Artykuł metodologiczny

Trójwymiarowe obrazowanie układu naczyniowego i drenażu limfatycznego kręgów przy użyciu iDISCO+ i mikroskopii fluorescencyjnej arkuszy świetlnych

DOI:

10.3791/61099

⸱

22 maja 2020

 ,  , 
1Université Pierre et Marie Curie Paris, Sorbonne Université, Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière, 2Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 3Department of Neurology, Yale University School of Medicine

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przedstawiono protokół łączący oczyszczanie tkanek z mikroskopią fluorescencyjną (LSFM) w celu uzyskania trójwymiarowych i komórkowych obrazów naczyń limfatycznych i węzłów chłonnych (LN) zbierających płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF) i płyn zewnątrzoponowy rdzeniowy.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Układ limfatyczny związany z ośrodkowym układem nerwowym (OUN) obejmuje układ limfatyczny, który krąży wokół mózgu, rdzeń kręgowy i powiązane z nim LN. Układ limfatyczny związany z OUN bierze udział w drenażu makrocząsteczek płynu mózgowo-rdzeniowego i komórek odpornościowych opon mózgowych w kierunku LN drenujących OUN, regulując w ten sposób usuwanie odpadów i nadzór immunologiczny w tkankach OUN. Zaprezentowano nowatorskie podejście do uzyskiwania trójwymiarowych (3D) i komórkowych obrazów węzłów chłonnych związanych z OUN przy jednoczesnym zachowaniu integralności ich obwodów w otaczających tkankach. Protokół iDISCO+ służy do znakowania immunologicznego naczyń limfatycznych w odwapnionych i oczyszczonych preparatach całego mocowania kręgosłupa, które są następnie obrazowane za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej arkusza świetlnego (LSFM). Technika ta ujawnia trójwymiarową strukturę sieci limfatycznej łączącej przestrzenie oponowe i zewnątrzoponowe wokół rdzenia kręgowego z zewnątrzkręgowymi naczyniami limfatycznymi. Dostarczono obrazy 3D obwodów drenażowych znaczników molekularnych wcześniej wstrzykniętych do płynu mózgowo-rdzeniowego przez cisterna magna lub miąższ rdzenia piersiowo-lędźwiowego. Podejście iDISCO+/LSFM daje bezprecedensowe możliwości zbadania struktury i funkcji układu limfatycznego związanego z OUN w biologii nerwowo-naczyniowej, neuroimmunologii, raku mózgu i kręgów lub biologii kości i stawów kręgów.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

OUN jest otoczony przez płyn mózgowo-rdzeniowy i nakładające się warstwy opon mózgowych, tkanki zewnątrzoponowej i kości. Ogólnie rzecz biorąc, płyn mózgowo-rdzeniowy zapewnia fizyczną ochronę miękkiego mózgu i rdzenia kręgowego. Jest wydzielany głównie przez splot naczyniówkowy i błony oponowe (tj. pia mater, pajęczynówkę i oponę twardą). Kompleks płynu mózgowo-rdzeniowego tworzy również funkcjonalny interfejs między tkankami OUN a resztą ciała, przyczyniając się w ten sposób do homeostazy OUN. Po pierwsze, płyn mózgowo-rdzeniowy przenika do miąższu OUN przez przestrzenie przytętnicze OUN i dynamicznie oddziałuje z płynem śródmiąższowym (ISF)1 za pośrednictwem układu glimfatycznego (glejowo-limfatycznego), który składa się z przestrzeni przynaczyniowych i błon astrocytów końcowo-stopowych wokół naczyń OUN2,3,4. Odpady przemiany materii i nadmiar płynów są następnie ostatecznie usuwane przez śródścienny drenaż okołonaczyniowy bezpośrednio z miąższu mózgu w kierunku krążenia ogólnoustrojowego3, a także przestrzeni przyżylnych w kierunku płynu mózgowo-rdzeniowego i przez drenujące mózg naczynia limfatyczne, zgodnie z modelem glimfatycznym2,4. Odpływ płynu mózgowo-rdzeniowego odbywa się głównie przez układ limfatyczny, przez płytkę cribriform i związane z nią pozaczaszkowe naczynia limfatyczne5,6,7, a także przez naczynia limfatyczne opon mózgowych, które zbiegają się w drenującym mózg LNs8,9,10,11,12 (Rysunek 1). Ważną, choć drugorzędną, rolę w odpływie płynu mózgowo-rdzeniowego odgrywają kosmki pajęczynówkowe czaszki, które przenikają przez lukę w zatokach żylnych opon mózgowych13.

Obwody drenażowe CFS zostały gruntownie zbadane za pomocą eksperymentalnych podejść opartych na wstrzyknięciu kolorowych/fluorescencyjnych znaczników do OUN lub płynu mózgowo-rdzeniowego, a następnie na obrazowaniu wzoru znaczników wewnątrz OUN oraz w narządach i tkankach ciała w różnych punktach czasowych po wstrzyknięciu13. Przez długi czas uważano, że odpływ płynu mózgowo-rdzeniowego jest wyłącznie i bezpośrednio odpowiedzialny za krążenie krwi, poprzez kosmki pajęczynówki wystające do zatok żylnych opony twardej13. Jednak odpływ płynu mózgowo-rdzeniowego jest wykonywany głównie przez naczynia limfatyczne, jak ostatnio wykazano w dynamicznej podczerwieni (NIR) obrazowaniu transportu znacznika wstrzykniętym płynem mózgowo-rdzeniowym u myszy9,10. Naczynia limfatyczne drenujące płyn mózgowo-rdzeniowy następnie zawracają limfę do krwiobiegu przez prawą żyłę podobojczykową. Komplementarne aplikacje wykryły zarówno pozaczaszkowe6,7,13, jak i wewnątrzczaszkowe9,10,11,12 wyjść limfatycznych znaczników wstrzykniętych płynem mózgowo-rdzeniowym i sugerują, że płyn mózgowo-rdzeniowy jest wchłaniany przez dwie drogi limfatyczne, jedną zewnętrzną, a drugą wewnętrzną do czaszki i kręgu kolumna. Główna część drenażu płynu mózgowo-rdzeniowego szybko zachodzi przez naczynia limfatyczne zlokalizowane rostralnie, na zewnątrz czaszki w błonie śluzowej nosa, przez kanały płytki krzyżowej kości sitowej3,6,13 oraz, doogonowo, poza kośćmi kręgów lędźwiowo-krzyżowych przez drogi grzbietowo-boczne, które nie są jeszcze w pełni scharakteryzowane7,14. Ponadto w oponach mózgowych czaszki naczynia włosowate limfatyczne opony twardej bezpośrednio absorbują płyn mózgowo-rdzeniowy i komórki odpornościowe opony mózgowej w kierunku kolektorów limfatycznych opony twardej, które przecinają kości czaszki i łączą się z drenującymi OUN LNs12,14. Te naczynia limfatyczne opon mózgowych odgrywają ważną rolę w patofizjologii OUN, ponieważ limfy opon mózgowych zmieniają się wraz z wiekiem, a także wpływają na wyniki neurologicznych chorób mózgu, w tym neurodegeneracji, zapalenia nerwów i raka mózgu15,16,17. Dlatego unaczynienie limfatyczne związane z OUN (tj. Opona twarda i obwodowe naczynia limfatyczne drenujące płyn mózgowo-rdzeniowy) może być obiecującym nowym celem w zwalczaniu chorób OUN u ludzi.

Zbieżne badania przeprowadzone za pomocą immunohistologii i rezonansu magnetycznego o wysokiej rozdzielczości wykazały, że układ limfatyczny opon mózgowych występuje również u naczelnych, w tym u małp marmozet i ludzi7,11,13. Co więcej, naczynia limfatyczne opony mózgowej nie są ograniczone do czaszki, ale rozciągają się w obrębie kręgosłupa do powierzchni zwojów kręgowych i rami13,18. Niedawno przeprowadzono trójwymiarowe (3D) obrazowanie układu limfatycznego kręgosłupa z zachowaniem ogólnej anatomii znakowanych próbek kręgów i kręgosłupa, w tym leżących nad nimi kości, mięśni, więzadeł, a także sąsiednich tkanek trzewnych14. Protokół iDISCO+19,20 został użyty do immunoznakowania odwapnionych i oczyszczonych preparatów całej kolumny kręgowej przeciwciałami specyficznymi dla układu limfatycznego przeciwko receptorowi błonowemu LYVE121 lub czynnikowi transkrypcyjnemu PROX122. Akwizycję i analizę obrazu przeprowadzono następnie za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej arkuszy świetlnych (LSFM) i oprogramowania Imaris. LSFM pozwala na szybkie i minimalnie inwazyjne obrazowanie 3D dużych próbek poprzez osiowe ograniczenie oświetlenia, co skutkuje zmniejszonym fotowybielaniem i fototoksycznością23.

Podejście iDISCO+/LSFM pozwala na scharakteryzowanie odrębnych warstw naczyń limfatycznych opony twardej i zewnątrzoponowej, a także połączenia tego układu naczyniowego z zewnątrzkręgowymi obwodami limfatycznymi i LN sąsiadującymi z kręgosłupem. Protokół zastosowano do tkanek, którym wcześniej wstrzyknięto znaczniki fluorescencyjne w celu wykazania drenażu kanału kręgowego. Niniejszy artykuł zawiera szczegółowe informacje na temat metodologii iDISCO+/LSFM do obrazowania unaczynienia limfatycznego kręgów i ilustruje jej znaczenie dla badania płynu mózgowo-rdzeniowego i płynu zewnątrzoponowego.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie procedury in vivo użyte w tym badaniu były zgodne ze wszystkimi odpowiednimi przepisami etycznymi dotyczącymi testów i badań na zwierzętach, zgodnie z wytycznymi Wspólnoty Europejskiej dotyczącymi eksperymentalnego wykorzystania zwierząt (L358-86/609EEC). Badanie uzyskało aprobatę etyczną Komitetu Etycznego INSERM (nr 2016110111126651) oraz Komitetu ds. Opieki nad Zwierzętami i Ich Wykorzystania ICM (Institut du Cerveau et de la Moelle épinière).

1. Przygotowanie

  1. Przygotuj następujące narzędzia preparacyjne do operacji: skalpel (1), mikrokleszcze (2), kleszcze (1), nożyczki do preparacji i klipsy do szwów Michela. Przygotuj igły 26 g (0,45 mm x 13 mm), strzykawkę 1 ml i mikrostrzykawkę 10 μl.
  2. Pobrać mikrokapilary za pomocą jednoetapowego protokołu w temperaturze 67,5 °C za pomocą szklanego ściągacza do mikropipet. Przygotować dwie mikrokapilary na wstrzyknięcie.
  3. Przygotuj odczynniki do obrazowania drenażu limfatycznego (Tabela 1): koniugat albuminy jaja kurzego Alexa Fluor 555 (OVA-A555, 2 mg/ml w 1x sól fizjologiczna buforowana fosforanem [PBS]) i przeciwciało anty-LYVE1 (1 mg / ml w 1x PBS).
  4. Przygotować przeciwciała (Tabela 1) dla iDISCO+. W przypadku przeciwciał pierwszorzędowych należy użyć poliklonalnego przeciwciała anty-LYVE1 królika (1:1,600) i koziego przeciwciała poliklonalnego IgG anty-PROX1 (1:2,000). W przypadku przeciwciał drugorzędowych użyj Alexa Fluor donkey anti-rabbit-568, donkey anti-rabbit-647 i donkey anti-goat-647 (1:2,000).

2. Zabiegi chirurgiczne dla iniekcji wewnątrzcisterna magna (ICM) i piersiowo-lędźwiowych (ThLb)

  1. Przygotowanie zwierzęcia do zabiegu
    1. Użyj dorosłych samców i samic myszy C57BL6/J w wieku 8–12 tygodni.
    2. Wstrzyknąć myszy dootrzewnowo (IP) 0,015 mg/ml roztworu buprenorfiny rozcieńczonego w 0,9% chlorku sodu w stężeniu 0,1 mg/kg, 15 minut przed zabiegiem.
    3. Znieczulij mysz w pudełku indukcyjnym z 2-3% gazem izofluranowym.
  2. Przygotowanie znieczulonego zwierzęcia do wstrzyknięcia znacznika
    1. Umieść znieczuloną mysz i jej poduszkę grzewczą na aparacie stereotaktycznym. Użyj pasków usznych, aby przytrzymać głowę myszy i połóż ciało pod kątem ~135° do głowy lub unieruchomij rdzeń kręgowy na poziomie kręgów ThLb (Th12-L1) za pomocą adaptera rdzeniowego. Uszczypnij ogon lub łapę kleszczem, aby sprawdzić skuteczność znieczulenia.
    2. Wstrzyknij IP 200 μl 0,9% chlorku sodu w celu nawodnienia myszy.
    3. Za pomocą ostrza skalpela wykonaj nacięcie skóry, albo w okolicy potylicznej w kierunku odcinka szyjnego w przypadku wstrzyknięcia ICM, albo na poziomie kręgów ThLb (Th10-L3) w celu wstrzyknięcia do miąższu rdzeniowego ThLb.
  3. Wstrzyknięcie znacznika
    1. Odrzuć mięśnie przyszyjkowe i przykręgosłupowe pokrywające szyję i kolumnę, aby uwidocznić powierzchnię opony twardej, najbardziej zewnętrznej warstwy opon
      2. mózgowych.
    2. Ostrożnie nakłuć centralny obszar opony twardej i leżącą pod nią pajęczynówkę za pomocą igły 26 G.
    3. Implantacja mikrokapilarna
      1. Odciąć 2 mm szklaną końcówkę kapilary (patrz krok 1.2), a następnie użyć mikrokapilary połączonej z kaniulą połączoną ze strzykawką o pojemności 10 μl, aby odessać 2−8 μl przeciwciała OVA-A555 lub LYVE1.
      2. Wprowadzić mikrokapilarnę w przyśrodkowej okolicy opony twardej pod kątem 30° w przypadku iniekcji ICM lub pod kątem 10° w przypadku iniekcji rdzeniowych ThLb i wepchnąć ją do 1,5 mm poniżej opony twardej.
        UWAGA: Więzadło jest przebite, ale nie wykonuje się laminektomii.
      3. Dodaj 10 μl kleju chirurgicznego, aby zamknąć nacięcie wokół szklanej kapilary i poczekaj, aż wyschnie.
    4. Powoli wstrzykiwać znacznik fluorescencyjny w tempie 1 μl/min. Po dostarczeniu objętości wstrzyknięcia należy utrzymać kapilar na miejscu przez 1 minutę. Cofnij mikrokapilę i dodaj klej chirurgiczny, aby zamknąć otwór iniekcyjny.
  4. Po wstrzyknięciu zamknij nacięcia skóry klipsami do szwów. Wyjąć mysz z aparatu stereotaktycznego i umieścić ją w pooperacyjnej komorze rozgrzewającej w temperaturze 37 °C, aż wyzdrowieje.

3. Perfuzja i rozwarstwienie tkanek

  1. Po 15 minutach lub 45 minutach od wstrzyknięcia znacznika płynu mózgowo-rdzeniowego należy wstrzyknąć IP śmiertelną dawkę (100 μl) pentobarbitalu sodu. Uszczypnij ogon lub łapę, aby sprawdzić, czy nie ma odruchu.
  2. Nożyczkami preparacyjnymi przeciąć skórę i otworzyć warstwę otrzewnej od dolnej części brzucha w kierunku klatki piersiowej. Otwórz klatkę piersiową nożyczkami, aby mieć dostęp do serca.
  3. Włóż igłę 26 G do lewej komory serca i zacznij perfuzję z 20 ml lodowatego 4% paraformaldehydu (PFA) w 1x PBS przy 2 ml / min. Użyj nożyczek, aby szybko przeciąć prawy przedsionek i uwolnić strumień płynu perfuzyjnego.
  4. Całkowicie usuń skórę kleszczami i odetnij cztery nogi nożyczkami. Usuń wszystkie narządy wewnętrzne, ale uważaj, aby zachować LN w stanie nienaruszonym.
    UWAGA: LN żuchwy są powierzchowne, dlatego należy uważać, aby ich nie usunąć podczas odcinania skóry. LN głębokiej szyjki macicy (dcLNs) znajdują się po obu stronach tchawicy, w kontakcie z boczną powierzchnią wewnętrznych żył szyjnych i blisko mięśni stereomastoidowych.
  5. Przetnij żebra, aby usunąć kręgosłup z rdzeniem kręgowym w środku od odcinka szyjnego do odcinka lędźwiowego.
  6. Zanurz wypreparowane tkanki w lodowatym 4% PFA w 1x PBS w probówce 50 ml na noc (~18 h) w temperaturze 4 °C. Umyj utrwalone chusteczki 3x w 50 ml 1x PBS przez 5 min.

4. Makroskopia fluorescencyjna segmentu kręgowego

  1. Umieścić próbkę pod fluorescencyjnym mikroskopem stereozoomowym za pomocą kamery (Tabela materiałów). Zapoznaj się z omówieniem próbki lub powiększ określony region.

5. Przygotowanie próbki do barwienia immunologicznego całego wierzchowca

  1. Za pomocą ostrza mikrotomowego przeciąć poprzecznie głowę i kręgosłup na poziomie potylicznym i szyjnym szyjki macicy.
    UWAGA: Ta sekcja umożliwia odizolowanie głowy i okolicy kręgu szyjnego od reszty kręgosłupa.
  2. Za pomocą ostrza mikrotomowego przetnij odcinek szyjny, piersiowo-lędźwiowy i krzyżowy kręgosłupa poprzecznie na segmenty po 2−4 kręgi o wielkości około 0,5 cm każdy.
  3. Wyizoluj każdy segment w kolejności, w jakiej został oddzielony od osi kręgu, na całej długości odcinka szyjnego i piersiowego kręgosłupa. Każdą próbkę należy przechowywać w probówce o pojemności 2 ml 1x PBS.

6. iDISCO+ barwienie immunologiczne całego odcinka kręgu

UWAGA: Szczegółowy opis protokołu iDISCO+ jest dostępny na stronie http://www.idisco.info.

  1. Dzień 1: Odwodnienie tkanek
    1. Odwodnić próbki tkanki kręgowej (tj. Segment kręgu) przez kolejne zanurzenie w 20%, 40%, 60%, 80% i 100% metanolu w 1x PBS przez 1 godzinę z mieszaniem.
    2. Próbki inkubować przez noc w roztworze 33% metanolu/66% dichlorometanu (DCM) w temperaturze pokojowej (RT) z mieszaniem.
  2. Dzień 2: Wybielanie tkanek
    1. Przemywać próbki 2x 100% metanolem przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej. Próbki inkubować w 5% H2O2 w metanolu (30% H2O2 i metanolu 1:5 v/v) w temperaturze 4 °C przez noc.
  3. Dzień 3: Etap odwapnienia i przepuszczalności
    1. Próbki należy stopniowo hydratenować w 80%, 60%, 40%, 20% metanolu, a następnie w 1x PBS (1 h w każdym roztworze) w temperaturze pokojowej z mieszaniem.
    2. Odwapnić kręgi, inkubując próbki w roztworze Morse'a (10% cytrynian trisodowy i 45% kwas mrówkowy 1:1 v/v) przez 30 minut w temperaturze pokojowej w celu zachowania struktury kości.
    3. Przepłukać próbki 2x 1x PBS i inkubować 2x przez 1 godzinę w roztworze PTx2 (0,2% Triton X-100 w 1x PBS, odnowić do drugiej inkubacji) w temperaturze pokojowej z mieszaniem. Następnie inkubować próbki poddane wstępnej obróbce w roztworze permeabilizacyjnym (PTx2 z 20% dimetylosulfotlenku [DMSO] i 2,3% w/v glicyny) w temperaturze 37 °C przez 24 godziny.
  4. Dzień 4: Etap blokowania
    1. Próbki inkubować w roztworze blokującym (PTx2 z 6% surowicą osła i 10% DMSO) w temperaturze 37 °C przez 24 godziny.
  5. Dni 5−16: Znakowanie immunologiczne całej góry
    1. Inkubować próbki w pierwotnym przeciwciałie rozcieńczonym w PTwH (1x PBS zawierający 0,2% Tween-20 i 0,1% heparyny w stężeniu 10 mg / ml w 1x PBS) z 5% DMSO / 3% surowicy osła w temperaturze 37 °C przez 6 dni. Umyj próbki 4−5x w PTwH w temperaturze pokojowej z mieszaniem przez noc.
    2. Próbki inkubować w drugorzędowych rozcieńczeniach przeciwciał w PTwH z 3% surowicą osła w temperaturze 37 °C przez 4 dni. Próbki należy umyć w PTwH 4−5x w temperaturze pokojowej pod mieszaniem przez noc przed opróżnieniem.
  6. Dzień 17 i 18: Oczyszczanie tkanek iDISCO+
    1. Próbki odwadniać stopniowo, kolejno zanurzając je w 1 x PBS, następnie 20%, 40%, 60%, 80% i 2x w 100% metanolu (1 h w każdym roztworze). Każdą próbkę inkubować przez noc w roztworze 33% metanolu/66% DCM.
    2. Myć 2x w 100% DCM przez 15 minut, aby usunąć metanol. Inkubować w eterze dibenzylowym (DBE) bez wstrząsania aż do oczyszczenia (4 h), a następnie przechowywać w DBE w temperaturze pokojowej przed obrazowaniem.

7. Obrazowanie LSFM

  1. Próbkowanie oczyszczonych z obrazu w płaszczyźnie poprzecznej za pomocą LSFM wyposażonego w obiektyw 4x/0,3.
    1. Użyj jednostronnej konfiguracji z trzema arkuszami, stała pozycja x (bez dynamicznego ustawiania ostrości). Używaj laserów LED dostrojonych do 561 nm, 100 mW; i 639 nm, 70 mW. Ustaw przysłonę numeryczną arkusza świetlnego na 30%.
    2. Używaj różnych filtrów emisji: 595/40 dla Alexa Fluor-568 lub -555 i -680/30 dla Alexa Fluor-647.
  2. Napełnij komorę mikroskopu DBE.
  3. Kupuj stosy z krokami 2,5 μm z i czasem naświetlania 30 ms na krok z aparatem (tabela materiałów). Użyj zoomu optycznego x2, aby uzyskać efektywne powiększenie (x8), 0,8 μm/piksel i wykonuj akwizycje mozaiki z 10% nałożeniem na całą klatkę.
  4. Pobieraj obrazy w formacie .tif za pomocą oprogramowania do akwizycji i konwertuj je do formatu 3D za pomocą oprogramowania do konwersji plików.
  5. Rekonstrukcja akwizycji mozaik za pomocą oprogramowania do zszywania (tabela materiałów). Otwórz obrazy i przesuń je ręcznie, aby odtworzyć cały obraz mozaiki, używając 10% nakładania się obrazów jako wskazówki.
  6. Użyj oprogramowania 3D (Tabela materiałów), aby wygenerować ortogonalne rzuty danych, jak pokazano w Rysunek 1, Rysunek 2, Rysunek 3 i Rysunek 4, a następnie dodaj atrybut kodu koloru do naczyń limfatycznych i innych struktur anatomicznych na wyświetlaczu. Ustaw poprawkę gamma 1,47 do surowych danych uzyskanych z LSFM zgodnie z instrukcjami producenta.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Obrazowanie 3D układu limfatycznego kręgów
Rysunek 1 przedstawia etapy procedury iDISCO+/LSFM oraz obraz LSFM obwodów limfatycznych wewnątrz kanału kręgowego kręgów ThLb poddanych działaniu iDISCO+. Połączenie iDISCO+ z LSFM zachowało anatomię kręgów i uchwyciło widok limfatycznej sieci naczyniowej (tj. naczyń wewnątrzkręgowych połączonych z naczyniami zewnątrzkręgowymi wychodzącymi grzbietowo i bocznie z trzonu kręgu) w otaczających kościach, więzadłach, mięśniach i zwojach nerwowych.

Makroskopia fluorescencyjna obrazowania drenażu dcLN
W celu zobrazowania drenażu makromolekularnego w układzie limfatycznym związanym z OUN, znaczniki makromolekularne podawano in vivo przez wstrzyknięcie do płynu mózgowo-rdzeniowego lub miąższu rdzeniowego. Znacznik makromolekularny może być łatwo dostarczony do płynu mózgowo-rdzeniowego w cisterna magna. Cisterna magna znajduje się między móżdżkiem a grzbietową powierzchnią rdzenia przedłużonego, powyżej otworu wielkiego. Znacznik makromolekularny może być również wstrzykiwany do miąższu rdzenia kręgowego za pomocą operacji stereotaktycznej na różnych poziomach wzdłuż kręgosłupa.

Użyte znaczniki makromolekularne były albo bezpośrednio znakowane fluoroforem, albo wykrywane pośmiertnie przez immunohistochemię z określonymi przeciwciałami. Rysunek 2A ilustruje eksperymentalny plan śledzenia OVA-A555, czerwonego fluorescencyjnego znacznika o małej masie cząsteczkowej (około 45 kDa), który został wstrzyknięty do płynu mózgowo-rdzeniowego (Rysunek 2B) lub obszaru ThLb rdzenia kręgowego (Rysunek 2C).

Po 45 minutach od wstrzyknięcia znacznika makromolekularnego, myszy zostały uśmiercone, perfundowane 4% PFA i przetworzone w celu wyizolowania wypreparowanych segmentów obszaru pnia mózgu głowy i kręgosłupa, które zostały odwapnione i wyjaśnione. Drenaż makromolekularny został następnie łatwo oceniony za pomocą makroskopii fluorescencyjnej obrazowania LN, które zbierają płyn mózgowo-rdzeniowy i płyny zewnątrzoponowe. Jak pokazano w Rysunek 2, wstrzyknięcie OVA-A555 do płynu mózgowo-rdzeniowego (Rysunek 2B) lub ThLb (Rysunek 2C) spowodowała akumulację OVA-A555 do dcLN w 45 minut po wstrzyknięciu. Obserwacja ta wskazuje na wychwyt i drenaż znacznika fluorescencyjnego przez układ limfatyczny; jest to warunek wstępny przed przystąpieniem do procedury iDISCO+/LSFM w celu zobrazowania drenażu limfatycznego kręgów.

3D obrazowanie drenażu makromolekuł w układzie limfatycznym kręgów
Opierając się na wykrywaniu znakowania OVA-A555 w DCLN, procedura iDISCO+/LSFM może być stosowana do odwapnionych i wstępnie oczyszczonych próbek kręgów wyizolowanych od myszy, którym wstrzyknięto OVA-A555. Takie podejście pozwoliło na stworzenie mapy 3D drenażu limfatycznego płynu mózgowo-rdzeniowego i płynu zewnątrzoponowego w określonym punkcie czasowym po wstrzyknięciu znacznika. To mapowanie 3D można przeprowadzić poprzez obrazowanie kolejnych segmentów OUN, na każdym poziomie kręgosłupa, od punktu wstrzyknięcia.

Rysunek 3A pokazuje eksperymentalny projekt wstrzyknięcia OVA-A555 do miąższu rdzeniowego ThLb i wynikowy wzór 3D dystrybucji OVA-A555 w odcinku kręgowym szyjnym i piersiowym, w połączeniu z naczyniem limfatycznym. Po 45 minutach od wstrzyknięcia OVA-A555 wykryto akumulację OVA-A555 w tkankach rdzenia kręgowego i dcLN (białe strzałki w Rysunek 3B), zgodnie z obserwacjami mikroskopowymi zilustrowanymi na Rysunek 2. Nie wykryto go jednak w unaczynieniu limfatycznym szyjki macicy i klatki piersiowej znakowanym przeciwciałami anty-LYVE1. Brak znacznika wstrzykniętego przez płyn mózgowo-rdzeniowy w naczyniach limfatycznych kręgów może być spowodowany albo krótkim czasem utrzymywania się znacznika w naczyniach limfatycznych, albo brakiem wychwytu znacznika przez naczynia limfatyczne (Rysunek 3C).

Aby przetestować pierwszą hipotezę, królicze przeciwciało anty-LYVE1 zostało użyte jako znacznik komórki śródbłonka limfatycznego do wiązania naczyń limfatycznych związanych z OUN. Wstrzyknięte królicze przeciwciało anty-LYVE1 zostało następnie wykryte za pomocą immunohistochemii z przeciwciałem drugorzędowym przeciwko królikowi, podczas gdy komórki śródbłonka limfatycznego zostały znakowane immunologicznie przeciwciałami anty-PROX1. Rysunek 4 przedstawia eksperymentalny projekt iniekcji anty-LYVE1 do miąższu rdzeniowego ThLb (Rysunek 4A) i wynikowy wzór rozkładu 3D przeciwciał LYVE1 w segmencie ThLb blisko miejsca wstrzyknięcia, w odniesieniu do limfy PROX1+ (Rysunek 4B). Zarówno kręgowe węzły chłonne, jak i ich zewnątrzkręgowe połączenia limfatyczne były znakowane wstrzykniętymi przeciwciałami anty-LYVE1, które potwierdzały wychwyt znacznika przez naczynia limfatyczne kręgów i drenaż limfatyczny w kierunku zewnątrzkręgowego układu limfatycznego. LN brakowało w regionie ThLb, a zatem nie można było ich zobrazować w obrazowanym segmencie. Co więcej, nieciągły wzór markera LYVE1 obserwowany wzdłuż naczyń limfatycznych prawdopodobnie odzwierciedlał nieciągłą ekspresję LYVE1 w układzie limfatycznym, jak podano w poprzednich badaniach14,21. Podsumowując, wyniki niniejszego badania wykazały, że po 45 minutach od wstrzyknięcia znacznika przeciwciało LYVE1, ale nie OVA-A555, umożliwiało wykrycie lokalnego wychwytu limfatycznego kręgów i było preferowane niż OVA-A555 jako trwały marker miejscowego drenażu limfatycznego kręgów.

figure-results-1
Rycina 1: Trójwymiarowy widok układu naczyniowego limfatycznego kręgów. (A) Schematyczne przedstawienie protokołu. (B) Rzutowanie płaskie widoku 3D naczyń limfatycznych kręgów ThLb z perspektywy grzbietowo-czołowej. Naczynia limfatyczne zostały znakowane immunologicznie przeciwciałem anty-PROX1 (kolor zielony) przy użyciu protokołu iDISCO+, a następnie zobrazowane za pomocą LSFM. Zwróć uwagę na metametyczny wzór naczyń krwionośnych w kanale kręgowym trzech kolejnych kręgów (białe groty strzałek). Oprócz półkolistych naczyń grzbietowych (białe groty strzał), każda sieć kręgowa obejmowała gałęzie brzuszne (żółte strzałki), obustronne boczne drogi wyjściowe wzdłuż rami rdzenia kręgowego i zwojów (białe strzałki), a także grzbietową drogę wyjściową na linii środkowej (biała podwójna strzałka). Sieci kręgowe były połączone ze sobą naczyniem podłużnym (fioletowe strzałki). Pełny opis można znaleźć w Jacob L. et al.18 SC = rdzeń kręgowy; Gwiazdka = brzuszny trzon kręgu; D = grzbietowy; L = boczny; V = brzuszny; Podziałka = 300 μm. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-2
Rysunek 2: dcLN zebrały płyny płynów płynu mózgowo-rdzeniowego znakowane OVA-A555. (A) Schemat projektu eksperymentalnego. OVA-A555 wstrzyknięto do miąższu rdzeniowego ICM lub ThLb, a następnie myszy uśmiercono 45 minut po wstrzyknięciu. Próbki oczyszczono i obserwowano za pomocą obrazowania fluorescencyjnego w makroskopie (B,C). Fluorescencyjne obrazy makroskopowe kręgów szyjnych od myszy, którym wstrzyknięto ICM- (B) i ThLb- (C). Należy zauważyć, że OVA-A555 gromadzi się w dcLN (B, C, białe groty strzałek), przestrzeniach pialnych i przynaczyniowych rdzenia kręgowego szyjnego (B, C) oraz po wstrzyknięciu ICM, w brzuszno-bocznych drogach wyjściowych, prawdopodobnie wzdłuż nerwów szyjnych (B, białe strzałki). SC = rdzeń kręgowy. Gwiazdka = brzuszny trzon kręgu; D = grzbietowy; L = boczny; V = brzuszny; Podziałka w B i C = 2 mm. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-3
Rycina 3: Wykrywanie płynów płynów płynów płynu mózgowo-rdzeniowego znakowanych OVA-A555 w układzie limfatycznym kręgów. (A) Schemat projektu eksperymentalnego. OVA-A555 wstrzyknięto do miąższu rdzenia kręgowego ThLb, a następnie myszy uśmiercono po 45 minutach od wstrzyknięcia. Próbki poddano działaniu protokołu iDISCO+ i zobrazowano za pomocą LSFM. (B,C) Rzuty płaskie przednich widoków 3D uchwyconych przez LSFM segmentów kręgosłupa szyjnego (B) i piersiowego (C). Akumulację OVA-A555 (czerwoną) wykryto w tkankach rdzenia kręgowego i dcLN (B, biała strzałka), jak pokazano na Rycina 2, ale nie w układzie limfatycznym szyjki macicy i piersi znakowanym immunologicznie przeciwciałami anty-LYVE1 (zielony). SC = rdzeń kręgowy; Gwiazdka = brzuszny trzon kręgu; D = grzbietowy; L = boczny; V = brzuszny; Podziałka = 1 mm (B), 300 μm (C). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-4
Rycina 4: Wykrywanie drenażu limfatycznego kręgów po dordzeniowym wstrzyknięciu przeciwciał anty-LYVE1. (A) Schemat projektu doświadczalnego. Przeciwciała anty-LYVE1 wstrzyknięto do miąższu rdzenia kręgowego ThLb, a następnie myszy uśmiercono 45 minut po wstrzyknięciu. Próbki poddano działaniu protokołu iDISCO+ i zobrazowano za pomocą LSFM. (B). Rzuty płaskie frontalnych widoków 3D segmentu kręgosłupa ThLb (B), uchwycone za pomocą LSFM. Przeciwciała anty-LYVE1 wykryto za pomocą przeciwciał anty-króliczych (fioletowy), a naczynia limfatyczne za pomocą przeciwciał anty-PROX1 (zielony). Białe naczynia to limfatyki PROX1 + znakowane przeciwciałami anty-LYVE1 (B); Należą do nich limfy kręgowe (żółte strzałki) i zewnątrzkręgowe (podwójne żółte strzałki). SC = rdzeń kręgowy; Gwiazdka = brzuszny trzon kręgu; D = grzbietowy; L = boczny; V = brzuszny; Podziałka = 300 μm (B). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

OdczynnikicelrysunekKrok protokołukomentarz
OVA-A555Znacznik płynu mózgowo-rdzeniowegoRysunek 2 i Rysunek 32. Wtrysk ICM lub ThLb
7. Obrazowanie LSFM.		Rozpuszczalny w wodzie, łatwy do wstrzykiwania i o wysokiej intensywności fluorescencji
Przeciwciało anty-Lyve1Marker błonowy komórek LVWykres 36. iDISCO+ cała mocowanie immnunostaining.
7. Obrazowanie LSFM.		Skuteczne przeciwciało przeciwko barwieniu całego wierzchowca
Drenaż znacznikowy opon twardych i zewnątrzoponowychWykres 42. Wtrysk ICM lub ThLb
6. iDISCO+ cała mocowanie immnunostaining
7. Obrazowanie LSFM
Przeciwciało anty-Prox1Marker jądrowy komórek LVRysunek 1 i Rysunek 46. iDISCO+ całe mocowanie immnunostaining
7. Obrazowanie LSFM		Skuteczne przeciwciało przeciwko barwieniu immunologicznemu całej góry

Tabela 1: Przeciwciała i znaczniki użyte w badaniu.

problemMożliwa przyczynarozwiązanie
Operacja wstrzyknięcia znacznikaNiepożądane uszkodzenie tkanki OUN1. Brak kontroli wprowadzania kapilar szklanych
2. Nieprawidłowa głębokość wprowadzenia kapilary szklanej		1. Ostrożnie nakłuć, ale w całości, oponę twardą igłą 26 G przed wprowadzeniem szklanej kapilary.
2. Zmniejsz głębokość wprowadzenia szklanej kapilary (<1,5 mm od opony twardej).
3. Zmniejsz średnicę szklanej kapilary.
Niechciane zbezczeszczenie wstrzykniętego znacznika do przestrzeni zewnątrzoponowej lub zewnątrzkręgowejNieprawidłowe wstrzyknięcie znacznika1. Sprawdź, czy szklana mikrokapilara została dobrze włożona do narzutu opony twardej.
2. Dodaj klej chirurgiczny między szklaną mikrokapilarą a otaczającą tkanką przed wstrzyknięciem znacznika.
Nadmierna objętość wstrzykniętego znacznikaZmniejszyć objętość wstrzykiwanego znacznika (<2 μl).
iDISCO+ barwienie immunologiczneBrak, niejednorodność lub nadmierne tło etykietowania w tkance1. Problemy ze stężeniem przeciwciała pierwszorzędowego
2. Niewystarczająca przepuszczalność
3. Niewystarczające pranie
4. Niewystarczające rozliczenie		Zwiększ liczbę i/lub czas etapów inkubacji: permebilizacji, świszczącego mieszania, przeciwciała pierwotnego i oczyszczania. Zobacz http://www.idisco.info (CZĘSTO ZADAWANE PYTANIA I ROZWIĄZYWANIE PROBLEMÓW).
Niewystarczające odwapnienieZastosuj bardziej rygorystyczną obróbkę odwapniania próbki za pomocą EDTA21 lub roztworu Morse'a, szczególnie w przypadku tkanek głowy.
iDISCO+ czyszczeniePróbki są nieprzezroczyste lub brązoweNiewystarczające wybielanieUżyć świeżego roztworuH2O2, zwiększyć objętość i/lub czas inkubacji.
Obecność utlenianiaCałkowicie napełnij rurkę, aby uniknąć obecności powietrza.
Niewystarczające rozliczenieZwiększyć objętość i/lub czas inkubacji. Zobacz http://www.idisco.info (CZĘSTO ZADAWANE PYTANIA I ROZWIĄZYWANIE PROBLEMÓW).
Wykrywanie znacznikówNiewykrywalny znacznikNieprawidłowa kombinacja wybranego znacznikaFluorochromy Alexa 555, 594 i 647 są odporne na protokół iDISCO+5,6,7,8,9,10. Nie dotyczy to jednak fluorochromów FITC, GFP, RFP.
Punkt czasowy poświęcenia po wstrzyknięciuPreferuj OVA-A555 do krótkotrwałej (15 min) analizy drenażu w lokalnych węzłach limfatycznych kręgów. Do analizy drenażu węzłów chłonnych można zastosować przeciwciało OVA-A555 i Lyve1 do analizy długoterminowej (>45 min).
Obrazowanie: przechwytywanie i analizaPrzechwycone obrazy obwodu limfatycznego nie są zadowalająceProblem z rozwarstwieniem (brak węzłów chłonnych)Uwzględnij ostrożnie tkanki sąsiadujące z kręgami/czaszką w wypreparowanej próbce, zgodnie z obwodem limfatycznym, który chcesz zobrazować.
Problem z obrazowaniem1. Zmodyfikuj parametry akwizycji LSFM: intensywność lasera, aperturę numeryczną arkusza świetlnego, grubość arkusza świetlnego, czas ekspozycji.
2. Umieść próbkę w podporze, aby skrócić drogę przebytą przez światło przez tkankę aż do celu.
3. Upewnij się, że podczas pobierania próbki tkanki nie ma pęcherzyków powietrza.

Tabela 2: Porady dotyczące rozwiązywania problemów dla każdego kroku protokołu, w tym możliwe problemy i rozwiązania.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Protokół iDISCO+/LSFM zapewnia bezprecedensowe widoki 3D sieci limfatycznej związanej z OUN w otaczających ją tkankach na poziomie rozdzielczości komórkowej. Protokół ten jest dobrze przystosowany do próbek średniej wielkości, nieprzekraczających 1,5cm3, ze względu na ograniczenia układu optycznego LSFM, zmniejszoną odległość roboczą i duży rozmiar komercyjnych soczewek obiektywowych do mikroskopii o wysokiej rozdzielczości23. To ograniczenie uniemożliwia uchwycenie całego układu limfatycznego związanego z mózgiem. Ważne jest, aby pamiętać, że obszar badania musi być ostrożnie wyznaczony, a tkanki otaczające OUN muszą być dokładnie wypreparowane, aby uwzględnić zewnątrzczaszkowe naczynia limfatyczne i LN, które przyczyniają się do całego obwodu limfatycznego (Tabela 2).

Oprócz wielkości i względów anatomicznych, złożoność otaczających tkanek mezenchymalnych zmienia się wzdłuż czaszki i kręgosłupa, co wymaga dostosowania zabiegu odwapniania i wstępnego oczyszczania w celu uzyskania jednorodnego klarowania próbki i umożliwienia propagacji wiązki światła w miękkiej izotropowej tkance biologicznej. W przypadku braku kości, obrazowanie LFSM tkanek mózgu lub rdzenia kręgowego nie wymaga etapu odwapnienia, a ostateczna rozdzielczość zarejestrowanych obrazów jest optymalna19. Opisany powyżej protokół, który obejmuje łagodny etap odwapnienia roztworem Morse'a, jest dobrze przystosowany do obrazowania LSFM kręgosłupa, jak pokazano na rycinie 1 i rycinie 4. W przeciwieństwie do tego, obszar szyi wykazuje szczególnie złożoną anatomię kości oprócz wielu warstw mięśni, tłuszczu i tkanek gruczołowych, co obniża jakość przechwytywanych obrazów LSFM, jak pokazano na rycinie 3B. Obrazowanie LSFM szyi i szyjki macicy może zatem zostać poprawione dzięki bardziej rygorystycznemu leczeniu tkanek; na przykład z EDTA, jak wcześniej informowano24. Etap odwapnienia jest zatem krytyczny, a warunki odwapnienia muszą być wcześniej przetestowane dla każdego zastosowanego przeciwciała przed rozpoczęciem pełnego protokołu iDISCO+ (Tabela 2).

Podczas gdy protokół iDISCO+/LSFM umożliwia generowanie widoku 3D obwodów łączących między przestrzeniami oponowo-rdzeniowymi i zewnątrzoponowymi oraz związanymi z nimi LN, bezpośrednia analiza ilościowa układu naczyniowego limfatycznego na podstawie obrazów przechwyconych przez LSFM nie jest możliwa z następujących powodów: 1) wyznaczenie obwodów naczyń limfatycznych jest niewiarygodne ze względu na nieciągły wzorzec ekspresji markerów limfatycznych, ponieważ błonowy LYVE1 jest hereterogennie rozmieszczony21, a PROX1 ma wzorzec ekspresji jądrowej22; 2) niejednorodna penetracja przeciwciał, a także anizotropia, która może utrzymywać się w tkance biologicznej z powodu niepełnego i niejednorodnego odwapnienia i wstępnego oczyszczania. Obrazowanie LSFM musi zatem zostać rozszerzone o narzędzia rzeczywistości wirtualnej, które umożliwiają interaktywną wizualizację, a tym samym ułatwiają ilościowe określanie naczyń limfatycznych (www.syglass.io). Warto również zauważyć, że dokładny opis obwodów związanych z OUN wymaga poparcia informacji o LSFM danymi konfokalnymi o wysokiej rozdzielczości uzyskanymi przez konwencjonalne znakowanie immunologiczne na cienkich (5–10 μm) skriostatach lub skrawkach tkanek zatopionych w parafinie, zwłaszcza w celu precyzyjnego zlokalizowania położenia naczyń limfatycznych w stosunku do opony twardej i płynu mózgowo-rdzeniowego, jak opisano wcześniej11, Rozdział 14,18.

Protokół iDISCO+/LSFM umożliwia trójwymiarową wizualizację drenażu makromolekularnego w układzie limfatycznym związanym z OUN, jak pokazano na rysunku 3 i rysunku 4. Jednak ocena funkcjonalna drenażu limfatycznego wymaga, oprócz zaleceń zawartych w protokole iDISCO+/LSFM opisanych powyżej, przestrzegania rygorystycznej procedury, ponieważ ostateczny wynik zależy od jakości operacji iniekcyjnej, wyboru miejsca porodu, rodzaju i objętości wstrzykniętego markera makrocząsteczkowego oraz czasu uśmiercenia po podaniu znacznika (Tabela 2). Ze względu na różnice w schemacie znacznika między zwierzętami, którym wstrzyknięto zastrzyk, charakterystyka obwodów drenażu limfatycznego wymaga dużych grup doświadczalnych (>10 w zależności od warunków wstrzyknięcia). W przedstawionym protokole 1) opona twarda musi zostać nakłuta przed wstrzyknięciem, aby zapobiec niepożądanym zmianom i przenikaniu do tkanek OUN; 2) objętość wstrzykniętego środka musi być mniejsza niż 2 μl, aby ograniczyć niepożądaną dyfuzję przez otwór iniekcyjne, wzdłuż naczynia włosowatego iniekcji, do przestrzeni zewnątrzoponowej lub tkanek zewnątrzkręgowych; 3) głębokość wprowadzenia kapilary iniekcyjnej musi być ograniczona do 2 mm poniżej opony twardej, aby uniknąć uszkodzenia OUN lub nieprawidłowego ukierunkowania odpowiednio w ICM i iniekcjach dordzeniowych. Należy również zauważyć, że należy przeprowadzić uzupełniającą analizę konfokalną w wysokiej rozdzielczości sąsiednich segmentów kręgów, jak wskazano powyżej, w celu oceny obecności wstrzykniętego znacznika wewnątrz naczyń limfatycznych. Analiza ta wymaga wyznaczenia wykresów profilu intensywności dla znacznika i markera limfatycznego na przekrojach poprzecznych naczyń limfatycznych znakowanych markerem. Podejście to było wcześniej stosowane do wykazania wychwytu OVA555 przez limfatyczne ThLb po 15 minutach od wstrzyknięcia (rysunek uzupełniający 5F w Jacob i wsp.14). Jednak w niniejszym badaniu nie zostało to zilustrowane dla znacznika anty-LYVE1 (Figura 4).

Wśród możliwych znaczników płynu mózgowo-rdzeniowego, OVA-A555 jest doskonałą opcją, ponieważ jest odporny na zabiegi protokołem iDISCO+ i utrzymuje wysoką fluorescencję do obrazowania LSFM. Należy jednak pamiętać, że typ znacznika musi być wybrany zgodnie z punktem czasowym analizy (tabela 1 i tabela 2). Jak podano powyżej, znakowanie OVA-A555 miejscowych naczyń limfatycznych kręgów obserwuje się po 15 minutach od wstrzyknięcia14. Jednak OVA-A555 nie jest już wykrywany w tych lokalnych obwodach limfatycznych po 45 minutach od wstrzyknięcia (Figura 3) w przeciwieństwie do przeciwciała anty-LYVE1 (Figura 4).

Podsumowując, protokół iDISCO+/LSFM jest dobrze przystosowany do badania struktury 3D i drenażu układu limfatycznego związanego z OUN w stanach fizjologicznych i patologicznych, takich jak rak OUN i kręgosłupa lub choroby kości i stawów kręgowych. Chociaż cała procedura jest długa i wymaga rygoru metodologicznego, dostarcza cennych, unikalnych informacji, gdy jest używana z uzupełniającą analizą z wykorzystaniem narzędzi rzeczywistości wirtualnej i obrazowania konfokalnego o wysokiej rozdzielczości.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca była wspierana przez Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale, Agence Nationale Recherche (ANR-17-CE14-0005-03), Federation pour la Recherche sur le Cerveau (FRC 2017), Carnot Maturation (do L.J.), Universidade Federal de Rio de Janiero (UFRJ dla J.B.), NIH (R01EB016629-01) i Yale School of Medicine. Uznajemy platformy ICM: ICM-QUANT do obrazowania komórkowego i ICM-histomics do immunohistochemii. Wszystkie prace na zwierzętach przeprowadzono w zakładzie PHENO-ICMice. Rdzeń jest wspierany przez 2 "Investissements d'avenir" (ANR-10- IAIHU-06 i ANR-11-INBS-0011-NeurATRIS) oraz "Fondation pour la Recherche Médicale". Dziękujemy Nicolasowi Renierowi za porady metodyczne i lekturę manuskryptów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Materiały eksploatacyjne
Probówki wirówkowe: 0,2 mlEppendorf30124359
Probówki wirówkowe: 2 mlEppendorf30120094
Stożkowe probówki wirówkowe: 15 mlFalcon352096
Stożkowe probówki wirówkowe: 50 mlFalcon352070
Microtome ostrze 80mmMicrom Microtech FranceF/MM35P
Igły 26G (0,45x13 mm)TerumoAN*2613R1
Strzykawka 1mlTerumoSS+01H1
Mikroskopy i oprogramowanie do obrazowania
AxioZoom.V16 fluorescencyjny mikroskop stereo zmiennoogniskowy, wyposażony w cyfrową kamerę sCMOS ORCA-Flash 4.0 (Hamamatsu Photonics) lub Kamera OptiMOS sCMOSOprogramowanie sterownika mikroskopu Zeiss
Imspector, wersja v144 (oprogramowanie do przejęcia)Instrumenty
Imaris File Converter x64 9.2.0 (oprogramowanie do konwersji plików), Oprogramowanie do zszywania Imaris 9.2.0 (oprogramowanie do zszywania), Imaris x64 9.2.0 (oprogramowanie 3D)Instrumenty
Lasery LED (OBIS) LVBT Moduł laserowy 2. generacjiKOHERENT
Ultramikroskop II wyposażony w kamerę sCMOS (Andor Neo) oraz 4  &czasy;  /0,3 soczewka obiektywowa (LVMI-Fluor WD6)LaVision Biotec
Reodczynniki
Alexa Fluor 568 Donkey anti RabbitThermo FisherA10042
Alexa Fluor 647 Donkey anti goatJackson ImmunoResearch705-605-147
Alexa Fluor 647 Donkey anti RabbitJackson ImmunoResearch711-605-152
Przeciwciało poliklonalne anty-LYVE1Angiobio#11-034
Przeciwciało poliklonalne IgG kozy anty-PROX1R& Systemy D#AF2727
Ampułki do wstrzykiwań buprenorfiny (roztwór buprepielęgnacji, 0,3 mg / ml)pielęgnacji zwierząt1 ml
Eter dibenzylowy 100% (DBE)Sigma Aldrich108014
Dichlorometan 100% (DCM)Sigma Aldrich270997
Kwas mrówkowy 99%CARLO ERBA405793
GlicynaSigma AldrichG.7126
Sól sodowa heparyny ze świńSigma AldrichH4784
Nadtlenek wodoru roztwór (H2O2 30%)Sigma AldrichH1009
Isofluran (Iso-Vet 100%)PiramalNDC 66794-013-10
Metanol 100%Sigma Aldrich322415
Albumina jaja kurzego Alexa Fluor 555 SprzężonyInvitrogen11549176
PBS (roztwór podstawowy 10X)EuromedexET330-A
Pentobarbital sodu (Euthasol 400 mg / ml)Dechra08718469445110
Cytrynian trisoduVWR6132-04-3
Narzędzia i sprzęt chirurgiczny
System anestezjologicznyUniventorUniventor 410 Jednostka
Szklany ściągacz do mikropipetNarishigePC-10
Poduszka grzewczaCMA Microdialysis ABCMA 450 Regulator
Mikrokapilary (kapilary szklane)Aparat harwardzkiGC120-15
Mikrokleszcze, kleszcze, nożyczki preparacyjne i klipsy do szwów Michel (7,5 i cienkie; &czasy; &cienkie; 1,75 mm)Fine Science Tool12040-01
Skalpel (sterylny skalpel jednorazowy 23)Swann-Norton0510
Aparat stereotaktycznyKOPFModel 940
Strzykawka Hamilton 10µ l 701NHamilton28618-U
System ciepłego powietrzaVet-Tech LTDHE011
AbberiorOXFORD Ampułka do roztwór buforu fosforanowego anestezjologicznatemperatury

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. The Glymphatic System in Central Nervous System Health and Disease: Past, Present, and Future. Annual Review of Pathology. 13, 379-394 (2018).">Plog, B. A., Nedergaard, M. The Glymphatic System in Central Nervous System Health and Disease: Past, Present, and Future. Annual Review of Pathology. 13, 379-394 (2018).
  2. Implications of the discovery of brain lymphatic pathways. The Lancet Neurology. 14 (10), 977(2015).">Iliff, J. J., Goldman, S. A., Nedergaard, M. Implications of the discovery of brain lymphatic pathways. The Lancet Neurology. 14 (10), 977(2015).
  3. Vascular, glial, and lymphatic immune gateways of the central nervous system. Acta Neuropathologica. 132, 317-338 (2016).">Engelhardt, B., et al. Vascular, glial, and lymphatic immune gateways of the central nervous system. Acta Neuropathologica. 132, 317-338 (2016).
  4. The Glymphatic System and Waste Clearance with Brain Aging: A Review. Gerontology. , 1-14 (2018).">Benveniste, H., et al. The Glymphatic System and Waste Clearance with Brain Aging: A Review. Gerontology. , 1-14 (2018).
  5. Lymphatics in Neurological Disorders: A Neuro-Lympho-Vascular Component of Multiple Sclerosis and Alzheimer's Disease. Neuron. 91 (5), 957-973 (2016).">Louveau, A., Da Mesquita, S., Kipnis, J. Lymphatics in Neurological Disorders: A Neuro-Lympho-Vascular Component of Multiple Sclerosis and Alzheimer's Disease. Neuron. 91 (5), 957-973 (2016).
  6. Outflow of cerebrospinal fluid is predominantly through lymphatic vessels and is reduced in aged mice. Nature Communications. 8 (1), 1434(2017).">Ma, Q., Ineichen, B. V., Detmar, M., Proulx, S. T. Outflow of cerebrospinal fluid is predominantly through lymphatic vessels and is reduced in aged mice. Nature Communications. 8 (1), 1434(2017).
  7. Clearance of cerebrospinal fluid from the sacral spine through lymphatic vessels. The Journal of Experimental Medicine. 216 (11), 2492-2502 (2019).">Ma, Q., Decker, Y., Müller, A., Ineichen, B. V., Proulx, S. T. Clearance of cerebrospinal fluid from the sacral spine through lymphatic vessels. The Journal of Experimental Medicine. 216 (11), 2492-2502 (2019).
  8. Understanding the functions and relationships of the glymphatic system and meningeal lymphatics. The Journal of Clinical Investigation. 127 (9), 3210-3219 (2017).">Louveau, A., et al. Understanding the functions and relationships of the glymphatic system and meningeal lymphatics. The Journal of Clinical Investigation. 127 (9), 3210-3219 (2017).
  9. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature. 523 (7560), 337-341 (2015).">Louveau, A., et al. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature. 523 (7560), 337-341 (2015).
  10. A dural lymphatic vascular system that drains brain interstitial fluid and macromolecules. The Journal of Experimental Medicine. 212 (7), 991-999 (2015).">Aspelund, A., et al. A dural lymphatic vascular system that drains brain interstitial fluid and macromolecules. The Journal of Experimental Medicine. 212 (7), 991-999 (2015).
  11. Development and plasticity of meningeal lymphatic vessels. The Journal of Experimental Medicine. 214 (12), 3645-3667 (2017).">Antila, S., et al. Development and plasticity of meningeal lymphatic vessels. The Journal of Experimental Medicine. 214 (12), 3645-3667 (2017).
  12. Meningeal lymphatic vessels at the skull base drain cerebrospinal fluid. Nature. 572 (7767), 62-66 (2019).">Ahn, J. H., et al. Meningeal lymphatic vessels at the skull base drain cerebrospinal fluid. Nature. 572 (7767), 62-66 (2019).
  13. The function and structure of the cerebrospinal fluid outflow system. Cerebrospinal Fluid Research. 7, 9(2010).">Pollay, M. The function and structure of the cerebrospinal fluid outflow system. Cerebrospinal Fluid Research. 7, 9(2010).
  14. Anatomy and function of the vertebral column lymphatic network in mice. Nature Communications. 10 (1), 1-16 (2019).">Jacob, L., et al. Anatomy and function of the vertebral column lymphatic network in mice. Nature Communications. 10 (1), 1-16 (2019).
  15. CNS lymphatic drainage and neuroinflammation are regulated by meningeal lymphatic vasculature. Nature Neuroscience. 21 (10), 1380-1391 (2018).">Louveau, A., et al. CNS lymphatic drainage and neuroinflammation are regulated by meningeal lymphatic vasculature. Nature Neuroscience. 21 (10), 1380-1391 (2018).
  16. Functional aspects of meningeal lymphatics in ageing and Alzheimer's disease. Nature. 560 (7717), 185-191 (2018).">Da Mesquita, S., et al. Functional aspects of meningeal lymphatics in ageing and Alzheimer's disease. Nature. 560 (7717), 185-191 (2018).
  17. VEGF-C-driven lymphatic drainage enables immunosurveillance of brain tumours. Nature. 577 (7792), 689-694 (2020).">Song, E., et al. VEGF-C-driven lymphatic drainage enables immunosurveillance of brain tumours. Nature. 577 (7792), 689-694 (2020).
  18. Human and nonhuman primate meninges harbor lymphatic vessels that can be visualized noninvasively by MRI. eLife. 6, 29738(2017).">Absinta, M., et al. Human and nonhuman primate meninges harbor lymphatic vessels that can be visualized noninvasively by MRI. eLife. 6, 29738(2017).
  19. iDISCO: a simple, rapid method to immunolabel large tissue samples for volume imaging. Cell. 159 (4), 896-910 (2014).">Renier, N., et al. iDISCO: a simple, rapid method to immunolabel large tissue samples for volume imaging. Cell. 159 (4), 896-910 (2014).
  20. Mapping of Brain Activity by Automated Volume Analysis of Immediate Early Genes. Cell. 165 (7), 1789-1802 (2016).">Renier, N., et al. Mapping of Brain Activity by Automated Volume Analysis of Immediate Early Genes. Cell. 165 (7), 1789-1802 (2016).
  21. LYVE-1, the lymphatic system and tumor lymphangiogenesis. Trends in Immunology. 22 (6), 317-321 (2001).">Jackson, D. G., Prevo, R., Clasper, S., Banerji, S. LYVE-1, the lymphatic system and tumor lymphangiogenesis. Trends in Immunology. 22 (6), 317-321 (2001).
  22. Prox1 function is required for the development of the murine lymphatic system. Cell. 98 (6), 769-778 (1999).">Wigle, J. T., Oliver, G. Prox1 function is required for the development of the murine lymphatic system. Cell. 98 (6), 769-778 (1999).
  23. Light-sheet microscopy: a tutorial. Advances in Optics and Photonics. 10 (1), 111-179 (2018).">Olarte, O. E., Andilla, J., Gualda, E. J., Loza-Alvarez, P. Light-sheet microscopy: a tutorial. Advances in Optics and Photonics. 10 (1), 111-179 (2018).
  24. Tissue clearing of both hard and soft tissue organs with the PEGASOS method. Cell Research. 28 (8), 803-818 (2018).">Jing, D., et al. Tissue clearing of both hard and soft tissue organs with the PEGASOS method. Cell Research. 28 (8), 803-818 (2018).

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Protok iDISCOnaczynia limfatyczne zwi zane z OUNdrena limfatycznyiniekcja znacznika fluorescencyjnegoutlenianie tkanekznakowanie przeciwcia amiprojekcje ortogonalne

Powiązane artykuły