$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Szpik kostny odgrywa centralną rolę w hematopoezie i stanowi główny rezerwuar monocytów, które konstytutywnie recyrkulują między krwią a miąższem rdzeniowym, odnawiają pulę krążących monocytów o krótkiej żywotności 2,3 i uczestniczą w odtwarzaniu makrofagów tkankowych i komórek dendrytycznych w stanie stacjonarnym 4. Podczas zapalenia lub po przemijającej aplazji monocyty są aktywnie mobilizowane ze szpiku kostnego lub śledziony 5, 6, 7 i kolonizują narządy objęte stanem zapalnym. W proces mobilizacji komórek szpikowych ze szpiku kostnego zaangażowanych jest kilka osi chemoatraktantu 8, 5, 6,9. Poza przedziałem szpikowym szpik kostny jest również ważnym miejscem pobudzania limfocytów T 10 i niszą pamięci immunologicznej 11,12. W związku z tym tkanka ta ma kluczowe znaczenie dla licznych badań w dziedzinie hematologii i immunologii. Nasza wiedza na temat organizacji strukturalnej komórek szpiku rdzenia wynika głównie z analizy przekroju histologicznego tkanek utrwalonych 13. Ten statyczny widok nie pozwala na badanie dynamiki wymiany komórkowej między różnymi przedziałami szpiku kostnego, która jest podstawą jego aktywności funkcjonalnej.
Obrazowanie przyżyciowe stanowi ważny wkład biologiczny w badania mobilności komórek, adherencji komórek i interakcji między komórkami, które wcześniej były opisywane tylko z systemów in vitro. Wyzwania techniczne związane z prawidłowym obrazowaniem przyżyciowym obejmują zdolność dotarcia do tkanki będącej przedmiotem zainteresowania z optycznego punktu widzenia oraz jej maksymalizację izolacji od dryftów fizjologicznych (oddech, skurcze mięśni lub perystaltyczne) lub mechanicznych (rozerwanie i wydłużenie tkanki po operacji oraz wystawienie na działanie obiektywu mikroskopu, a także zaburzenia temperatury i naczyń krwionośnych/natlenienia). Mikroskopijne dryfty mogą ograniczać zdolność do utrzymywania ostrości przez długi czas i mogą wprowadzać artefakty w kwantyfikacji ruchliwości komórek. Jedną z alternatyw, zwalidowaną dla kilku tkanek w celu zmniejszenia tych trudności technicznych, jest praca na eksplantowanej tkance inkubowanej w termostatowanym i natlenionym podłożu; Jednak całkowite zaburzenie krążenia limfatycznego i naczyniowego może być problematyczne. Obrazowanie przyżyciowe szpiku kostnego czaszki ma kilka zalet związanych z tymi kwestiami. Po pierwsze, wymaga minimalnego działania chirurgicznego. Po drugie, grubość kości w tym obszarze umożliwia bezpośrednią wizualizację nisz szpiku kostnego bez ścierania, zmniejszając w ten sposób zaburzenia fizjologiczne. Sieć rdzeniową można zobrazować w okolicy przystrzałkowej kości; Jednak sinusoidy są bardziej widoczne w okolicy czołowo-ciemieniowej, gdzie macierz kostna jest cieńsza 12,14.
Obrazowanie przyżyciowe opiera się na dostępności najdokładniejszego fluorescencyjnego reportera oznaczającego badaną populację. Znakowanie in vitro oczyszczonej populacji komórek przed transferem adoptywnym doprowadziło do istotnej charakterystyki nisz krwiotwórczych komórek macierzystych 15 lub mikrodomen śródbłonka szpiku kostnego sprzyjających wszczepieniu guza 16 i dostarczyło kilku podstawowych danych wejściowych w zakresie kluczowych pojęć w immunologii 17 . Jednak takie podejście zwykle wymaga setek tysięcy komórek, aby mieć szansę na ich późniejsze wykrycie in vivo. Można to wytłumaczyć wysoką śmiertelnością po barwieniu, rozcieńczeniem w całym ciele i zmianą stanu aktywacji, co może prowadzić do tendencyjnego naprowadzania. Endogenne znakowanie z transgenicznego systemu myszy znacznie przezwycięża te ograniczenia i umożliwia zobrazowanie zachowania endogennych osteoblastów 8, megakariocytów 18 lub podzbiorów linii szpikowej 6 . Niemniej jednak należy zachować ostrożność przy rozważaniu swoistości reportera fluorescencyjnego wśród badanego podzbioru.
Csf1r-Gal4VP16/UAS-ECFP, zwany myszą MacBlue 1, jest cennym transgenicznym systemem do badania monocytów rdzeniowych za pomocą obrazowania w czasie rzeczywistym 6. Dożylne wstrzyknięcie rodaminy-dekstranu o dużej masie cząsteczkowej odróżnia miąższ rdzeniowy od naczyniowej sieci sinusoidalnej szpiku kostnego. Dzięki takiemu podejściu możliwe jest śledzenie zachowania monocytów w różnych przedziałach rdzenia w określonym kontekście fizjopatologicznym. Ponadto proponujemy dodatkową strategię porównywania dynamiki monocytów z dynamiką neutrofili poprzez znakowanie in vivo przy użyciu specyficznego przeciwciała.