$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De Regionale Ethische Commissie in Lund, Zweden, keurde de studie volgens de Wet betreffende de Ethische Overzicht van Onderzoek in het betreffen van Mensen goed. Dierproeven werden uitgevoerd in strikte overeenstemming met de Zweedse ethiek van dierproeven en goedgekeurd door de ethische commissies van Malmö en Lund. 6 tot 8 weken oude immunodeficiënte NOD. (Cg)-Gt(ROSA)26Sortm4-Rag2-/- (NOD. ROSA-tomaat. Rag2-/-ontvangende muizen werden gebruikt als ontvangers voor transplantatie van menselijke eilandjes10.
1. Voorbereiding van eilandjes op transplantatie
- Kweek menselijke eilandjes in CMRL 1066 aangevuld met 10 mM HEPES, 2 mM L-glutamine, 50 μg/mL gentamycine, 0,25 μg/mL fungizone, 20 μg/mL ciproxfloxacin, 10 mM nicotinamide (NIC) en 10% warmte-geïnactiveerd menselijk serum bij 37 °C in 5% CO2 en bevochtigde lucht tot transplantatie, zoals eerder beschreven12.
OPMERKING: Eilandjes moeten vrij zijn van exocriene weefsel en elkaar niet raken in de cultuur. Exocriene weefsels lijken doorschijnend.
- Op de dag van transplantatie, overdracht cultuur media met de eilandjes naar een nieuwe petrischaal met behulp van een aspirator buis assemblage aangesloten op een getrokken glazen capillaire.
OPMERKING: Gebruik ook een pipet van 200 μL. Het kleuren van de achterkant van de petrischaal helpt om de eilandjes gemakkelijker te onderscheiden onder de stereomicroscoop.
- Kies met behulp van een stereomicroscoop ~20-40 eilandjes per transplantatie en breng over op een buis van 1,5 mL. Vul de buis naar de top met cultuurmedia uit de couveuse.
- Verzegel de buizen met paraffinefolie en bewaar op ijs tot transplantatie. Bereid een passend bedrag voor voor het aantal uitgevoerde transplantaties.
- U er ook voor zorgen dat er een CO2-incubator beschikbaar is in de operatiekamer om eilandjes in de cultuur te houden en ze onmiddellijk voorafgaand aan elke transplantatie te plukken.
2. Voorbereiding van transplantatieapparatuur en operatietafel
OPMERKING: Alle chirurgische hulpmiddelen moeten automatisch worden gedeslaveerd en de operatietafel en instrumenten worden gedesinfecteerd met 70% alcohol.
- Sluit een stereotaxic hoofdhouder aan op anesthesie via een neusmasker en zet het verwarmingskussen aan.
- Sluit een gastight Hamilton spuit aan polyethyleen buizen en een stompe einde oog canule.
LET OP: Het wordt aanbevolen om alle onderdelen te vullen met PBS voor de montage. Controleer op gevangen luchtbellen en verwijder indien aanwezig.
- Bevestig de Hamilton spuit stevig aan de tafel(Figuur 1a) of een beweegbare basis (Figuur 1e) en bevestig de slang aan de stereomicroscoop, met canule opknoping naar beneden (dat wil zeggen, wachtpositie).
OPMERKING: Gebruik chirurgische tape, omdat het gemakkelijk is te verwijderen en opnieuw vast te maken.
- Bereid een 1 mL spuit aangesloten op een 30 G naald gevuld met 0,1 mg/kg buprenorfine oplossing.
- Bereid een spuit met steriele PBS. U ook een pipet gebruiken.
- Zet een schone wake-up kooi met verwarmingslamp opzij.
3. Anesthesie en positionering van de ontvangende muizen voor een operatie
OPMERKING: Alle dieren werden gefokt en onderhouden in een ziekteverwekkervrije omgeving in de dierenfaciliteiten van de Universiteit van Lund.
- Verdoven de muis in een kamer gevuld met 40% O2/60% N2/3% isoflurane en breng de verdoofde muis over naar het hoofdhouderplatform op een warm verwarmingskussen(figuur 1a). Controleer op het gebrek aan pedaalreflexen.
OPMERKING: Isoflurane anesthesie is de voorkeursmethode van anesthesie voor snel herstel na de operatie. De microscoopruimte moet goed worden geventileerd om isoflureus te gebruiken.
- Plaats de snuit van de muis in het anesthesiemasker aangesloten op 40% O2/60% N2/0,9%-1,5% isoflurane anesthesie machine. Gebruik de duim en vinger om het hoofd iets omhoog te tillen en vast te maken met behulp van de metalen stukken aan de zijkanten. Zorg ervoor dat de oortjes het hoofd direct onder de oren bevestigen. Injecteer 0,1 mg/kg buprenorfineoplossing onderhuids op de achterkant van de muis.
LET OP: Buprenorfine wordt gebruikt als pijnstiller.
- Kantel het hoofd, zodat het te bedienen oog naar boven gericht is en dicht bij de onderzoeker staat.
- Trek voorzichtig de oogleden van het oog te worden getransplanteerd met behulp van stompe tangen, pop het oog uit, en losjes vast te stellen met een pincet. Zorg ervoor dat de uiteinden van de pincet zijn bedekt met een polyethyleenbuis die aan het hoofdhouderplatform is bevestigd (figuur 1a, insert).
- Houd beide ogen altijd nat door een druppel steriele PBS op het oog aan te brengen.
- Breng de menselijke eilandjes van de verzegelde 1,5 mL buis (sectie 1) naar een petrischaaltje met steriele PBS en zorg ervoor dat de eilandjes dicht bij elkaar liggen om de hoeveelheid overgedragen celkweekmedia te minimaliseren(figuur 1c).
- Pick-up ~ 20-30 eilandjes in het oog canule aangesloten via polytheen buizen aan de Hamilton spuit.
LET OP: Neem zo min mogelijk vloeistof op met de eilandjes.
- Hang de slang ondersteboven en bevestig aan de stereomicroscoop(Figuur 1d). Tape de slang zorgvuldig te laten de eilandjes zinken tot het einde van de buis in de richting van de canule.
4. Transplantatieprocedure
OPMERKING: Deze methode is eerder beschreven voor de transplantatie van muiseilandjes6. Een licht gewijzigde procedure wordt hier gepresenteerd.
- Knijp de pads op de achterpoten om ervoor te zorgen dat de muis slaapt.
- Draai de tangen die het oog beperken zonder de bloedstroom te verstoren en breng een druppel steriele PBS op het oog aan.
- Met behulp van een 25 G naald als scalpel, schuine kant naar boven, zorgvuldig doordringen slechts de helft van de tip in het hoornvlies en maak een enkele laterale incisie. Maak het gat in een opwaartse hoek; het gat zal gemakkelijker verzegelen na de transplantatie(figuur 1f).
- Til voorzichtig het hoornvlies op met de canule voorgeladen met eilandjes en breng langzaam eilandjes in het oog aan. Vermijd het inbrengen van de canule in de voorste kamer om schade aan de iris te voorkomen, maar duw voorzichtig tegen de hoornvliesopening(figuur 1g). Trek de canule langzaam uit de ACE.
LET OP: Streef naar een injectievolume van 3–8 μL. Als het volume te groot is, zal het het oog blootstellen aan onnodig hoge intraoculaire druk en kan leiden tot reflux van de geïnjecteerde eilandjes uit de voorkamer.
- Bij problemen met het inbrengen van de eilandjes als gevolg van verhoogde druk in de oogkamer, vergroot u de incisieplaats door de laterale incisieplaats te versterken en de eilandjes opnieuw aan te brengen.
OPMERKING: Af en toe kunnen geïntroduceerde luchtbellen worden gebruikt als ruimtehouders.
- Breng ooggel aan op het oog, maak de oogbedwingende tangen los en laat de muis gedurende 8-10 minuten in dezelfde positie staan om de eilandjes te laten instellen.
- Verwijder de tangen die het ooglid vasthouden en zet het ooglid terug naar zijn normale positie.
- Haal de muis van de hoofdhouder en breng deze over naar een wake-up kooi.
- Wanneer de muis wakker is en beweegt, breng deze terug naar de oorspronkelijke kooi en bewaar deze in de dierenstal tot het scannen (ten minste 5 dagen worden aanbevolen).
5. Beeldvorming van geïmplanteerde menselijke eilandjes door 2-fotonmicroscopie
OPMERKING: Het nemen van overzichtsbeelden van het oog met behulp van een fluorescentie stereoscopische microscoop (Figuur 2a–c) 4-5 dagen na transplantatie voorafgaand aan 2-foton beeldvorming wordt aanbevolen om de eilandjes van belang te lokaliseren. Vermijd het beperken van het oog te strak zo vroeg na transplantatie. Gebruik 2-foton beeldvorming 6-7 dagen natransplantatie.
- Start de software voor het verwerven van afbeeldingen (zie Tabel van Materialen). In het menu "Laser" activeer je de Mai Tai laser (Power "ON") en stel in het menu "Light Path" de golflengte in op 900 nm en breng je een minimale transmissielaserkracht toe vanaf 5%-10% laserkracht (gebruik schuifregelaars).
OPMERKING: Tijdens het scannen, pas de laser kracht als dat nodig is.
- Zet groene, oranje en rode kanalen in. Verzamel emissielicht tegelijkertijd op drie niet-gescande detectoren (NDD) met behulp van een dichronische spiegel (LBF 760) en informatie over emissiefilters: Red/Angiosense 680, 690–730 nm; Groen/Autofluorescentie, 500-550 nm; en Sinaasappel/Tomaat, 565-610nm (Figuur 2d).
- Plaats het hoofdhouder stadium op de gemotoriseerde microscoop stadium en sluit het gasmasker aan de slang van de anesthesie machine en buizen aangesloten op ventilatiesysteem. Zet het verwarmingskussen aan.
- Verdoven de ontvanger muis, overdracht naar het hoofdhouder platform, beperken het oog voor beeldvorming, en beheren buprenorfine oplossing zoals hierboven beschreven (stappen 3.1–3.5).
- Pas isoflurane dampen indien nodig aan. Een ademsnelheid van ~55-65 ademhalingen per minuut (bpm) duidt op optimale anesthesie. Als anesthesie te diep is, zal het tarief <50 bpm met zware ademhaling of het hijgen zijn; als te licht, zal het tarief >70 bpm met oppervlakkige ademhaling zijn. Controleer muizen zorgvuldig tijdens anesthesie door visuele inspectie om de 15 minuten.
OPMERKING: Verdoving varieert van muis tot muis, tussen muisstammen en naarmate de tijd onder narcose vordert13.
- Toedien voldoende ooggel op het oog als een onderdompelingsvloeistof tussen het hoornvlies en de lens, waardoor deze zich langzaam ophoopt(figuur 2f, insert). Vermijd luchtbellen.
OPMERKING: Zijverlichting met een flexibele metalen slanglamp wordt aanbevolen om de focus aan te passen en eilandjes grafts te lokaliseren.
- Om bloedvaten te visualiseren, dient u 100 μL van het beeldvormingsmiddel (bijvoorbeeld Angiosense 680) intraveneus in de staartader met behulp van een wegwerpsusuline 30 G spuit.
- In de" Acquisitiemodus" pas de framegrootte aan op 512 x 512 en de scansnelheid.
OPMERKING: Tragere scans (d.w.z. het verhogen van de verblijfstijd) zullen de signaal-ruisverhouding verbeteren.
- Pas in het menu" Kanalen" Master Gain voor elke PMT in Volt aan om het signaal te versterken totdat een afbeelding op het scherm in de live scanmodus wordt gezien. Hoe hoger deze waarde, hoe gevoeliger de detector wordt voor signaal en ruis.
LET OP: Houd bij voorkeur waarden tussen 500-800 V.
- Definieer in het menu "Z-stack" het begin en het einde van de z-stack door de focus handmatig naar de bovenkant van het eilandje graft te verplaatsen. Sla positie op door 'Set First'te selecteren. Ga naar het laatste onderste vlak dat kan worden gericht in het eilandje graft en sla positie door te selecteren"Laatste instellen". Gebruik een z-stap grootte van 2 μm.
- Verzamel de uiteindelijke afbeeldingsstack door op het tabblad Experimentstartente klikken en op te slaan als 8-bits CZI -bestand (d.w.z. Carl Zeiss-indeling).
6. Beeldvorming van geïmplanteerde menselijke eilandjes door confocale microscopie
OPMERKING: Het totale volume, morfologie en plasticiteit van getransplanteerde eilandjes kunnen worden beoordeeld door het in vivo verstrooiingssignaal in een afzonderlijke scan (d.w.z. afzonderlijk spoor) te controleren door detectie van laserruglicht10.
- Schakel de grootlichtsplinter (d.w.z. LBF-filter) uit en stel in het dialoogvenster" Lichtpad" een apart spoor in voor confocale beeldvorming. Kies de Argon laser met golflengte van 633 nm en detectie op dezelfde golflengte als het laserlicht. Z-stacks worden verworven met een stapgrootte van 2-3 μm voor backscatter lichtsignaal.
- Pas de z-stack instellingen aan om ervoor te zorgen dat het hele eilandje wordt opgenomen (zie stap 5.10).
- Verwerf de afbeeldingsstack en sla op als 8-bits CZI-bestand.
7. Beeldanalyse
OPMERKING: Voor deze stap werd commerciële software (zie Tabel van Materialen)gebruikt.
- Verwijderen van islet autofluorescentie(figuur 3b)
- Kies in het tabblad "Beeldverwerking" "Kanaalreken"en typ "ch1-ch2". Hierdoor ontstaat een nieuw kanaal 4 (ch 4); naamswijziging als "Vasculature".
OPMERKING: Het kanaal Groen/Autofluorescentie wordt afgetrokken van het Kanaal Rood/Angiosense.
- Herhaal de vorige stap en typ "ch3-ch2" om een nieuw kanaal te creëren (ch 5); naam hernoemen als"Tomaat (alle)".
LET OP: Het kanaal Groen/Autofluorescentie wordt afgetrokken van het kanaal Oranje/Tomaat.
- Eilandjesmasker definiëren door handmatig tekenen(figuur 3c)
- Maak een nieuw oppervlak (blauw symbool) en kies in de wizardhandmatig bewerken. Houd de aanwijzer in de modus' Selecteer' en klik in de 3D-weergave niet opVolume(onder Scène)om secties te visualiseren.
- Activeer alle kanalen, inclusief ch 1–ch 3, voor een eenvoudigere isletgrensdiscriminatie.
LET OP: Het kanaal Oranje/Tomaat is handig om eilandjesgrenzen te definiëren aan de kant van het tomaatcapsulesignaal. U ook de kanaalintensiteiten verhogen om meerkanaals eilandje autofluorescentie en detectorachtergrondsignaal als begeleiding te gebruiken.
- Kies op het tabblad' Tekenen'Contour' en klik opTekenenom contouren rond de eilandjesrand te tekenen vanaf slicepositie 1.
- Naar een nieuwe segmentpositie gaan en tekencontouren herhalen. Werk af met het laatste segment boven aan het eilandje en klik door op het tabblad' Oppervlak maken'te klikken. Meestal is het genoeg om contourenth te tekenen om de 10e slice.
- Segmentatie van "Islet vasculature" en "Islet tomaat" fluorescentie met behulp van eilandjesmasker (Figuur 3d).
- Kies het eerder gedefinieerde object"Eilandjesmasker",ga naar het tabblad bewerken(potloodsymbool) en klik op het tabblad'Allesmaskeren', waarmee een nieuw venster wordt geopend.
- Kies het eerder genoemde kanaal "Vasculature" (ch 4) in het vervolgkeuzemenu kanaalselectie en activeer opties "Duplicate channel before applying mask", " Constantinside/outside", en stel voxels buiten oppervlak in op "0,000", waardoor een nieuw kanaal wordt gemaakt; naam te noemen als "Islet vasculature" (ch 6).
- Herhaal stap 7.3.1 en 7.3.2 en kies het eerder gemaakte kanaal"Tomato (all)"(ch 5) in het vervolgkeuzemenu kanaalselectie om het nieuwe kanaal te maken; de naam "Islet tomaat" (ch 7) te noemen.
- Oppervlakteweergave van eilandje vasculatuur (Figuur 3e)
- Maak een nieuw oppervlak in het menu "Scène" en kies in de wizard "Automatische creatie".
- Stel het bronkanaal in op eerder gemaakte "Islet vasculature" (ch 6) en kies achtergrondaftrekken. Indien nodig kan de automatische drempelschatting worden aangepast. Vergelijk met het reagerende fluorescentiekanaal (bijvoorbeeld door het nieuw gemaakte tabblad oppervlakte in/uit te mengen). Ga verder in de tovenaar.
- Gebruik optioneel filters. Kies bijvoorbeeld 'Volume'en pas het filter (geel) in het venster aan, waarmee geselecteerde oppervlakteobjecten kunnen worden verwijderd. Maak de wizard af en noem het nieuwe oppervlakobject "Islet vasculature".
- Segmentatie van "Islet tomaat vasculature" fluorescentie signaal (Figuur 3f)
- Ga in het eerder gemaakte oppervlakobjectIslet vasculature naar het tabblad Bewerken en klik op het tabblad'Allesmaskeren', waarmee een nieuw venster wordt geopend.
- Kies het eerder genoemde kanaal "Islet tomaat" (ch 7) in het vervolgkeuzemenu van de kanaalselectie en stel voxels buitenoppervlak in op "10.000", waardoor het nieuwe kanaal wordt gemaakt; naam te noemen als "Islet tomaat vasculatuur" (ch 8).
- Segmentatie van "Tomaatcapsule" fluorescentiesignaal (Figuur 3g)
- Kies "Channel Arithmetic's" in het tabblad "Image processing" en typ "ch7-ch8", waardoor het nieuwe kanaal wordt gemaakt; omgedoopt tot "Tomato capsule" (ch 9).
OPMERKING: Hetfluorescentiesignaal " Islet tomaat" wordt afgetrokken van het totale "Islet tomaat" fluorescentiesignaal.
- Oppervlakteweergave van "Islet tomato vasculature" en "Tomato capsule" (Figuur 3h)
- Volg stap 7.4 en kies in de wizard bronkanalen "Islet tomato vasculature" (ch 8) of "Tomato capsule" (ch 9) om nieuwe oppervlakteobjecten dienovereenkomstig te creëren.
- Oppervlakteweergave van het totale eilandjesoppervlak (figuur 3i)
- Open het backscatterbestand van de eilandjes en maak een nieuw oppervlak.
- Kies in de wizard 'Automatische creatie'en definieer 'Regio van belang'.
OPMERKING: "Regio van belang" wordt gebruikt om de signalen van meerdere eilandjes te scheiden en om de diepte van het te analyseren eilandje te definiëren (bijvoorbeeld top 75 μm).
- In "Absolute intensiteit" pas de drempel indien nodig aan. Het oppervlakobject kan aan of uit worden geklikt om te controleren met de bijbehorende kanaalintensiteit. Sluit de tovenaar.
- Kwantificering (Figuur 3j)
- Selecteer een gemaakt oppervlakteobject in het menu 'Scène' en ga naar het tabbladStatistieken.
- Als u gedetailleerde volumegegevens wilt ophalen in het geselecteerde oppervlakteobject, kiest u het tabblad "Gedetailleerd" en selecteert u "Specifieke waarden" en "Volume" in het vervolgkeuzemenu. Als u een totale volumewaarde van het geselecteerde oppervlakteobject wilt ophalen, gaat u naar het tabbladGedetailleerden kiest uGemiddelde waarden.