으로 진보된 방법을 사용하여 심장 수리 메커니즘을 설명하는 방법을 설명합니다. 신생아 마우스 심근 경색 수술, 조직 정리 및 3D 전체 장기 이미징을위한 프로토콜을 사용하면 심근 세포 증식을 유도하는 복잡한 경로를 풀어 심장 재생을위한 새로운 치료 목표를 드러냅니다.

서론

심혼은 오래 포스트 유사분열 기관으로 여겨지고 있습니다, 그러나 최근 기록은 심근 세포 갱신이 대략 1%에 성인 인간 심혼에서 일어납니다^1. 그러나, 심근 세포 회전율의 이 낮은 비율은 상해 다음 생기는 조직의 거대한 손실을 보충하기 위하여 불충분합니다. 심근 경색을 겪은 심장은 심근세포 약 10억 개를 잃게 되며, 종종 심부전과 갑작스런 심장 사망의 전주곡으로 쓰일 수 있습니다^2,^,^3. 전 세계적으로 2,600만 명 이 넘는 사람들이 심장 마비로 인해 심장 질환으로 인한 피해를 되돌릴 수있는 치료법에 대한 충족되지 않은^{필요성이 있습니다 4.}

치료에 있는 이 격차를 해소하기 위하여는, 과학자는 상해 다음 내인성 재생의 기초가 되는 진화적으로 보존한 기계장치를 조사하기 시작했습니다. 포유류 심장 재생을 연구하기위한 하나의 모델은 신생아 마우스입니다. 출생 다음 주 안에, 신생아 마우스는 심장 손상 다음 강력한 재생 반응이^5. 우리는 이전에 신생아 마우스가 정점 절제술⁵에 ....