April 17th, 2013
2 광자 현미경 높은 해상도 intavital을 활용하는 기술을 직접 시각화 및 표면 사구체에서 gloemrular 여과를 정량화한다. 이 방법은 정상과 질병 상태 모두에서 거대 분자의 투과 특성을 직접 측정 할 수 있습니다.
이 절차의 전반적인 목표는 네프론의 여과 단위를 성공적으로 시각화하고 생체 내 여과 장벽을 통해 비뇨기 공간으로의 형광 거대분자의 여과를 정량화하는 것입니다. 이것은 먼저 살아있는 동물을 위한 현미경 스테이지를 준비함으로써 달성됩니다. 다음으로 신장을 노출시키고 쥐를 무대에 놓습니다.
그런 다음 개별 사구체를 식별하고 매핑하고 배경 3D 이미지를 획득합니다. 마지막으로 형광 알부민이 주입됩니다. 개별 사구체의 3D 부피를 획득하고 투과성을 정량화합니다.
궁극적으로, 바이알 내 2광자 현미경을 사용하여 신장의 사구체를 가로지르는 거대분자의 여과 계수를 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다. Two Photon Microscopy의 주요 장점은 동물에서 사구체 여과와 근위 세뇨관 재흡수 및 transcytosis를 동시에 정량화할 수 있다는 것입니다. 동시에, 이 기술의 함의는 기계론적인 것을 넘어 진단 및 치료로 확장되며, 사구체 여과와 근위 세뇨관의 역할을 모두 이해하는 것의 중요성이 있습니다.
알부민의 재흡수는 치료의 표적을 결정하는 데 중요합니다. 쥐를 마취한 후 경정맥 또는 대퇴 정맥을 통해 내주 정맥 접근선을 삽입하고 흉곽 바로 아래에서 왼쪽 허벅지 바로 위까지 왼쪽 옆구리를 면도합니다. 이것은 생존이 불가능한 수술입니다.
면도한 왼쪽이 위를 향하도록 쥐를 오른쪽에 평평하게 놓습니다. 앞발이 서로 닿고 뒷발이 서로 매우 부드럽게 닿도록 자세가 길쭉하고 웅크리지 않고 벤치에 평평하게 놓여 있는지 확인하십시오. 신장을 만져 보면서 신장이 후복막 내에서 자연적으로 어디에 놓여 있는지 확인하고 샤피를 사용하여 한 쌍의 치아 집게로 몸과 평행한 직선을 그립니다.
피부를 집어 올리고 한 쌍의 지혈기를 사용하여 그려진 선을 따라 피부를 꼬집어 조직을 부수고 수술 용 가위를 사용하여 출혈을 방지합니다. 절개 부위를 따라 자릅니다. 필요에 따라 얇은 바깥쪽 근육층을 절단하는 것과 동일한 절차를 사용하십시오.
복막을 노출시키는 내부 근육층을 절개하기 위해 출혈을 방지하기 위해 지혈제를 사용합니다. 크기를 추정하기 위해 신장을 다시 촉진합니다. 신장보다 작은 절개 라인을 꼬집어 절개가 신장 바로 위에 있는지 확인합니다.
이 절개 부위는 너무 작게 만들고 필요한 경우 크게 만드는 것이 가장 좋습니다. 신장을 찾아 집게를 사용하여 손과 손을 맞대고 신장의 아래쪽 극을 향해 움직이는 주변 지방을 잡습니다. 신장의 아래쪽 극에 도달하면 절개 부위를 통해 신장을 부드럽게 당기면서 신장 아래를 아주 부드럽게 눌러 외부로 배출합니다.
절개 부위가 너무 작으면 근육층을 부수고 절개하여 넓힙니다. 쥐의 신장을 외부화하고 이미징을 위해 쥐를 현미경 스테이지에 올려 놓은 후 신장을 외부화하는 절차를 반복합니다. 현미경에 이중 통과 플루오레세인 로드, 도민 필터 및 저전력 대물렌즈를 사용하여 위치를 표시할 수 있는 전동 스테이지가 장착되어 있는 경우 근위세뇨관으로 둘러싸인 빈 원형 구조로 나타나는 개별 사구체를 찾아 중앙에 배치합니다.
고유한 노란색 주황색 자가형광으로 각 위치를 표시하고, 포탑을 더 높은 출력의 침수 대물렌즈로 전환하고, 각 사구체의 3D 데이터 세트를 가져옵니다. 모세관 루프와 Bowman 공간이 명확하게 보이는지 확인합니다. 의사 색상 팔레트를 사용하면 이러한 구조를 시각화하는 데 도움이 됩니다.
다음으로, 표재성 혈관에 초점을 맞추고 형광 알부민을 천천히 주입하고, 사구체 cing 계수 또는 GSC가 낮은 분자에 대한 전신 분포를 허용하는 시간이 주어지도록 하고, 플라즈마의 강도 값을 최대화하는 것이 필수적이지만 현미경의 광 검출기를 포화시키는 수준에 도달하지 않아야 합니다. 이것은 걸러진 분자의 검출 가능성을 증가합니다.잠재적인 작은 분자량 파편이 제거될 때까지 약 10분을 기다린 후 변형 이미지 처리 소프트웨어를 사용하여 알부민을 계산하는 데 사용할 1미크론 간격으로 3D 부피를 획득합니다. 형광 알부민이 포함된 볼륨의 각 사구체에 대한 배경 이미지와 함께 3D 데이터 세트를 불러옵니다.
정의된 여백과 Bowman의 캡슐 가장자리 사이에 충분한 빈 공간이 있는 표면 모세관 루프를 찾습니다. 배경 볼륨에서. 이미지를 포함하는 알부민의 모든 시각적 신호를 포함해야 하는 동일한 초점면을 찾습니다.
관심 있는 모세관 루프 내의 영역을 선택하고 평균 intensity 판독값을 기록하십시오. 다음으로, Bowman 공간 내의 영역을 선택하고 평균 강도 판독값을 기록합니다. 이는 정량화를 위한 배경 값으로 사용됩니다.
이미지가 포함된 알부민의 Bowman 공간 내에서 유사한 영역을 선택합니다. Bowman의 공간 내에서 평균 강도에 대한 값을 얻기 위해 적어도 두 개의 다른 영역에 대해 이 작업을 수행합니다. 플라즈마 강도가 가장 밝은 모세관 루프를 선택하고 그 주위에 영역을 그립니다.
다음으로, threshold 기능을 사용하여 순환 혈장 내의 밝은 값을 강조 표시하여 순환하는 적혈구를 나타내는 어두운 줄무늬를 피합니다. 선택한 플라즈마 공간의 평균 intensity 값을 확인합니다. 혈장의 밝은 영역을 우선적으로 선택하는 것이 중요한데, 혈액 내 요인은 혈장 형광 수치를 과소평가하는 역할만 하기 때문입니다.
Excel 스프레드시트에 값을 입력하여 GSC를 계산하며, 여기서 GSC는 원시 활자 공간의 차이와 같습니다. 강도에서 배경 Bowman 공간 강도를 뺀 값을 원시 모세관 루프 강도에서 배경 모세관 루프 강도를 뺀 값으로 나눈 값입니다. 여과된 형광 알부민의 흡수는 주로 근위세뇨관의 초기 분절에서 발생합니다.
S one, 이 패널은 사구체의 단면과 뮌헨 Wistar 프롬프터 쥐에서 가져온 S one 세그먼트를 보여주며, 초기 텍사스 레드 RSA 볼루스 주입 후 약 20분 후에 나타납니다. Bowman 공간의 개방과 빨간색의 알부민의 열렬한 흡수는 S 한 세그먼트에서 볼 수 있습니다. 이 패널은 동일한 데이터 세트의 얕은 20미크론 3D 프로젝션을 보여주며, 여기에 표시된 것은 주입 후 약 60분 후에 수행된 저출력 프로젝션입니다.
이러한 이미지는 인트라바이탈 현미경 검사법을 통해 여과 후 주입된 물질의 운명을 시각화할 수 있음을 보여주며, 여기에 표시된 여과 계수는 표면 사구체에서 가져온 이미지입니다. 이 패널은 배경 이미지이며 이 이미지는 텍사스 레드 랫트 세럼 알부민 주입 후 약 12분 후에 촬영되었습니다. 이 두 패널은 의사 색상으로 그려집니다.
Bowman의 공간에 그려진 세 개의 작은 관심 영역은 여과 장벽을 가로질러 이동한 형광 알부민의 평균 강도를 계산하는 데 사용됩니다. 개별 지역에 대한 평균 강도 값은 show region Statistics(지역 통계 표시) 대화 상자 내에서 강조 표시된 영역에 보고되었습니다. 이 개별 사구체에 대해 파생된 0.0111의 알부민에 대한 GSC 값은 먹이를 먹인 상태일 때 뮌헨 별쥐의 이 균주에서 범위 장면 내에 속합니다.
이 절차에 따라, 다른 신장 구조에 대해 정량적 및 정성적 분석과 같은 다른 방법을 수행하여 거대분자가 발달 후 요로 공간으로 여과된 후 거대분자의 최종 이동과 같은 추가 질문에 답할 수 있습니다. 이 기술을 통해 신장 생리학 연구자들은 역동적인 생리학적 및 병태생리학적 과정을 한 번이 아니라 종단적으로 탐구할 수 있었습니다. 시간이 지나면서 그랬습니다.
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이 기사는 고해상도의 생체 내 2-광자 현미경을 이용하여 표면 콩팥난소의 글로불러 여과를 시각화하고 정량화하는 기술을 제시합니다. 이 방법은 정상 및 질병 상태에서 대분자의 투과성 특성을 직접 결정할 수 있게 합니다.
This technique enables direct visualization and quantification of glomerular filtration and proximal tubular reabsorption in vivo, providing mechanistic insights into macromolecular handling relevant to proteinuric kidney diseases. By quantifying filtration coefficients and reabsorption dynamics, it supports target validation and de-risking in renal therapeutic development. The method offers a translational bridge from discovery to preclinical evaluation by linking barrier function to cellular retrieval pathways.
The method integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical studies by providing dynamic, longitudinal permeability data in intact nephrons.