2012년 8월 4일
광학 시스템은 FITC-라벨이 적혈구와 간장 microcirculation을 시각화하고 레이저를 이용한 phosphorimetry으로 microvessels에서 산소의 부분 압력을 측정하기 위하여 개발되었습니다. 이 방법은 microvascular 구조, 직경, 혈류 속도 및 산소 장력을 분석하여 생리 및 병리 학적 메커니즘을 조사하는 데 사용할 수 있습니다.
형광 표지된 적혈구로 간 미세순환을 시각화하고 레이저 보조 인산 영상으로 미세혈관 내 산소의 분압을 측정하기 위해 광학 시스템이 개발되었습니다. 이 방법은 미세혈관 구조, 직경 혈류 속도 및 산소 장력을 분석하여 생리학적 및 병리학적 메커니즘을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 간 미세순환에서는 혈액이 문맥 ES에서 중앙 Es로 흐르면서 둘 사이에 산소 구배를 생성합니다.
간의 산소 농도는 효소 발현과 병리학 모두에 영향을 미치므로 혈류 분석 및 산소 측정이 이루어집니다. 중요한 연구 주제. 우리의 실험 방법은 형광으로 표지된 적혈구를 정맥 투여하는 것입니다.
산소 분압 측정을 위한 형광을 사용하여 미세순환을 시각화하기 위해 주변 산소의 농도에 따라 어느 정도 레이저로 여기할 때 혈류에서 인광을 방출하는 팔라듐 포르피린을 정맥 주사합니다. 이 과정을 통해 산소의 정량적 분석을 할 수 있으며, 부분 압력 측정, 간 미세 순환 측정, 포털 및 중심 정맥 산소 분압이 각각 59.8 및 38.9 mm의 수은을 보여 산소 농도의 효과적인 측정을 보여줍니다. 다음으로, 우리는 이 방법론을 간염 모델에 적용했습니다.
우리는 문맥 ES 정현파 및 중앙 es에서 산소 분압이 상승한 것을 발견했지만 문맥과 중앙 es 사이의 압력 차이는 감소했습니다. 이는 간세포 괴사로 인해 중앙 Ven 영역의 산소 소비량이 감소했기 때문일 수 있습니다. 이러한 결과는 광학 시스템을 사용하여 간 혈역학 및 산소 소비량을 측정하는 우리의 방법론이 간 미세 순환에서 다양한 간 질환의 메커니즘을 설명할 수 있음을 보여줍니다.
산소 구배는 미시 분포와 관련된 간 질환의 일종인 periportal 및 paracentral 영역에서 효소의 발현을 포함하는 필수 매개변수이므로 혈류와 산소 소비량을 정량화하는 것이 중요합니다. 메커니즘을 명확히하기 위해, 우리 방법의 장점은 비접촉식이며 지속적인 광학 측정은 간 미세 순환에서 혈류, 폭발 용기 직경 및 산소 구배를 정량화 할 수 있습니다. 기증자 마우스에서 전혈을 적출하고 적혈구를 PBS로 400G에서 5분 동안 원심분리하여 2회 세척했습니다.
다음으로, 0.2 미크론 공극 멤브레인을 통해 여과하기 전에 1 밀리리터, 100 밀리몰의 DI 수소 수소 인산염에 2 밀리그램의 FITC를 용해시킵니다. 다음으로 1mL FITC 용액을 0.15ml 3밀리몰 덱스터 용액, 0.25mL 180밀리몰 DI 인산수소나트륨 용액, 1.5mL 100밀리몰 DI 인산수소나트륨과 함께 시험관에 넣고 탭하여 혼합합니다. PBS로 얼룩진 적혈구를 두 번 세척하기 전에 2시간 동안 실온으로 유지하십시오.
다음으로, 유리 슬라이드에 소량의 RBC 현탁액을 놓고 정상적인 적혈구 모양과 충분한 형광을 모두 확인하고 0.9 밀리리터의 PBS에 0.1 밀리리터의 적혈구를 현탁시키고 사용할 때까지 섭씨 4도를 유지하고 다음에 10 밀리리터의 PBS에 500 밀리그램의 BSA를 용해시킵니다. 그런 다음 팔라듐 포르피린 30mg을 넣고 하룻밤 동안 원심분리기를 교반하여 해결되지 않은 팔라듐 포르피린을 제거하고 0.2미크론 포 멤브레인을 통해 SUP 나틴을 여과하고 여과액 1밀리리터를 시험관에 넣고 섭씨 영하 20도에서 보관합니다. 얼고 녹는 것을 반복하지 않도록 주의하십시오.
미세순환을 미시적으로 시각화하려면 플라스틱 판에 직경 20mm의 구멍을 뚫고 옆으로 30mm 크기의 정사각형 커버 유리로 구멍을 덮습니다. 꼬리 정맥을 캐뉼러한 후 엎드린 자세로 플라스틱 플레이트에 주요 간엽을 펼칩니다. 다음으로, 3mm x 8mm 크기의 플라스틱 식품 랩을 여러 개 사용하여 엽 주변 영역을 덮어 호흡 및 건조로 인한 움직임을 방지합니다.
투과 현미경으로 간 순환을 시각화하고 최소 15분 동안 시야에 혈류가 정체되지 않았는지 확인합니다. 혈류를 관찰하기 위해 점차적으로 주입하십시오. 2밀리리터의 형광 표지된 적혈구를 가리킵니다.
산소 분압을 측정하려면 0.2ml의 팔라듐 포르피린 용액을 주입합니다. FITC로 표지된 적혈구는 시각화된 영역에서 순환하는 모든 적혈구의 50분의 1을 차지하고, 450-490나노미터 대역 통과 필터를 통과한 수은 램프를 조사하여 FITC를 여기시키고, CCD 카메라로 형광을 기록합니다. 팔라듐 포르피린 인광은 상대적으로 약하며 고감도 검출기와 어두운 방이 필요합니다.
팔라듐 포르피린 흡수 피크는 약 410 및 532 나노 미터이며 532 나노 미터의 두 번째 고조파 파장이 권장됩니다. 이 파장은 네오디뮴 YAG 펄스 레이저에 의해 생성되며, 레이저 빔을 도립 현미경에 연결하고 빔이 초점면의 중심을 비추도록 조정됩니다. 레이저의 공간 해상도는 스폿 크기에 따라 달라지며, 이는 빔을 핀홀을 통과시켜 조정할 수 있습니다.
장역 통과 필터와 광전자 증배관을 현미경에 부착하여 인광을 검출합니다. PMT는 적색 파장, 특히 약 700나노미터에 민감해야 합니다. 인광 신호를 샘플링하고 지수 함수를 적용하여 감쇠 시간 상수를 계산합니다.
이 실험에서는 200킬로헤르츠에서 500개의 포인트를 샘플링했습니다. 보정하려면 산소 분압이 각각 150이고 수은이 0밀리미터인 두 개의 팔라듐 포르피린 용액을 준비합니다. 0밀리미터의 수은 용액의 경우 샘플에 1%dihi 나트륨을 추가하여 보정 중에 산소가 없는 상태를 만듭니다.
샘플 pH를 7.4로, 온도를 섭씨 37도로 유지하십시오. 현미경 스테이지에 마우스를 놓고 간 미세순환을 시각화하려는 미세혈관을 하룻밤 동안 물을 자유롭게 이용할 수 있는 레이저 스폿 패스트 마우스의 지점까지 조정하고, 주사 후 24시간 후에 복강내 킬로그램당 200밀리그램으로 아세트아미노펜을 주입하고, 마우스를 마취하고 중앙절개로 간을 노출시킵니다. 간염이 있는 경우 부중심 영역의 괴사를 통해 육안으로 쉽게 볼 수 있습니다.
생쥐의 부분 산소 압력과 간 미세 혈관을 측정한 결과, 문맥 es, 부비동 토양 및 중앙 정맥에 대한 평균 산소 압력이 각각 59.8, 48.2 및 38.9mm인 수은을 보였습니다. 즉, 문맥에서 중앙 ES까지의 산소 구배는 적혈구가 정현파를 통과할 때 적혈구에서 산소가 충분히 방출됨을 나타냅니다. 우리는 간 미세혈관을 측정하기 위해 아세트아미노펜 유발 간염 마우스를 준비했습니다.
병리학 모델의 예로, 우리는 문맥, 정현파 및 중앙 E의 산소 분압이 정상 마우스에 비해 아세트아미노펜 그룹에서 더 높다는 것을 발견했습니다. 문맥과 중심 정맥 사이의 산소 분압 차이는 정상 마우스의 경우 20.9mm, 간염 모델 마우스의 경우 16.9mm의 수은이었습니다. 문맥과 중심 정맥 사이의 산소 분압 차이는 정상 마우스의 경우 20.9mm, 간염 모델 마우스의 경우 16.9mm의 수은이었습니다.
간 미세순환에서 산소 구배는 주로 간세포가 소비하는 문맥의 산소 공급으로 인해 발생하며, 아세트아미노펜으로 인한 중앙 정맥 부위의 간세포 괴사는 산소 소비량 감소, 다운스트림 미세순환 및 따라서 혈류역학과 관련된 문제를 초래합니다. 산소 공급 및 산소 소비는 다양한 형태의 간 질환에 관여합니다. 급성 간염 모델을 작성해, 마이크로 혈관에서 산소장력의 증가를 찾아냈습니다.
당사의 광학 시스템은 미세혈관 구조, 오히려 흐름 분포 및 산소 소비량을 분석하여 생리학적 및 병리학적 메커니즘을 조사하는 데 사용할 수 있습니다.
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형광 표지된 적혈구를 사용하여 간 미세 순환을 시각화하고 레이저 보조 인광 분석을 통해 미세혈관의 산소 분압을 측정하는 광학 시스템이 개발되었습니다. 이 혁신적인 방법은 미세혈관의 구조, 직경, 혈류 속도 및 산소 텐션을 분석하여 생리학적 및 병리학적 메커니즘을 조사할 수 있습니다.
This optical method enables direct visualization and quantification of hepatic microcirculation and oxygen gradients, providing mechanistic insights into liver disease pathophysiology. By linking hemodynamic changes to enzyme expression patterns and zonation-specific injury, it supports target validation in hepatotoxicity and metabolic disease models. The approach offers a translational bridge from discovery to preclinical evaluation by revealing early functional alterations in liver microcirculation.
The method integrates into discovery workflows by providing functional hemodynamic data that informs target engagement and pathway modulation studies prior to lead optimization.