$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Kurczliwość naczyń limfatycznych szyi (cLVs) odgrywa kluczową rolę w drenażu mózgu oraz oczyszczaniu jego tkanek z metabolitów i toksyn1,2,3. Zmniejszenie tej głównej funkcji cLVs prowadzi do zahamowania oczyszczania mózgu z toksyn, co towarzyszy wielu chorobom mózgu, w tym chorobie Alzheimera, urazowi mózgu i rakowi mózgu4,5,6,7,8,9. Dlatego badanie kurczliwości cLVs jest ważnym podejściem w opracowywaniu nowych strategii terapeutycznych do modulacji mechanizmów regulacyjnych układu limfatycznego w drenażu i oczyszczaniu mózgu10,11,12.
Niniejsze badanie przedstawia innowacyjną metodę obrazowania dwufotonowego w czasie rzeczywistym kurczliwości cLVs i przepływu limfy u myszy w różnym wieku. Ważnymi elementami zestawu są podgrzewana poduszeczka mikro i przymocowana do szyi zwierzęcia, co pozwala na dłuższy czas obrazowania do 5 godzin przy zachowaniu aktywności kurczliwej naczyń limfatycznych kolekcjonujących i stabilności przepływu limfy.
Warto zauważyć, że w przeciwieństwie do układu krążenia krwi, wypełnionego krwią poruszającą się z określoną prędkością (od 10 mm/s w tętnicach do 13 cm/s w żyle strzałkowej u ludzi) przez różne typy naczyń krwionośnych, wypełnienie naczyń limfatycznych limfą zależy od rosnącego gradientu ciśnienia między pustymi naczynami limfatycznymi a objętością płynu międzykomórkowego wytwarzanym podczas metabolizmu13,14,15,16,17,18,19. Jednocześnie przepływ limfy w naczyniach limfatycznych jest przerywany, zmieniając się od 0 do 1 mm/s20,21,22. Ostatnie badania MRI u ludzi wykazały, że przepływ limfy w naczyniach limfatycznych oponowych (MLVs) wynosi 1-3 mm23. Należy jednak zauważyć, że nawet u jednej osoby przepływ limfy w MLVs zmienia się w różnych godzinach dnia i może spaść do 0. W związku z tym przepływ limfy w naczyniach limfatycznych jest niejednoznaczny, ponieważ zależy od szybkości procesów metabolicznych, która z kolei zależy od temperatury24. Rzeczywiście, szybkość reakcji biochemicznych jest głęboko i bezpośrednio wpłynięta przez temperaturę, co dlatego może mieć znaczący wpływ na spontaniczne skurczenia naczyń limfatycznych, a tym samym zmienić drenaż i transport limfy24,25,26.
Dlatego utrzymanie temperatury ciała jest ważnym warunkiem zachowania fizjologicznego środowiska naczyń limfatycznych, aby wspierać normalne kurczenie się i przepływ limfy. Jednak użycie komercyjnie dostępnych podgrzewaczy nie zapewnia utrzymania niezbędnej temperatury w głębokich i optycznie dostępnych obszarach szyi, gdzie znajdują się cLVs. Jest to szczególnie ważne dla dwufotonowego obrazowania kurczliwości cLVs i przepływu limfy, ponieważ odbywa się to w chłodnych salach doświadczalnych o temperaturze otoczenia 19 °C, która jest wymagana dla tej techniki optycznej27.
W związku z tym, w przeważającej większości badań in vivo kurczliwość naczyń limfatycznych kolekcjonujących za pomocą komercyjnych podgrzewaczy jest ograniczona do 3-5 minut (maksymalny efekt jest zazwyczaj obserwowany w ciągu kilku sekund3,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38, po których następuje zmniejszenie się wypełnienia limfy i kurczliwości. Takie podejście znacznie ogranicza czas obserwacji fizjologii naczyń limfatycznych i uniemożliwia ocenę długookresowych wpływów na ich kurczliwość i przepływ limfy, co skłoniło nas do opracowania mini podgrzewaczy przystosowanego do szyi myszy w celu zwiększenia okna czasowego do 5 godzin z zachowaniem kurczliwości cLVs i stabilnego przepływu limfy.
Innym komponentem zestawu jest obudowa ochronna z kontrolą wilgotności i systemem pozycjonowania, który pozwala na utrzymanie stabilnej wizualizacji cLVs bez zanurzani