Name: 도립 컨포칼 현미경에서 상피 조직 역학의 장기 모니터링을 위한 간소화된 생체 내 이미징 접근 방식 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-06-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 11 s
Description: 배우세요 생체 내 이미징 기술을 활용하여 생쥐의 피부 세포 역학을 장기간 추적하는 방법을 소개합니다. 이 기술은 역공초점 현미경을 사용하여 항상성 및 질병 진행 과정에서 세포 행동을 관찰할 수 있습니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

K14-mCherry-H2B 마우스에 대해 Valentina Greco에게 감사드립니다. 유리 커버슬립 디스크를 생성해 주신 Emory University Physics Department Machine Shop에 감사드립니다. 이 연구는 미국 재향군인회 BLRD Service의 경력 개발상 #IK2 BX005370 LS에, NIH Awards RF1-AG079269 및 R56-AG072473 MJMR에, I3 Emory SOM/GT Computational and Data Analysis Award에 MJMR의 지원을 받았습니다.

이 연구는 에모리 대학교와 애틀랜타 재향 군인 의료 센터의 동물 관리 및 사용 지침에 따라 수행되었으며 IACUC(Institutional Animal Care and Use Committee)의 승인을 받았습니다.
1. 도립 현미경 스테이지에 라이브 이미징 삽입물 설치
<ol><li>3D 치수 및 설계(그림 1 및 그림 2A 참조), 3D 프린터 및 폴리락트산(PLA)을 지정하는 .stl 파일(보충 파일 1, 보충 파일 2 및 보충 파일 3)을 사용하여 삽입물을 구성합니다.</li>
	<li>인서트(그림 2B,C)를 대형 현미경 스테이지 홈(그림 2C 및 그림 3A)에 조심스럽게 놓습니다. 나사를 사용하여 인서트의 각 모서리에 있는 4개의 나사 구멍을 통해 인서트를 고정합니다(그림 2B-C). 알림: 인서트는 양방향이며 현미경의 방향에 따라 180° 회전할 수 있습니다.tage 및 마취 장치.</li>
	<li>열판을 인서트 플러그 쪽에 밀어 넣고(그림 2D) 장치가 플러그 포트가 아래로 통과하는 하단 삽입 홈 위에 놓이도록 합니다.tage(그림 3B).</li>
	<li>인서트의 홈이 있는 원형 개구부를 40x 실리콘 오일 이멀젼 대물렌즈(그림 3C)에 맞추고 대물렌즈 중앙에 실리콘 오일을 바릅니다.<ol><li>장시간(>1시간)에 걸쳐 이미징하는 경우 이미징 내내 커버슬립/대물렌즈 인터페이스에 남아 있는 오일을 넉넉하게 바르십시오. 렌즈 가장자리에 기름이 쏟아지지 않도록 하십시오.</li>
	</ol></li>
	<li>주사기를 사용하여 홈이 있는 원형 개구부를 따라 소량의 진공 그리스를 바르고 커버슬립 디스크를 그 위에 놓아 인서트를 밀봉합니다(그림 3D). 알림: 커버슬립 디스크는 35mm x 10mm 유리 바닥 세포 배양 접시의 벽을 제거하여 생성됩니다(기계 공장에서 수행).</li>
	<li>오일이 유리 커버슬립의 바닥에 닿을 때까지 40x 대물렌즈를 올립니다.</li>
</ol>2. 이소플루란 구성 및 마우스 준비
<ol><li>저유량 전자 기화기 구성 요소(마취 챔버, 튜브, 기화기, 숯 캐니스터)를 배치하여 노즈 콘과 부착된 튜브가 인서트에 도달할 수 있도록 합니다(그림 3A). 주의 : 이소플루란은 흡입 마취제이며 유출을 방지하고 인체 노출을 최소화하기 위해 주의해서 다루어야 합니다.</li>
	<li>사용하기 전에 이소플루란 병의 무게를 측정하고 기록하십시오. 전자 기화기의 캡을 이소플루란 병에 부착합니다.</li>
	<li>전원 코드를 전자 기화기에 연결합니다. 파란색 노즈 콘 클립을 닫고 흰색 유도 챔버 클립을 열어 챔버를 통해 숯 용기로 공기가 흐르도록 합니다. 공기 흐름이 허용되도록 장비 왼쪽에서 빨간색 주변 공기 캡을 제거합니다.</li>
	<li>시스템을 200mL/분(저유량) 및 2% 이소플루란에서 5분 동안 예열합니다. 알림: 노즈콘 설정을 선택하더라도 파란색 노즈콘 라인은 닫힌 상태로 유지되어야 하고 흰색 유도 챔버 라인은 열린 상태로 유지되어야 합니다.</li>
	<li>시스템이 적절하게 평형을 이루면 라인을 퍼지하여 챔버에 남아 있는 이소플루란을 제거합니다.</li>
	<li>마우스를 유도 챔버에 놓고 High Flow를 선택합니다. 동물의 시체를 삽입물 위에 놓기 전에 모든 마우스 준비(예: 제모, 국소 약물 전달, 눈 연고 도포 등)를 완료하십시오. 발가락 꼬집기 반사 방법을 사용하여 마우스가 완전히 마취되었는지 확인합니다.<ol><li>다리를 쭉 뻗은 상태에서 손톱을 사용하여 물리적 손상 없이 발가락을 단단히 꼬집습니다. 마우스가 자극에 대해 양성 반응(즉, 다리 후퇴, 발 경련 등)을 보이면 반응이 관찰되지 않을 때까지 챔버 내에서 마취제를 계속 투여합니다. 적절하게 마취되면 마우스 호흡 속도는 분당 ~55~65회 호흡으로 느려져야 합니다18.</li>
	</ol></li>
	<li>마우스가 완전히 마취되면 High Flow를 다시 선택하여 isofluane 전달을 중지합니다. 열기 전에 챔버를 퍼지하고 클립(파란색: 열림, 흰색: 닫힘)을 조정하여 노즈 콘을 통해 이소플루란을 전달합니다. 노즈콘이 마우스에 부착된 상태에서 Low Flow를 선택하여 이소플루란 전달을 계속합니다.</li>
	<li>인서트의 코너 튜빙 브래킷을 통해 부착된 노즈 콘이 있는 이소플루란 튜빙을 끼웁니다(그림 3A 및 그림 5).</li>
</ol>3. 생체 내 이미징을 위한 인서트에 마우스 배치
<ol><li>열판을 컨트롤러(부착된 항문 프로브 포함)에 연결하고 전원을 켠 다음 플레이트가 36°C에 도달하도록 합니다(그림 4A).</li>
	<li>유도 챔버에서 마취된 마우스를 제거하고 열판을 가로질러 놓습니다(그림 4B 및 그림 5A). 흡입제 마취 없이 마우스가 활성화되는 시간을 최소화하기 위해 챔버에서 삽입으로 빠르게 이송합니다.</li>
	<li>노즈콘을 마우스에 고정합니다(그림 4B, C 및 그림 5). 필요한 경우 테이프를 사용하여 노즈콘의 각도와 위치를 더 고정합니다.</li>
	<li>항문 프로브를 삽입하고 마우스 체온이 ~36°C로 안정될 때까지 컨트롤러 온도를 조정합니다(그림 4A,B). 마우스를 올바르게 배치한 후 필요한 경우 플라스틱 랩을 사용하여 열을 가두어 적절한 체온을 추가로 유지합니다(그림 4C).</li>
	<li>헤드가 커버슬립 디스크와 정렬되도록 마우스를 배치하고 금속 이어 클립(그림 5A,B) 또는 테이프(그림 5C)를 사용하여 귀를 유리 커버슬립 중앙에 고정합니다. 알림: 귀에 가해지는 금속 이어 클립의 압력은 클립을 인서트에 고정하는 나사를 풀어 조정할 수 있습니다. 클립 조임 유연성을 높이기 위해 금속 스프링을 추가할 수 있습니다.<ol><li>이어 클립 위치를 변경하려면 2.5mm 육각 렌치로 볼트를 풀고 보조 사이트로 옮깁니다(그림 2B,C). 이어 클립을 재조립할 때 클립을 인서트에 대고 와셔를 위에 놓습니다. 볼트를 사용하여 약간의 힘으로 클립을 단단히 고정하여 클립을 회전시킵니다.</li>
	</ol></li>
	<li>셀이 초점 내에 올 때까지 대물렌즈 z 위치를 조정합니다(그림 6A,D). 실험 목표에 따라 z-stack 및 time-lapse 매개변수를 설정하고 이미지 획득을 시작합니다. 알림: 올바르게 설정하면 마우스 귀를 최소 3시간 연속 이미징할 수 있습니다(그림 6A',D').<ol><li>z-stack 경계가 설정되면 레이저 출력과 게인을 조정하여 광표백을 최소화하기 위해 z-평면이 과포화되지 않도록 합니다. z-스택의 전체 두께, 단계 수(나이퀴스트 샘플링 권장) 및 시간 간격을 사용하여 타임랩스 파라미터를 결정합니다.</li>
		<li>마취 상태에서 동물의 생존력, 레이저 유도 광표백/광독성 및 실시간 이미징의 목표(예: 세포 분열 역학, 세포 간 상호 작용 등)를 포함한 여러 요인을 사용하여 이미징 매개변수(시간 간격, 총 이미징 시간 등)를 결정합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>4. 이미징 종료
<ol><li>물 순환 열 패드를 켜고 이미지 획득이 종료되기 전에 최소 35분 동안 연속 주기 와 30°C 로 설정합니다.</li>
	<li>이미징이 완료되면 전자 기화기에서 Low Flow 를 선택하여 이소플루란 전달을 중지하고 보행할 때까지 마우스를 열 패드로 이동합니다.</li>
	<li>깨어나면 완전히 보행할 수 있을 때까지 열 패드를 계속 유지하면서 마우스를 전송 컨테이너로 다시 이동합니다. 열 패드에 있는 동안 마우스가 응답할 때까지 마우스를 지속적으로 모니터링하십시오.</li>
	<li>전자 기화기에서 Select Menu(메뉴 선택) > Anesthetic Control(마취 제어) > Empty(비어 있음)를 클릭합니다. 시스템에서 이소플루란 병을 제거하고 제조업체의 캡을 병에 다시 끼웁니다.</li>
	<li>이소플루란 병과 숯통의 무게를 측정하고 로그에 무게를 입력합니다. 숯 용기의 무게가 기준 측정치보다 50g 초과되면 용기를 폐기하고 새 장치로 교체하십시오. 이소플루란을 금고에 돌려주세요.</li>
	<li>커버슬립 디스크를 제거하고 렌즈 용지와 렌즈 용액으로 깨끗이 닦습니다. 재사용을 위해 긁히지 않도록 적절하게 보관하십시오.</li>
	<li>인서트 브래킷에서 마취 튜브를 제거하고 현미경에서 인서트의 나사를 풉니다.tag이자형.</li>
</ol>

도립 현미경을 사용하여 피부 세포 역학을 추적하는 생체 내 이미징

<ol><li>Babes, L., Yipp, B. G., Senger, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravital+microscopy+of+the+metastatic+pulmonary+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Intravital microscopy of the metastatic pulmonary environment.</a> Methods in Molecular Biology. , 383-396 (2023).</li>
<li>Nal Chen,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutrophils+promote+glioblastoma+tumor+cell+migration+after+biopsy%5BTitle%5D)+AND+%22Cells%22%5BJournal%5D)">Neutrophils promote glioblastoma tumor cell migration after biopsy.</a> Cells. 11 (14), 2196(2022).</li>
<li>Courson, J. A., Langlois, K. W., Lam, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravital+microscopy+to+study+platelet-leukocyte-endothelial+interactions+in+the+mouse+liver%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Intravital microscopy to study platelet-leukocyte-endothelial interactions in the mouse liver.</a> Journal of Visualized Experiments. 188 (188), (2022).</li>
<li>Rios, A. C., van Rheenen, J., Scheele, C. L. G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multidimensional+imaging+of+breast+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+Perspectives+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Multidimensional imaging of breast cancer.</a> Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 13 (5), (2022).</li>
<li>Fischer, M., Edelblum, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravital+microscopy+to+visualize+murine+small+intestinal+intraepithelial+lymphocyte+migration%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols%22%5BJournal%5D)">Intravital microscopy to visualize murine small intestinal intraepithelial lymphocyte migration.</a> Current Protocols. 2 (8), (2022).</li>
<li>Pineda, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravital+imaging+of+hair+follicle+regeneration+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Intravital imaging of hair follicle regeneration in the mouse.</a> Nature Protocols. 10 (7), 1116-1130 (2015).</li>
<li>Entenberg, D., Oktay, M. H., Condeelis, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravital+imaging+to+study+cancer+progression+and+metastasis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews.+Cancer%22%5BJournal%5D)">Intravital imaging to study cancer progression and metastasis.</a> Nature Reviews. Cancer. 23 (1), 25-42 (2023).</li>
<li>Turk, M., Biernaskie, J., Mahoney, D. J., Jenne, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravital+microscopy+techniques+to+image+wound+healing+in+mouse+skin%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Intravital microscopy techniques to image wound healing in mouse skin.</a> Methods in Molecular Biology. , 165-180 (2022).</li>
<li>Pal Arndt,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+quantitative+3D+intravital+look+at+the+juxtaglomerular+renin-cell-niche+reveals+an+individual+intra%2Fextraglomerular+feedback+system%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Physiology%22%5BJournal%5D)">A quantitative 3D intravital look at the juxtaglomerular renin-cell-niche reveals an individual intra/extraglomerular feedback system.</a> Frontiers in Physiology. 13, 980787(2022).</li>
<li>Oal Yam, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutrophil+conversion+to+a+tumor-killing+phenotype+underpins+effective+microbial+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Neutrophil conversion to a tumor-killing phenotype underpins effective microbial therapy.</a> Cancer Research. 83 (8), 1315-1328 (2023).</li>
<li>Huang, S., Rompolas, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-photon+microscopy+for+intracutaneous+imaging+of+stem+cell+activity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Dermatology%22%5BJournal%5D)">Two-photon microscopy for intracutaneous imaging of stem cell activity in mice.</a> Experimental Dermatology. 26 (5), 379-383 (2017).</li>
<li>Durr, N. J., Weisspfennig, C. T., Holfeld, B. A., Ben-Yakar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maximum+imaging+depth+of+two-photon+autofluorescence+microscopy+in+epithelial+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Maximum imaging depth of two-photon autofluorescence microscopy in epithelial tissues.</a> Journal of Biomedical Optics. 16 (2), 026008(2011).</li>
<li>Tauer, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advantages+and+risks+of+multiphoton+microscopy+in+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Physiology%22%5BJournal%5D)">Advantages and risks of multiphoton microscopy in physiology.</a> Experimental Physiology. 87 (6), 709-714 (2002).</li>
<li>Yoshitake, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+comparison+between+confocal+and+multiphoton+microscopy+for+rapid+histopathological+evaluation+of+unfixed+human+breast+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Direct comparison between confocal and multiphoton microscopy for rapid histopathological evaluation of unfixed human breast tissue.</a> Journal of Biomedical Optics. 21 (12), 126021(2016).</li>
<li>Mesa, K., Rompolas, P., Zito, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Niche-induced+cell+death+and+epithelial+phagocytosis+regulate+hair+follicle+stem+cell+pool%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Niche-induced cell death and epithelial phagocytosis regulate hair follicle stem cell pool.</a> Nature. 522, 94-97 (2015).</li>
<li>Ral Li,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pdgfra+marks+a+cellular+lineage+with+distinct+contributions+to+myofibroblasts+in+lung+maturation+and+injury+response%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Pdgfra marks a cellular lineage with distinct contributions to myofibroblasts in lung maturation and injury response.</a> eLife. 7, (2018).</li>
<li>Tal Tumbar,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defining+the+epithelial+stem+cell+niche+in+skin%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Defining the epithelial stem cell niche in skin.</a> Science. 303 (5656), 359-363 (2004).</li>
<li>Ewald, A. J., Werb, Z., Egeblad, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+of+vital+signs+for+long-term+survival+of+mice+under+anesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+Protocols%22%5BJournal%5D)">Monitoring of vital signs for long-term survival of mice under anesthesia.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2 (2), 5563(2011).</li>
<li>Sanderson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-photon+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols%22%5BJournal%5D)">Multi-photon microscopy.</a> Current Protocols. 3 (1), 634(2023).</li>
</ol>

저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.

이 연구에서는 도립 컨포칼 현미경에서 온전한 쥐 피부 상피의 안정적이고 장기적인 생체 내 이미징을 촉진하는 새로운 도구를 제시합니다. 이 발명품은 가장 일반적이고 저렴한 3D 프린팅 가능한 재료인 PLA로 만들어졌습니다. 이 인서트에 대한 모든 사내 3D 프린팅 비용은 <$5입니다. 두 개의 개별 삽입 조각(그림 1, 보충 파일 1 및 보충 파일 2)은 고정 나사를 사용하여 쉽게 조립할 수 있습니다(재료 표 참조). 특히 제공된 .stl 파일을 사용하여 상업적 수단으로 이 삽입물을 주문할 수도 있습니다. 또 다른 옵션은 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계를 사용하여 양극 산화 처리된 알루미늄으로 인서트를 생성하는 것이지만 비용이 훨씬 더 많이 듭니다.
이 새로운 도구를 사용하여 일정 기간 동안 안정적이고 효율적인 이미징을 보장하려면 사용자...

생체 내 현미경 검사는 생체 내 환경에서 교란되지 않은 세포 행동을 모니터링할 수 있는 강력한 도구입니다. 이 독특한 방법은 폐1, 뇌2, 간3, 유선4, 장5, 피부6을 포함한 복잡한 포유류 장기 시스템의 내부 작용에 대한 중요한 통찰력을 제공했습니다. 또한, 이 접근법은 종양 발생 중 세포 행동 변화7, 상처 치유 8,9, 염증10 및 기타 다양한 상피내 병리를 밝혀냈다. 이 연구에서는 온전한 쥐 피부에서 살아있는 상피 및 기질 역학을 이미지화하기 위해 생체 내 현미경의 접근성을 높이는 데 중점을 둡니다. 포유류 피부의 세포 거동을 이해하는 것은 이 조직의 놀라운 재생 및 종양 생성 능력으로 인해 임상적으로 매우 중요합니다.
생쥐의 생체 내 이미징은 조직 깊이>100 μm11,12에서 고해상도 이미징을 제공할 수 있는 능력으로 인해 정립 다광자 현미경을 사용하여 주로 수행되었습니다. 그럼에도 불구하고 이러한 기기는 사용자 친화적이고 비용 효율적이며, 배양된 세포를 이미지화할 수 있는 기능을 제공하고, 이미지 획득 중에 완전한 어둠이 필요하지 않으며, 일반적으로 더 안전할 뿐만 아니라 다른 주목할만한 장점13,14. 이 연구에서는 도립 컨포칼 현미경에 이 접근 방식을 적용하여 생체 내 이미징 접근성을 크게 향상시키는 새로운 도구를 제시합니다.
여기에서는 도립 컨포칼 현미경에서 쥐 귀 피부의 안정적이고 장기적인 생체 내 이미징을 용이하게 하기 위해 몇 가지 주요 기능을 통합한 3D 프린팅 맞춤형 스테이지 인서트 디자인을 소개합니다(그림 1, 그림 2, 그림 3, 그림 4 및 그림 5). 이러한 특수 기능에는 이미징 중에 성인 마우스의 전체 몸체를 완전히 평평하게 놓을 수 있는 오프셋 대물렌즈 구멍이 포함됩니다. 이는 이미징에서 마우스 몸 움직임의 진동 간섭을 최소화하고 호흡을 완화하기 위해 케타민과 자일라진을 투여할 필요가 없으며, 이는 종종 생체 내 이미징과 결합되는 관행입니다6. 또한 인서트의 코너 브래킷은 이소플루란 노즈 콘을 마우스 페이스에 맞게 올바르게 배치하고, 금속 이어 클립은 마우스 귀를 맞춤형 커버슬립 디스크에 고정하며, 옵션인 탈착식 폐쇄 루프 바이오피드백 히트 플레이트는 긴 이미징 세션 동안 마우스 체온을 지원하기 위해 인서트 내에 평평하게 놓여 있습니다. 마우스 머리와 귀를 평평하게 놓는 데 필수적인 평평한 표면을 제공하는 맞춤형 커버슬립 디스크는 기계 공장에서 일반 커버슬립 함유 세포 배양 접시의 벽을 제거하여 생성되었습니다. 커버슬립 디스크 및 맞춤형 스테이지 인서트와 함께 40x 실리콘 오일 이멀젼 렌즈(1.25 개구수[N.A.], 0.3mm 작동 거리)를 사용하여 귀 진피 깊이>50μm)의 고해상도 이미지를 제공합니다.
이 새로운 도립 현미경 스테이지 인서트의 기능을 테스트하기 위해 살아있는 형질전환 K14-H2B-mCherry15 성체 마우스의 귀에서 3시간 동안 모든 표피 상피층에 걸쳐 있는 z-스택을 캡처했습니다(이 마우스 라인의 상피 핵에는 빨간색 형광 라벨이 포함되어 있음)(그림 6A-A'). 우리는 또한 살아있는 형질전환 Pdgfra-rtTA16의 귀에서 3시간 동안 피부 진피 내의 여러 섬유아세포층에 걸쳐 있는 z-스택을 캡처했습니다. pTRE-H2B-GFP17 성체 마우스(이 마우스 라인의 섬유아세포 핵에는 독시사이클린 유도 후 녹색 형광 라벨이 포함되어 있음)(그림 6B-D'). 당사의 고해상도 데이터는 x-, y-, z-평면의 드리프트 부족으로 일관된 안정성을 보여주며, 이를 통해 도립 현미경에 사용할 수 있는 이 새로운 생체 내 이미징 도구의 효과를 입증합니다. 중요한 것은 이 3D 프린팅 스테이지 인서트의 치수는 보충 파일 1, 보충 파일 2 및 보충 파일 3에 설명된 대로 도립 현미경에 맞게 조정할 수 있으며, 대물렌즈 개구부의 위치를 인서트 내의 다른 위치로 이동하여 특정 조직 및/또는 관심 동물 모델의 이미징에 더 적합하게 만들 수 있다는 것입니다. 따라서 이 발명은 개별 실험실 또는 핵심 시설 공초점 접근 권한이 있는 연구자가 고유한 생체 내 이미징 요구 사항에 맞게 이 도구를 조정할 수 있도록 하여 다양한 생체 내 세포 생물학의 평가를 간소화할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>PLA 소재를 사용한</td> <td>3D 프린터</td><td>Qudi Tech</td><td>i-Fast</td> 3D 인쇄</tr><tr><td>40x 1.25NA 실리콘 대물 렌즈</td><td>Nikon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AxR 레이저 스캐닝 컨포칼 현미경</td><td>Nikon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cotton Tipped Swab</td><td>VWR</td><td>76337-046</td><td>크림/연고 도포</td></tr><tr><td>독시사이클린 하이클레이트</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D9891</td><td>Pdgfra-rtTA에서 섬유아세포 핵의 GFP 표지를 유도합니다. pTRE-H2B-GFP 마우스</td></tr><tr><td>일자 드라이버 (2.5 mm)</td><td></td><td></td><td>Affiix 현미경 스테이지</td></tr><tr><td>플랫 헤드 스크류 x 4 (# 6-32)</td> <td>Nikon</td><td></td><td>스크류 인서트 현미경 스테이지</td></tr><tr><td>유리 바닥 문화 접시</td><td>화학 유리 생명 과학</td><td>CLS-1811-002</td><td>라이브 인서트와 호환되는 커버 슬립 디스크로 사용하기 위해 접시의 벽을 제거하여 수정; 35mm 너비의 디스크에는 20mm 너비의 유리 커버 슬립이 포함되어 있습니다. 접시 벽은 기계 공장에서 제거</td></tr><tr><td>히트 플레이트 컨트롤러</td><td>Physitemp</td><td>TCAT-2LV</td><td>동물 온도 컨트롤러 - 저전압; 마우스 체온 모니터링을 위한 항문 프로브 부착</td></tr>물 <tr><td>육각 렌치(1.5mm)</td><td></td><td></td><td>M3 고정 나사 조정용</td></tr><tr><td>육각 렌치(2.5mm)</td><td></td><td></td><td>금속 이어 클립의 장력 조정</td></tr><tr><td>Intravital Imaging Insert</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Med-Vet International</td><td>HPA030782-100uL</td><td>마우스 마취</td></tr><tr><td>라벨링 테이프(또는 스카치 테이프)</td><td></td><td>VWR 10127-458</td><td>귀를 커버슬립에 고정시키기 위한 금속 귀 클립의 대안</td></tr><tr><td>이어 클립으로 사용되는</td><td>금속 패스너</td><td></td><td></td></tr><tr><td>마우스: C57BL/6-Pdgfraem1(rtTA)Xsun/J</td><td>The Jackson Laboratory</td><td>RRID: IMSR_JAX:034459</td><td>독시사이클린 유도 rtTA 발현을 주도하는 섬유아세포 특이적 프로모터</td></tr><tr><td>마우스: K14-H2BPAmCherry</td><td>예일 대학의 발렌티나 그레코 박사의 호례</td><td>표피 상피 세포핵을 mCherry로 표시, 텍스트에서 "K14-H2B-mCherry"라고 함</td> 마우스: pTRE-H2B-GFP: STOCK Tg(tetO-HIST1H2BJ/GFP)47Efu/J 잭슨 연구소 RRID: IMSR_JAX:005104 <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>&nbsp; Pdgfra-rtTA와 결합하고 독시사이클린으로 유도할 때 섬유아세포 핵을 GFP로 라벨링</td></tr><tr><td>다목적 밀봉 랩</td><td>글래드</td><td></td><td>마우스 보온성 향상</td></tr><tr><td>Optixcare</td><td></td><td>VWR MSPP-078932779</td><td>눈 윤활제</td></tr><tr><td>고정 나사 x 3 (M3; 6 mm)</td><td>Thorlabs</td><td>SS3M6</td><td>히트플레이트 모듈용 부착</td></tr><tr><td>물 실리콘 이멀젼 오일</td><td></td><td></td><td>40x 실리콘에 적용 목적</td></tr><tr><td>작은 동물 가열판</td><td>Physitemp</td><td>HP-4M</td><td>동물에게 열을 제공하는</td></tr><tr><td>Somnoflow 저유량 전자 기화기</td><td>Kent Scientific</td><td>SF-01</td><td>마우스 마취</td></tr><tr><td>진공 그리스</td><td>Flinn Scientific</td><td>AP1095</td><td>커버 슬립 디스크를 삽입하여</td></tr><tr><td>Veet</td><td></td><td></td><td>털 제거&nbsp;</td></tr><tr><td>마우스 부활 후 이미징을 위한</td> <td>물 순환 열 패드</td><td>Stryker Medical</td><td>TP700</td></tr></tbody></table>

도립 컨포칼 현미경에서 상피 조직 역학의 장기 모니터링을 위한 간소화된 생체 내 이미징 접근 방식

Streamlined Intravital Imaging Approach for Long-Term Monitoring of Epithelial Tissue Dynamics on an Inverted Confocal Microscope

정상 및 비정상적인 생체 내 세포 거동을 이해하는 것은 질병 시작 및 진행을 막기 위한 임상 개입을 개발하는 데 필요합니다. 따라서 조직 구조와 구성이 교란되지 않는 세포의 역학을 현장에서 쉽게 관찰할 수 있는 이미징 접근 방식을 최적화하는 것이 중요합니다. 표피는 신체의 가장 바깥쪽 장벽일 뿐만 아니라 가장 흔한 인간 암, 즉 피부 피부암의 근원입니다. 피부 조직의 접근성은 비침습적 생체 내 현미경을 사용하여 온전한 동물의 상피 및 피부 세포 거동을 모니터링할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다. 그럼에도 불구하고 이 정교한 이미징 접근 방식은 주로 정립 다광자 현미경을 사용하여 달성되었으며, 이는 대부분의 조사관에게 상당한 진입 장벽이 됩니다. 이 연구는 도립 컨포칼 현미경과 함께 사용하기에 적합한 맞춤형 3D 프린팅 현미경 스테이지 인서트를 제시하여 살아있는 형질전환 마우스에서 귀 피부의 장기 생체 내 이미징을 간소화합니다. 우리는 도립 현미경 브랜드와 선택한 모델에 맞게 맞춤화할 수 있고 추가 장기 시스템을 이미지화하는 데 적용할 수 있는 이 다재다능한 발명품이 생체 내 현미경의 접근성을 크게 향상시킴으로써 더 큰 과학 연구 커뮤니티에 매우 귀중한 것으로 입증될 것이라고 믿습니다. 이러한 기술 발전은 정상 및 질병 상황에서 살아있는 세포 역학에 대한 이해를 강화하는 데 매우 중요합니다.

도립 컨포칼 현미경에서 살아있는 이미징 삽입물의 적절한 조립과 삽입물 위에 있는 형질전환 마우스의 적절한 방향은 x축, y축 및 z축의 드리프트 증거를 최소화하면서 시간 경과≥1시간 동안 형광 라벨링된 살아있는 귀 조직의 z-스택을 획득하여 검증됩니다. 이미지는 시간이 지남에 따라 세포 역학 및 이미지 드리프트를 추적할 수 있도록 일정한 간격(간격 시간은 생물학적 질문, 형광 신호의 강도 등에 따라 다름)으로 캡처해야 합니다. 시간 과정 전반에 걸쳐 개별 z-평면을 모니터링하여 초점이 유지되는지 확인하면 동물의 움직임이 이미징 안정성을 방해하는지 여부를 알 수 있습니다. 라이브 이미징 인서트를 사용하여 장시간 동안 초점이 유지되는 단일 Z 평면의 예가 그림 6에 나와 있습니다.
그림 6A'에 표시된 4개의 60분 시점의 이미지는 0.246μm의 z-단계를 사용하여 2분 간격...

이 프로토콜은 도립 컨포칼 현미경을 사용하여 생체 내 이미징을 단순화하는 새로운 도구를 제공합니다.

Understanding normal and aberrant in vivo cell behaviors is necessary to develop clinical interventions to thwart disease initiation and progression. It ...

우리는 도립 컨포칼 현미경을 사용하여 살아있는 쥐에 대한 생체 내 이미징을 수행하는 도구를 개발했습니다. 이를 통해 항상성 전반에 걸쳐 피부 세포 역학을 추적하고 질병 발병 및 진행 중 세포 거동을 비교할 수 있습니다. 다광자 현미경은 생체 내 세포 추적을 달성하기 위해 적용되는 주요 접근 방식입니다.그러나 이러한 현미경의 단점은 제한된 일상적인 이미징 다양성, 높은 비용 및 기술적 복잡성을 포함합니다. 당사의 새로운 도구를 사용하면 in vivo 생체 내 이미징을 위한 다용도 도립 컨포칼 현미경을 사용할 수 있습니다. 설계 파일을 수정하여 스테이지 인서트 치수를 모든 제조사의 도립 현미경에 맞게 사용자 지정할 수 있습니다.대물렌즈 구멍은 선택한 동물 모델 및 조직에 맞게 크기를 조정하고 재배치할 수 있습니다.

streamlined-intravital-imaging-approach-for-long-term-monitoring

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

Xenopus 배아 상피 조직은 상피 morphogenesis 동안 극성 개발 및 형태의 변화와 같은 세포 행위를 연구하는 이상적인 모델 시스템입니다. 고정 샘플 전통 조직학 점점 라이브 셀 이미징 공촛점에 의해 보완되고있다. 여기 개구리 조직을 분리 및 라이브 세포 공촛점 현미경을 사용하여 라이브 상피 세포 및 cytoskeleton을 시각화하는 방법을 보여줍니다.

라이브 셀 이미징 및 배아 상피 세포의 정량 분석 Xenopus laevis</em

이 비디오는 컨포칼 현미경을 사용하여 형질전환 마우스에서 γδ 상피내 림프구(IEL)를 시각화하는 방법을 보여줍니다. 수술 절차에는 천공 라인을 만들고 장 점막과 융모를 노출시키기 위해 세로로 절개하는 것이 포함됩니다. 형질전환 마우스는 γδ IEL에서만 리포터 단백질을 발현하여 추적을 가능하게 합니다. Intravital 이미징은 장 상피 세포의 기저막을 따라 녹색 형광 표지된 γδ IEL의 동적 움직임을 캡처합니다.

Gamma Delta 상피내 림프구의 생체 내 시각화

세포 외 기질은 상처 치유, 염증과 종양 발생시 상당한 개조를 겪는다. 우리는 섬유의 역학뿐만 아니라 표면 형광 또는 이광자 현미경을 사용하여 높은 공간 및 시간 해상도를 가진 메쉬 형상의 매트릭스 성분을 시각화하는 신규의 intravital 면역 형광 현미경 방식을 제시한다.

표면 형광을 가진 조직 매트릭스 구성 요소 및 두 개의 광자 현미경의 장기의 intravital 면역 형광 이미징

형질전환 리포터 마우스와 주사 가능한 형광 라벨을 사용함으로써, 장기 생체 내 회전 디스크 컨포칼 현미경 검사는 ApcMin/+ 대장암 모델에서 장 선종에 대한 골수성 세포 거동을 직접 시각화할 수 있습니다.

골수 세포 역학의 실시간 영상 APC 최소 / + 소장 종양 디스크 공 초점 현미경을 회전시켜

이 프로토콜은 단일 셀 해상도 생체 내에서 실시간으로 상호 작용 다세포 장시간 경과 이미징을 수행하는 다 광자 현미경의 사용을 설명한다.

종양 미세 환경에서 실시간 다세포 역학의 확장 시간 경과 생체 내에 영상

이 프로토콜은 다광자 현미경을 사용하여 진공 안정화 이미징 창을 사용하여 실시간으로 온전한 폐의 장기 고해상도 단일 세포 이미징을 수행하는 방법을 설명합니다.

진공 안정 이미징 창으로 폐의 장기 고해상도 생체 내에 현미경

이 프로토콜 셀 전용 형광 마커를 표현 하는 유전자 변형 생쥐의 intravital 영상을 설명 합니다. Intravital 이미징 생체 삽입형 윈도 통해 프로세스의 미세한 시각화는 가능한를 사용 하 여 고해상도 관측에 대 한 비-침략 적 방법을 제공 한다. 이 방법은 경도 과정 공부에 특히 유용 합니다.

Intravital 현미경 종양 관련 맥 관 구조를 사용 하 여 고급 등 유전자 변형 형광 생쥐 피부 집계 창 실

우리는 거꾸로 회전 디스크 공초점 현미경 검사법에 의해 뮤린 소장의 내장 영상을 사용하여 GFP 표지된 γδ IELs를 구상하는 방법을 기술합니다. 이 기술은 최대 4 시간 동안 점막 내의 살아있는 세포의 추적을 가능하게하고 장 내 면역 상피 상호 작용의 다양한 조사하는 데 사용할 수 있습니다.

뮤린 소장에서 상피 내 림프구의 활력 영상

인트라비티 현미경 검사를 활용하여, 여기에 제시된 방법은 살아있는 동물에서 장 상피 세포 흘림의 실시간 시각화를 가능하게 합니다. 따라서, 마취마우스의 국소 염색장 점막(acriflavine 및 rhodamineB-dextran)은 공초점 현미경검사를 이용하여 단일 세포 해상도까지 심화된다.

장 내 투과성 및 상피 세포 흘리기 성능을 평가하기 위한 인트라바이탈 현미경 기반 접근법

관심 조직/기관 및 피부에 직접 접착할 수 있는 광학적으로 투명한 실리콘 창을 사용하여 장기간 생체 내 이미징을 위한 접근법이 제시됩니다. 이 창문은 현재 현장에서 사용되는 다른 창문보다 저렴하고 다재다능하며 외과 적 삽입은 동물에게 제한된 염증과 고통을 유발합니다.

투명한 실리콘 윈도우를 통한 종방향 생체 내 이미징

백혈구와 혈소판의 모집은 동맥 형성 동안 측부 동맥의 효과적인 성장에 필요한 필수 구성 요소를 구성합니다. 다광자 현미경은 동맥 형성 중 백혈구 모집 및 유출을 연구하기 위해 생체 내에서 높은 시공간 분해능과 더 적은 광독성으로 세포 역학을 추적하는 효율적인 도구입니다.

쥐 뒷다리 모델에서 동맥 형성 중 백혈구 모집을 모니터링하기 위한 다광자 생체 내 이미징

배우세요 생체 내 이미징 기술을 활용하여 생쥐의 피부 세포 역학을 장기간 추적하는 방법을 소개합니다. 이 기술은 역공초점 현미경을 사용하여 항상성 및 질병 진행 과정에서 세포 행동을 관찰할 수 있습니다.

도립 컨포칼 현미경에서 상피 조직 역학의 장기 모니터링을 위한 간소화된 생체 내 이미징 접근 방식

더 많은 동영상 탐색