1. Przygotowanie mikroskopu przyżyciowego (Rysunek 1A)
- Przygotować bufor do przekonfuzji (125 mM NaCl, 4,5 mM KCl, 2,5 mM CaCl2, 1 mM MgCl2 i 17 mM NaHCO3, pH 7,4).
- Włączyć obiegową łaźnię wodną w celu utrzymania temperatury buforu i termokontrolowanego koca na poziomie 37 °C. Napowietrzyć bufor gazowym azotem (5% CO2 zrównoważony azotem).
- Włącz system mikroskopowy (szybki zmieniacz długości fal Sutter Lambda DG-4, komputer stacji roboczej, mikroskop Olympus BX61W, multimanipulator MPC-200, kontroler stopnia ROE-200, kamera szybkoobrotowa, wzmacniacz).
- Do modelu zapalenia naczyń krwionośnych użyj 100% dichroicznego lustra. Aby wywołać tworzenie się skrzepliny w wyniku urazu laserowego, zastąp lustro 100% lustrem lustro 50/50% i włącz system ablacji laserowej mikropunktów.
2. Przygotowanie mięśnia Cremaster do mikroskopii przyżyciowej (Rysunek 1B)
- Znieczulić samca myszy (6-8 tygodni, C57BL/6) poprzez wstrzyknięcie dożylnie ketaminy (125 mg/kg masy ciała)) i ksylazyny (12,5 mg/kg masy ciała). Instytucjonalny Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Wykorzystania Zwierząt Uniwersytetu Illinois zatwierdził wszystkie procedury opieki nad zwierzętami i procedury eksperymentalne. W przypadku modelu zapalenia naczyń krwionośnych wstrzyknij mysi TNF-α (0,5 μg w 250 μl soli fizjologicznej) dochoszowo myszy 3 godziny przed obrazowaniem (2-2,5 godziny przed operacją).
- Umieść mysz na kocu z kontrolowaną temperaturą 37 °C na tacy mikroskopu przyżyciowego.
- Podciągnij skórę na powierzchni szyi za pomocą kleszczy i naciąć poziomo linię środkową skóry szyi do 1 cm nożyczkami.
- Delikatnie otwórz mięsień szyjny za pomocą nożyczek i usuń mięsień otaczający tchawicę.
- Wprowadź rurkę PE90 do tchawicy, aby wyeliminować trudności w oddychaniu.
- Delikatnie usuń lewą stronę mięśnia szyjnego i odizoluj żyłę szyjną od otaczających tkanek.
- Cnależy wprowadzić rurkę PE10 do lewej żyły szyjnej w celu infuzji przeciwciał i dodatkowych środków znieczulających.
- Delikatnie wyciągnij i nacinaj skórę moszny poziomo. Aby zachować integralność tkanek przez cały czas trwania eksperymentu, wstępnie podgrzany bufor został przelej rozlejany nad polem operacyjnym.
- Naciśnij dolną część brzucha jednym kleszczem i ostrożnie wyciągnij jądro drugim kleszczem.
- Usuń otaczające tkanki łączne wokół jądra.
- Naciąć mięsień cremaster pionowo i spłaszczyć mięsień nad szklanym szkiełkiem nakrywkowym na tacy mikroskopu przyżyciowego, przypinając obrzeża.
- Odczekaj 10-20 minut, aby mięsień się ustabilizował przed zebraniem danych. Do naszych badań wybrano tętniczki mięśniowe Cremaster (do tworzenia skrzepliny) i żyłki (do zapalenia naczyń) o średnicy 30-45 μm.
- Aby utrzymać warunki znieczulające, należy podawać 30-50 ml tego samego środka znieczulającego mniej więcej co 30 minut przez kaniulę szyjną.
3. Mikroskopia przyżyciowa w stanach zapalnych naczyń wywołanych przez TNF-α
- Po umieszczeniu myszki na mikroskopie przyżyciowym otwórz oprogramowanie SlideBook 5.0 i kliknij "Okno ostrości" na pasku menu, aby ustawić odpowiednią optykę i obiektyw (60X).
- Wstrzyknąć sprzężone z Dylight 488 szczurze przeciwciała anty-mysie CD42c (0,1 μg/g BW w 100 μl soli fizjologicznej) i sprzężone ze szczurem przeciwciała anty-mysie Gr-1 Alexa Fluor 647 (0,05 μg/g BW w 100 μl soli fizjologicznej) przez kaniulę szyjną.
- Przejdź do paska menu i kliknij "Przechwytywanie obrazu" na pasku narzędzi.
- Pojawi się nowe menu; W "Obrazie" wybierz "Bin Factor" jako 1x1 i wybierz "640" na szerokości i "460" na wysokości.
- W polu "Filter Set" (Zestaw filtrów) zaznacz pola wyboru dla kanałów, które chcesz naświetlić, i ustaw czas ekspozycji dla każdego z nich. Na przykład kanał otwarty: 10 ms, kanał FITC: 50 ms i kanał Cy5: 50 ms.
- Wybierz "Time-Lapse Capture", aby dostosować liczbę punktów czasowych i interwał. W przypadku modelu zapalenia liczbę punktów czasowych ustawia się na 1 000-1 500 w odstępie 200 ms (Całkowity czas, który upłynął: 5 min).
- Kliknij "Testuj", aby zobaczyć obraz jednopłaszczyznowy przy określonym czasie ekspozycji dla tego kanału. Dostosuj czas ekspozycji i/lub światło mikroskopu, aż histogram pokaże odpowiedni rozkład intensywności (w przypadku przechwytywania wielokanałowego powtórz ten proces dla każdego kanału).
- Po ustawieniu wszystkich parametrów (kanały, czasy ekspozycji itd.) w "Przechwytywaniu obrazu" wybierz "Start", aby rozpocząć przechwytywanie.
- Monitoruj toczące się i przylegające płytki krwi i neutrofile przez 5 minut w górnej połowie zapalnej żyłki cremaster w modelu zapalenia naczyń krwionośnych. W jednej myszy rejestruje się od ośmiu do dziesięciu różnych żyłek.
- Zdjęcia zostały wykonane przy użyciu całkowitego powiększenia 60X (obiektyw zanurzeniowy 1,0 NA), co dało rozmiar okna 157 μm x 118 μm.
- Po zakończeniu eksperymentu myszy zostały poddane eutanazji poprzez zwichnięcie szyjki macicy.
4. Analiza danych dla modelu zapalenia komór
- Otwórz oprogramowanie SlideBook 5.0 i kliknij "Folder" na pasku menu, aby otworzyć plik.
- Kliknij menu rozwijane kanału i wybierz "Otwórz, FITC, Cy5 itp."
- Kliknij "Normalizuj ponownie (czerwone i zielone paski)" i wybierz kanał. Przeciągnij czerwony i zielony pasek w lewo lub w prawo, aby z grubsza zoptymalizować sygnał fluorescencji.
- Kliknij "Zastosuj" i "OK", aby zaktualizować obraz.
- Kliknij "Przycisk miniatury", aby wybrać bieżący wyświetlacz jako domyślny.
- Odtwórz przechwycony obraz poklatkowy i policz toczące się i przylegające neutrofile w ciągu 5 minut.
- Aby przeanalizować tworzenie się skrzepliny płytkowej, przejdź do "Maska" i wybierz "Utwórz".
- Nazwij maskę i zaznacz "Na bieżącym obrazie".
- Kliknij "Ikona dużego ołówka" w "Narzędziu do zaznaczania" w widoku głównym.
- Pokoloruj obszar na zewnątrz naczynia w widoku głównym, aby ustawić maskę tła.
- Przejdź do "Maska", kliknij "Kopiuj tę płaszczyznę", kliknij "Kopiuj maskę w bieżącym punkcie czasowym" i wybierz "Wszystkie punkty czasowe", a następnie kliknij "OK".
- Aby obliczyć sygnał tła, przejdź do "Statystyki" i kliknij "Statystyki maski".
- Kliknij "Bieżący upływ czasu 2D lub obrazy 4D" w Zakresie obrazu i wybierz "Cała maska" w Zakresie maski. W Funkcjach wybierz "Czas, który upłynął (gg:mm:ms)" w polu Data przechwycenia, wybierz "Obszar (piksele)" w obszarze Morfometria, wybierz "Maksymalna intensywność" w obszarze Intensywność i kliknij "Eksportuj" (Ta metoda statystyczna pozwala nam obliczyć intensywność autofluorescencji (sygnał tła)).
- Otwórz plik tekstowy w MS Office Excel i oblicz średnią wartość sygnału tła w całym okresie nagrywania. Jest to intensywność fluorescencji tła.
- Aby określić intensywność skrzepliny, kliknij ponownie "Ikona dużego ołówka" w "Narzędziu do zaznaczania" w widoku głównym.
- Pokoloruj wnętrze naczynia w widoku głównym, aby ustawić sygnał płytek krwi.
- Przejdź do "Maska", kliknij "Kopiuj tę płaszczyznę", kliknij "Kopiuj maskę w bieżącym punkcie czasowym", wybierz "Wszystkie punkty czasowe" i kliknij "OK".
- Przejdź do "Statystyki" i kliknij "Statystyki maski".
- Kliknij "Bieżący upływ czasu 2D lub obrazy 4D" w Zakresie obrazu i wybierz "Cała maska" w Zakresie maski. W Obiektach wybierz "Czas, który upłynął (gg:mm:ms)" w sekcji Data schwytania, wybierz "Obszar (piksele)" w sekcji Morfometria, wybierz "Suma intensywności" w sekcji Intensywność i kliknij "Eksportuj" (ta metoda statystyczna pozwala nam obliczyć intensywność fluorescencji wewnątrz naczynia).
- Otwórz plik tekstowy w programie MS Office Excel. Sygnał fluorescencyjny płytek krwi oblicza się poprzez odjęcie średniej wartości natężenia tła x Powierzchnia (piksel) od sumy intensywności wnętrza naczynia. Jest to intensywność fluorescencji skrzepliny płytkowej.
- Powtórz to w 30 różnych żyłkach u 3-5 różnych myszy. Następnie oblicz medianę intensywności fluorescencji płytek krwi.
- Aby przeanalizować toczenie i adhezję neutrofili, przepływ neutrofili określono w ciągu 5 minut w każdej żyłce i przedstawiono jako liczbę komórek na minutę. Liczba przylegających neutrofili, które były nieruchome przez >30 sekund i powoli pełzały (<10 μm w ciągu 30 sekund), ale nie przewróciły się, została policzona i przedstawiona jako liczba komórek na 5 minut.
5. Mikroskopia przyżyciowa w przypadku zakrzepicy tętnic wywołanej laserem
5-1 Kalibracja lasera ablacyjnego
- Umieść lustrzane szkiełko na stoliku mikroskopu, nałóż niewielką kroplę wody destylowanej na górną część szkiełka i wyreguluj intensywność i ostrość za pomocą okularu.
- Otwórz "Focus Window" i wybierz zakładkę "FRAP" w oprogramowaniu SlideBook 5.0.
- Ustaw moc lasera na 40-50 i ustaw zarówno "Powtórzenia podwójnego kliknięcia", jak i "Rozmiar podwójnego kliknięcia" na 8. Zaznacz pole "Przewodnik", aby wyświetlić zestaw celowników.
- Wybierz ikonę "Strzałka" na pasku zadań u góry ekranu.
- W zakładce "Wyrównanie FRAP" kliknij "Uruchom dalej". W lewym dolnym rogu monitora powinien pojawić się mały punkt. Gdy pojawi się miejsce, kliknij dwukrotnie jego środek. Po kliknięciu powinno pojawić się kolejne miejsce powyżej i po prawej stronie pierwszego miejsca; Kliknij go dwukrotnie. Powtórz to dla 16 punktów (16. miejsce pojawi się w prawym dolnym rogu). Kliknij "Zapisz" po zakończeniu, aby zaktualizować parametry kalibracji.
- Aby przetestować dokładność kalibracji, kliknij przycisk "Środek" - na środku ekranu powinna pojawić się mała plamka. Jeśli nie, powtarzaj kalibrację, aż do uzyskania żądanej dokładności.
5-2 Powstawanie skrzepliny tętniczej wywołanej laserem
- Umieść znieczuloną mysz (patrz procedura 2-2 do 2-12) na stoliku mikroskopu.
- W oknie "Przechwyć" wybierz protokół lub utwórz nowy. Ustawienia są następujące: CY5 (ekspozycja 70 ms), Otwarta (ekspozycja 10 ms) i FITC (ekspozycja 50 ms). Obraz jest rejestrowany w ciągu 20 minut (około 2 400 punktów czasowych z interwałem 500 ms).
- Infuzja sprzężonych z mysim przeciwciałami anty-mysim CD42c Dylight 488 i Alexa Fluor 647 sprzężonymi z mysimi przeciwciałami Gr-1, jak opisano powyżej.
- Zoptymalizuj parametry mikroskopu, w tym intensywność fluorescencji i obraz w jasnym polu, zgodnie z opisem w 3-3 do 3-7.
- Kliknij przycisk "Test", aby zapewnić odpowiednią intensywność jasnego pola lub sygnał przeciwciała, umiejscowienie tętniczki i ostrość.
- Kliknij "Start", aby rozpocząć proces przechwytywania obrazu.
- Przed oddaniem strzału z lasera ablacyjnego upewnij się, że ikona wskaźnika myszy została wybrana, a ściana naczynia jest wyraźnie ostra.
- Aby wyzwolić laser, kliknij dwukrotnie w miejsce oddalone o 2-3 μm od ściany naczynia. Uszkodzenie komórek śródbłonka tętniczki powoduje wizualną zmianę kształtu, która powinna być widoczna na obrazie w jasnym polu, po której następuje akumulacja płytek krwi. Monitoruj tworzenie się skrzepliny przez 5 minut po urazie laserem.
- Pięć minut po urazie laserowym (rozmiar skrzepliny powinien być teraz stabilny) wstrzymaj i anuluj przechwytywanie. Następnie rozpocznij przechwytywanie z 2400 punktami czasowymi w odstępie 500 ms, aby rejestrować przylegające płytki krwi i toczące się/przylegające neutrofile przez 20 minut. U jednej myszy rejestruje się od trzech do pięciu tętniczek.
- Po zakończeniu eksperymentu myszy zostały poddane eutanazji poprzez zwichnięcie szyjki macicy.
6. Analiza danych dla modelu zakrzepicy tętniczej
- Przejdź do kroków od 4.1 do 4.5.
- Aby uzyskać intensywność fluorescencji tła podczas tworzenia skrzepliny płytkowej, wykonaj kroki od 4.7 do 4.14.
- Przejdź do "Maska", kliknij "Segment", wybierz FITC w kanale i wstaw średnią wartość sygnału tła na Niskim. Kliknij "Zastosuj" i "OK".
- Aby przeanalizować intensywność fluorescencji skrzepliny płytkowej (przeciwciało anty-CD42c sprzężone z Dylight 488), wykonaj kroki od 4.18 do 4.19. Aby obliczyć sygnał przeciwciała, "Suma intensywności" jest odejmowana przez sygnał tła ("Maksymalna intensywność" x "Obszar (piksele)"). Jest to intensywność fluorescencji skrzepliny płytkowej.
- Aby określić ilościowo toczące się i przylegające neutrofile, odtwórz film poklatkowy i policz liczbę komórek, które w widoczny sposób przetaczają się przez skrzeplinę płytkową w ciągu 20 minut. Walcowanie definiuje się jako zmniejszenie prędkości neutrofili podczas interakcji ze skrzepliną płytkową przez co najmniej 2 sekundy. Przylegające neutrofile definiuje się jako wszelkie neutrofile, które pozostają przyczepione do skrzepliny płytkowej przez co najmniej 2 minuty. Liczbę toczących się i przylegających neutrofili przedstawiono jako liczbę komórek na 20 minut. Prędkość toczenia została obliczona za pomocą systemu śledzenia cząstek.