Костный мозг играет центральную роль в кроветворении и представляет собой основной резервуар моноцитов, которые конститутивно рециркулируют между кровью и медуллярной паренхимой, обновляют пул циркулирующих моноцитов с короткой продолжительностью жизни 2,3 и участвуют в восстановлении равновесных тканевых макрофагов и дендритных клеток 4. Во время воспаления или после транзиторной аплазии моноциты активно мобилизуются либо из костного мозга, либо из селезенки 5, 6, 7 и колонизируют воспаленные органы. Несколько осей хемоаттрактанта были вовлечены в процесс мобилизации миелоидных клеток из костного мозга 8, 5, 6,9. Помимо миелоидного компартмента, костный мозг также является важным местом прайминга Т-лимфоцитов 10 и нишей иммунологической памяти 11,12. Таким образом, эта ткань является центральной для многочисленных исследований в области гематологии и иммунологии. Наши знания о структурной организации медуллярных миелоидных клеток в основном основаны на анализе гистологического среза неподвижных тканей 13. Такой статический взгляд не позволяет изучить динамику клеточного обмена между различными отделами костного мозга, который является основой его функциональной активности.
Прижизненная визуализация представляет собой важный биологический вклад в изучение подвижности клеток, клеточной адгезии и межклеточных взаимодействий, которые ранее были описаны только в системах in vitro. Технические проблемы для правильной прижизненной визуализации включают в себя возможность достичь интересующей ткани с оптической точки зрения и максимально изолировать ее от физиологических (дыхание, мышечные или перистальтические сокращения) или механических дрейфов (разрушение и разгибание тканей после операции, воздействие объектива микроскопа, а также температурные и сосудистые/оксигенационные возмущения). Микроскопические дрейфы могут ограничивать способность удерживать фокус в течение длительного времени и могут вносить артефакты в количественную оценку подвижности клеток. Одной из альтернатив, проверенных для нескольких тканей для уменьшения этих технических трудностей, является работа с эксплантированной тканью, инкубированной в термостатированной и насыщенной кислородом среде; Однако полное нарушение лимфатического и сосудистого кровообращения может быть проблематичным. Прижизненная визуализация костного мозга черепа имеет ряд преимуществ в отношении этих вопросов. Во-первых, он требует минимального хирургического вмешательства. Во-вторых, толщина кости в этой области позволяет напрямую визуализировать ниши костного мозга без истирания, тем самым уменьшая физиологические возмущения. Мозговая сеть может быть визуализирована в парасагиттальной области кости; Однако синусоиды более заметны в лобно-теменной области, где костный матрикс тоньше12,14.
Визуализация Intravital зависит от наличия наиболее точного флуоресцентного репортера, маркирующего интересующую популяцию. Мечение in vitro очищенной клеточной популяции перед адоптивным переносом привело к важной характеристике ниш гемопоэтических стволовых клеток 15 или эндотелиальных микродоменов костного мозга в пользу приживления опухоли 16 и предоставило несколько фундаментальных входных данных по ключевым концепциям иммунологии 17 . Однако этот подход обычно требует сотен тысяч клеток, чтобы впоследствии обнаружить их in vivo. Это можно объяснить высокой смертностью после окрашивания, разведением во всем организме и изменением состояния активации, что может привести к смещению хоуминга. Эндогенное мечение из трансгенной мышиной системы в значительной степени преодолевает эти ограничения и позволяет визуализировать поведение эндогенных остеобластов 8, мегакариоцитов 18 или субпопуляций миелоидной линии 6. Тем не менее, следует быть осторожным при рассмотрении специфичности флуоресцентного репортера среди изучаемой подпопуляции.
Csf1r-Gal4VP16/UAS-ECFP, называемая MacBlue mouse 1, является ценной трансгенной системой для изучения медуллярных моноцитов с визуализацией в реальном времени 6. Внутривенное введение высокомолекулярного родамина-декстрана отличает медуллярную паренхиму от сосудистой синусоидной сети костного мозга. Используя этот подход, можно отследить поведение моноцитов в различных мозговых компартментах в конкретном физиопатологическом контексте, представляющем интерес. Кроме того, мы предлагаем дополнительную стратегию для сравнения динамики моноцитов с динамикой нейтрофилов путем мечения in vivo с использованием специфического антитела.