$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Wizualizacja komórek i funkcji komórkowych w całych organach, a nawet całych organizmach, cieszy się dużym zainteresowaniem od ponad 50 lat, obejmując praktycznie wszystkie części ciała2. Dlatego już w niektórych wczesnych badaniach stosowano obrazowanie przyżyciowe wątroby3,4. Jednak do tej pory istnieje kilka ograniczeń dotyczących długoterminowego, stabilnego obrazowania tkanki wątroby w wysokiej rozdzielczości.
Ze względu na anatomiczne położenie wątroby w bliskim kontakcie z przeponą i przewodem pokarmowym5, najczęstszym problemem w mikroskopowym obrazowaniu przyżyciowym jest ruch spowodowany oddychaniem i, w mniejszym stopniu, perystaltyką przewodu pokarmowego6. W porównaniu z innymi narządami litymi, operacja wątroby jest szczególnie trudna. Ze względu na gęstą strukturę mikronaczyniową, manipulacja chirurgiczna może prowadzić do masywnych zmian krwotocznych, upośledzenia mikrokrążenia7, a także aktywacji rezydentnych komórek odpornościowych, takich jak komórki Kupffera8. W związku z tym mechaniczne unieruchomienie tkanki, jak opublikowano w innym miejscu6,9, może zakłócać obrazowanie w mikroskopii przyżyciowej.
W zdrowej wątrobie, 10-15% całkowitej objętości krwi znajduje się w unaczynieniu wątroby, a narząd otrzymuje około 25% całkowitego rzutu serca10, co czyni narząd wysoce podatnym na zmiany w krążeniu (np. wahania ciśnienia krwi). W związku z tym zakłócenia w przepływie krwi w wątrobie spowodowane np. naprężeniem ścinającym, przemieszczeniem, uszkodzeniem spowodowanym nadmiernym obchodzeniem się z tkankami lub scentralizowanym krążeniem doprowadzą do sztucznych zmian w zachowaniu migracyjnym leukocytów, upośledzenia natlenienia wątroby, a tym samym dalszego uszkodzenia wątroby, wpływając na odpowiedź immunologiczną wątroby, a także na zachowanie narządów i ogólny czas życia zwierzęcia.
Wczesne badania mikroskopowe opierały się na mikroskopii epifluorescencyjnej w trybie przyżyciowym, ale kilka ograniczeń technicznych, takich jak wybielanie zdjęć i niska głębokość penetracji, ogranicza użycie tej techniki do długoterminowego obrazowania wątroby4,11,12. Wraz z rozwojem mikroskopii wielofotonowej w latach dziewięćdziesiątych XX wieku ograniczenia związane z wybielaniem zdjęć lub głębokością penetracji zostały w dużej mierze rozwiązane, ponieważ ta nowa metoda była technicznie zdolna do wykonywania badań obrazowych w praktycznie wszystkich narządach w rzeczywistych sytuacjach13-15. Jednak głównymi pozostałymi wyzwaniami w odniesieniu do obrazowania wątroby były: ruchy oddechowe, autofluorescencja tkanki wątroby, zapewnienie niezmienionego przepływu krwi w sinusoidach wątroby, a przede wszystkim stabilne obrazowanie przez dłuższe okresy trwające kilka godzin.
Chociaż kilka badań dotyczyło funkcji i migracji różnych leukocytów w wątrobie17, np. komórek NKT18-20, limfocytów T21,22, makrofagów wątrobowych23,24 lub neutrofili25, długoterminowe obrazowanie mikroskopem wielofotonowym nie zostało jeszcze pomyślnie ustalone, co jest jeszcze trudniejsze u zwierząt z ostrą lub przewlekłą chorobą wątroby ze względu na istniejące uszkodzenia, a tym samym większą podatność na dalsze Szkoda26. Jednak monitorowanie zachowań migracyjnych i funkcji komórkowych leukocytów w wątrobie w czasie rzeczywistym pozwala na uzyskanie nowych informacji na temat ich szczególnej roli w homeostazie i chorobie wątroby27.
Receptor chemokiny CXCR6 ulega ekspresji na kilku podzbiorach limfocytów, w tym na komórkach NK (natural killer), komórkach NKT i niektórych populacjach limfocytów T18,28. Wcześniejsze badania na myszach wykazały, że CXCR6 i jego pokrewny ligand CXCL16 mogą kontrolować patrolowanie komórek NKT na sinusoidach wątroby podczas homeostazy. W związku z tym opisano zastosowanie myszy CXCR6.gfp (przenoszących knock-in białka zielonej fluorescencji [gfp] w locus CXCR6) w celu zbadania migracji limfocytów w różnych narządach, takich jak mózg29, a także wątroba18,20, wykazując zwiększoną infiltrację komórek CXCR6.gfp po zapaleniu.
Dzięki metodzie przedstawionej w tym badaniu możliwe było śledzenie tych procesów przez długi okres czasu w ustabilizowanych warunkach. Procedura oparta na wielofotonowych funkcjach przyżyciowych pozwoliła na obrazowanie, które było wysoce powtarzalne przy minimalnych zaburzeniach zwierzęcia i narządu; zoptymalizowany pod kątem długoterminowej przeżywalności zwierząt dzięki szeroko zakrojonemu monitorowaniu, a następnie ścisłej kontroli oddychania i krążenia; oraz bardzo elastyczny i łatwy do adaptacji również do innych narządów miąższowych, takich jak nerki czy śledziona.