Tutaj opisujemy prosty i ekonomiczny protokół do przeprowadzenia bezstronnej kwantyfikacji gęstości mikrokrążenia płuc dla całej tkanki płucnej myszy za pomocą pojedynczego barwienia izolektyny B4.
Artykuł metodologiczny
Tutaj opisujemy prosty i ekonomiczny protokół do przeprowadzenia bezstronnej kwantyfikacji gęstości mikrokrążenia płuc dla całej tkanki płucnej myszy za pomocą pojedynczego barwienia izolektyny B4.
Nieprawidłowa zmiana angiogenezy płuc jest związana z dysfunkcją mikronaczyniową płuc i jest głęboko związana z integralnością ścian naczyniowych, regulacją przepływu krwi i wymianą gazową. W modelach mysich płaty płuc wykazują znaczne różnice w rozmiarze, kształcie, lokalizacji i unaczynieniu, jednak istniejące metody nie uwzględniają tych różnic przy ilościowym określaniu gęstości mikrokrążenia. To ograniczenie utrudnia kompleksowe badanie dysfunkcji mikrokrążenia płuc i potencjalną przebudowę krążenia mikrokrążenia w różnych zrazikach. Nasz protokół rozwiązuje tę lukę, stosując dwie metody podziału w celu ilościowego określenia zmian gęstości mikronaczyniowej płuc, wykorzystując rozmiar, kształt i rozmieszczenie gałęzi dróg oddechowych w różnych płatach u myszy. Następnie wykorzystujemy barwienie izolektyną B4 (IB4) do znakowania komórek śródbłonka mikronaczyniowego płuc na różnych warstwach, a następnie przeprowadzamy bezstronną analizę gęstości mikronaczyniowej przy użyciu bezpłatnego oprogramowania ImageJ. Przedstawione tutaj wyniki podkreślają różne stopnie zmian gęstości mikronaczyniowej w zrazikach płuc wraz ze starzeniem się, porównując młode i stare myszy. Protokół ten oferuje proste i opłacalne podejście do bezstronnej kwantyfikacji gęstości mikrokrążenia w płucach, ułatwiając badania zarówno fizjologicznych, jak i patologicznych aspektów mikrokrążenia płuc.
Komórki śródbłonka (ECs) to specjalny rodzaj komórek znajdujących się na wewnętrznej wyściółce naczyń krwionośnych, pokrywających całe drzewo tętnicze i żylne i odgrywających kluczową rolę w utrzymaniu stabilności naczyń krwionośnych i narządów1. Płuca są silnie unaczynionymi narządami i odgrywają w płucach podstawowe role fizjologiczne i patologiczne, takie jak tworzenie ściany naczyniowej, regulacja przepływu krwi, ułatwianie wymiany gazowej, modulowanie reakcji zapalnych, kontrolowanie aktywności płytek krwi, wydzielanie substancji regulatorowych zaangażowanych we wzrost naczyń krwionośnych, naprawę i utrzymanie równowagi krzepnięcia.
Komórki śródbłonka mikronaczyniowego płuc (LMEC) są specyficznymi komórkami śródbłonka tkanki płucnej, szczególnie w mikrokrążeniach (naczyniach włosowatych) płuc, co odróżnia je od bardziej uogólnionych komórek śródbłonka tętniczego i żylnego w płucach. Komórki te pełnią różne funkcje, w tym regulują napięcie naczyniowe, kontrolują przepuszczalność naczyń, uczestniczą w regulacji reakcji zapalnych i regulują tworzenie się skrzeplin. Odgrywają kluczową rolę w krążeniu płucnym, regulując wymianę gazową i transport składników odżywczych, a także biorą udział w różnych fizjologicznych i patologicznych procesach związanych z płucami, prawdopodobnie w przypadku starzenia się2. Co więcej, nieprawidłowa przemiana angiogenezy płucnej jest związana z dysfunkcją mikronaczyniową płuc3. Wykorzystując konwencjonalny marker komórek śródbłonka CD31 i lokalizację przestrzenną (w szczególności obwodowe regiony płuc), Larissa L. i in. zaobserwowali znaczny spadek gęstości komórek śródbłonka mikronaczyniowego u starszych myszy (18 miesięcy) w porównaniu z ich młodszymi odpowiednikami (4 miesiące)4. W kontekście patologii płuc związanej z astmą, Makoto H. i wsp. wykazali znaczny wzrost indukcji naczyń w próbkach biopsji oskrzeli barwionych antykolagenem IV od pacjentów z astmą w porównaniu z osobami kontrolnymi5. Niedawno, wprowadzając techniki transmisyjnej i skaningowej mikroskopii elektronowej, Maximilian A. i wsp. poinformowali o znaczącym wzroście gęstości liczbowej cech związanych z angiogenezą wgłobienia i kiełkowania u pacjentów, którzy zmarli z powodu Covid-19 lub grypy A (H1N1)6. Najwyraźniej nieprawidłowa geneza mikrokrążenia jest związana z dysfunkcją płuc. Jednak obecnie nie ma prostej, ekonomicznej metody ilościowego określania zmian gęstości mikrokrążenia.
W modelach mysich płuca są tradycyjnie podzielone na pięć odrębnych płatów: prawy czaszkowy, prawy środkowy, prawy ogonowy, lewy czaszkowy i lewy. Każdy płat wykazuje unikalne cechy pod względem wielkości, kształtu, lokalizacji i prawdopodobnego unaczynienia, przyczyniając się do efektywnej wymiany gazowej i potencjalnie synergicznej regulacji krążenia płucnego. Jednak, zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, żadna metodologia nie wyjaśnia różnic między tymi płatami płuc podczas badania zmian mikronaczyniowych w płucach.
To badanie przedstawia nową metodę cięcia zrazików u myszy, wykorzystującą IB4, dobrze zdefiniowany marker komórek mikrośródbłonka płuc7, do bezstronnej ilościowej oceny gęstości mikronaczyniowej płuc. To innowacyjne podejście odpowiada na potrzebę bardziej wszechstronnego zrozumienia zmian mikronaczyniowych w płucach myszy poprzez uwzględnienie odrębnych właściwości poszczególnych płatów myszy. Jak wykazano, u starzejących się myszy znaczne zmniejszenie płuc
Gęstość mikronaczyniową obserwuje się szczególnie zarówno w płacie ogonowym, jak i w płacie lewym. W protokole podkreślono znaczenie integracji analiz specyficznych dla płata z badaniami zmian w krajobrazie mikronaczyniowym płuc myszy. Warto zauważyć, że metoda ta dostarcza cennych punktów odniesienia dla badaczy poszukujących kompleksowego zrozumienia zarówno fizjologicznej, jak i patologicznej progresji rozwoju i zmian w płucach, wykraczającej poza angiogenezę.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie eksperymenty zostały przeprowadzone zgodnie z etycznymi wytycznymi Komitetu Badań nad Zwierzętami Uniwersytetu Syczuańskiego (nr K2023023).
1. Przygotowanie skrawków parafiny dla płatów płuc myszy
2. Barwienie immunofluorescencyjne do wykrywania mikrokrążenia płucnego
3. Kwantyfikacja gęstości mikronaczyniowej płuc
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Aby odróżnić zmiany w głównych odnogach oskrzeli od małych odgałęzień dróg oddechowych, kluczowe jest upewnienie się, że obserwowana jest ciągła struktura zmian w tych dwóch typach dróg oddechowych. Można to osiągnąć, postępując zgodnie z procedurami wycinania i osadzania opisanymi w Rysunek 1. Biorąc pod uwagę liczne płaty płuc u myszy, które są zorientowane w różnych kierunkach i mają strukturę przypominającą siatkę, są one bardziej podatne na zapadanie się w porównaniu z innymi tkankami s...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Badanie gęstości mikrokrążenia w płucach ma istotne implikacje dla zrozumienia procesów fizjologicznych płuc, a także dla zdefiniowania biomarkera (biomarkerów) chorób układu oddechowego. Krążenie płucne ma rozległą powierzchnię naczyń włosowatych otoczoną smukłą warstwą komórek śródbłonka. Harmonijne zestawienie tych komórek i komórek nabłonka pęcherzyków płucnych powoduje powstanie delikatnej błony pęcherzykowo-kapilarnej zaprojektowanej specjalnie w celu ułatwienia skomplikowanego procesu wymiany gazowej
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają sprzecznych interesów.
Autorzy wyrażają swoją wdzięczność za nieocenione wsparcie otrzymane od publicznej platformy eksperymentalnej w West China School of Pharmacy. Szczególne uznanie kierujemy do Wendong Wanga za udzielanie krytycznych i bardzo cennych porad dotyczących patologii. Badania te były możliwe dzięki finansowaniu z Departamentu Nauki i Technologii Prowincji Syczuan (granty 2023NSFSC0130 i 2023NSFSC1992) oraz "Fundusze Badań Podstawowych dla Uniwersytetów Centralnych" dla TJ.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 4% paraformaldehyd | Biosharp | BL539A | Utrwalacz tkanek |
| 4',6-diamidino-2-fenyloindol | MCE | HY-D0814 | Barwniki nukleinowe |
| Alexa-647 Fluor sprzężony izolektyna B4 | Thermo | I32450 | Wiążące mikronaczynia |
| Antyfluorescencyjny uszczelniacz | tabletek Abcam | AB104135 | Utrwalanie próbki |
| Płyn naprawczy antygenu | Biosharp | BL151A | Naprawa miejsc antygenowych |
| Kaseta do biopsji | ActivFlo | 39LC-500-1 | Utrwalanie i pozycjonowanie próbek tkanek |
| Surowica bydlęca Albumina | Sigma | B2064-50G | Roztwór uszczelniający |
| Zimna płyta | Leica | HistoCore Arcadia H | Zamrażanie próbek |
| Elektryczny piec do suszenia o stałej temperaturze | Taisite | 101-0AB | Naprawa w wysokiej temperaturze |
| Jednorazowe ostrze mikrotomu | Leica | 14035838383 | Cięcie próbek tkanek w celu przygotowania sekcji |
| Osadzanie form | Shitai | 26155166627 | Utrwalanie próbek tkanek |
| Etanol | Kelong | CAS 64-17-5 | Roztwór do odwadniania tkanek |
| Podgrzana parafina Stacja osadzania | Leica | EG1150 | Osadzanie próbek Tssue w parafinie |
| Kąpiel wodna HistoCore | Leica | HI1220 | Spłaszczanie i utrwalanie próbek tkanek |
| ImageJ (Fidżi) | NIH | 1.54f | Narzędzie ilościowe |
| Długopisy immunohistochemiczne | Biosharp | BC004 | Środek blokujący wodę |
| Kleszcze medyczne | Szanghaj Sprzęt | medyczny Nie dotyczy | Chwytanie, manipulowanie lub przenoszenie próbek tkanek |
| Mikroskop | Urządzenie do obrazowania | Nikon | Ts2 |
| Media montażowe | Jiangyuan | Bezsmakowe | utrwalanie i konserwowanie Sekcje tkanek |
| Wosk parafinowy | SCHLEDEN | 80200-0014 | Utrwalanie struktury tkanki |
| PBS | Beyotime | C0221A | Bufor do mycia |
| Pentobarbital Sól sodowa | Pekin Odczynnik chemiczny Firma | Q / H82-F158-2002 | Znieczulający |
| rotacyjny mikrotom | Biobase | Bk-2258 | Przygotowanie plastrów |
| Sterylne nożyczki | Shanghai Medical Sprzęt | Nie dotyczy | segmentacji Próbki tkanek |
| Skalpel chirurgiczny | Szanghaj Sprzęt medyczny | Nie dotyczy | Cięcie próbek tkanek Triton |
| Solarbio | T8200 | Roztwór przepuszczalny | |
| Szkiełko bez mycia | PLATINUM PRO | PRO-04 | Utrwalanie próbek do barwienia |
| ksylenu | SUM | XK13-011-00031 | Roztwór do usuwania wosku tkankowego |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie