В данной статье объясняется применение флуоресцентной визуализации с использованием активируемого оптического зонда для визуализации активности in vivo ключевых матричных металлопротеиназ в двух различных экспериментальных моделях воспаления.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
В данной статье объясняется применение флуоресцентной визуализации с использованием активируемого оптического зонда для визуализации активности in vivo ключевых матричных металлопротеиназ в двух различных экспериментальных моделях воспаления.
В настоящей статье описывается неинвазивный метод визуализации активности матриксных металлопротеиназ (MMP) с помощью активируемого флуоресцентного зонда с помощью флуоресцентной оптической визуализации in vivo (OI) в двух различных моделях воспаления мыши: ревматоидный артрит (RA) и контакт Реакции гиперчувствительности (CHR). Свет с длиной волны в окне ближней инфракрасной области (NIR) (650 - 950 нм) обеспечивает более глубокое проникновение ткани и минимальное поглощение сигнала по сравнению с длинами волн ниже 650 нм. Основные преимущества использования флуоресцентного OI в том, что он дешевый, быстрый и простой в реализации на различных моделях животных.
Активируемые флуоресцентные датчики оптически бесшумны в своих инактивированных состояниях, но становятся очень флуоресцентными при активации протеазой. Активированные MMP приводят к разрушению тканей и играют важную роль для прогрессирования болезни в реакциях гиперчувствительности замедленного типа (DTHRs), таких как RA и CHR. Кроме того, ММПосновные протеазы для хряща и деградации кости и индуцированный макрофагами, фибробластами и хондроцитов в ответ на про-воспалительных цитокинов. Здесь мы используем зонд, который активируется с помощью ключевых ММР, как ММР-2, -3, -9 и -13 и описывать протокол обработки изображений для ближней инфракрасной флуоресценции OI активности ММП в РА и контрольных мышей через 6 дней после индукции заболевания, а также а у мышей с острой (1x вызов) и хроническую (5x вызов) CHR на правом ухе по сравнению со здоровыми ушами.
Аутоиммунные заболевания, такие как ревматоидный артрит (РА) или вульгариты псориаза, классифицируются как реакции гиперчувствительности замедленного типа (DTHR). 1 РА - распространенное аутоиммунное заболевание, характеризующееся эрозивным синовитом и разрушением суставов. 2 Воспаленные артритные суставы демонстрируют инфильтрацию и пролиферацию воспалительных клеток, повышенную экспрессию провоспалительных клеток, приводящих к образованию паннуса, разрушению хряща и кости. 3 , 4 Расщепление молекул внеклеточного матрикса, таких как коллаген матриксными металлопротеиназами (ММР), является существенным для преобразования ткани и ангиогенеза и вызывает разрушение тканей. 5 , 6 Реакции гиперчувствительности (CHR) характеризуются агрегацией нейтрофилов, приводящей к окислительному взрыву. 7 Подобно RA, MMP в CHR являются внутреннимивед в преобразовании тканей, миграции клеток и ангиогенеза, с тем чтобы установить хроническое воспаление.
Для исследования RA, была использована глюкоза-6-фосфат-изомеразы (ГПИ) мышиная модель -serum инъекции. 8 в сыворотке трансгенных мышей К / BXN , содержащих антитела против GPI, вводили в нативных Balb / C мышей , после чего ревматические воспаления начали развиваться в течение 24 ч с максимумом лодыжки набухания на 6 день после инъекции GPI-сыворотки (см 1.1). Для анализа хронического CHR, C57BL / 6 мышей сенсибилизировали trinitrochlorobenzene (TNCB) на животе. Правое ухо был брошен вызов до 5 раз, начиная с 1 неделю после сенсибилизации (смотри также 1.1 и 1.2).
Неинвазивный небольшое животное О.И. является методом , основанным на исследовании в естественных условиях fluorescent-, chemiluminescent- и биолюминесцентных-сигналов, которые в основном используются в доклинических исследованиях. Полученные полуколичественные данные дают полное представление о MolecТельных механизмов в органах и тканях здоровых, а также больных моделей экспериментальных животных, и позволяет проводить продольные наблюдения ( например, для оценки профилей терапевтического ответа in vivo ). Большим преимуществом продольных исследований является уменьшение числа животных, поскольку одни и те же животные могут быть измерены в последующих исследованиях в нескольких временных точках, вместо того чтобы использовать разных мышей в момент времени. Разрешение OI позволяет детализировать функциональное отображение органов и даже более мелких структур тканей у подопытных животных.
Использование специальных фильтров возбуждения и эмиссии с узким спектром пропускания, защита от рассеянного света светонепроницаемым «темным ящиком» и чувствительной камерой с заряженным соединением (CCD), которая охлаждается во многих устройствах до -70 ° C , Позволяет проводить высокоспецифичные и чувствительные измерения сигналов флуоресценции.
При использовании флуоресцентных агентов с возбуждением иСпектры излучения в ближнем инфракрасном диапазоне флуоресценции (650-950 нм), отношения сигнал-шум могут быть значительно улучшены. Окно флуоресценции в ближней инфракрасной области характеризуется относительно низким поглощением сигнала гемоглобином и водой, а также низкой автофлуоресценцией фона. 9 Это позволяет глубине проникновения до 2 см в ткани мелких животных. OI-зонды могут непосредственно адресовать мишень ( например , антителом, меченным флуоресценцией) или могут быть активированы в ткани-мишени ( например , протеазами). Активируемые зонды OI оптически бесшумны в своей инактивированной форме из-за резонансной передачи энергии Ферстера (FRET) в тушащуюся часть, которая передает энергию возбуждения внутри молекулы в другой домен. Если краситель расщепляется (например, протеазой), энергия больше не переносится внутри молекулы, и флуоресцентный сигнал может быть обнаружен OI. Это позволяет конструировать датчики OI с высокой специфичностьюY для различных биологических процессов и отличных отношений сигнал / шум.
Следующий протокол подробно объясняет подготовку животных, измерения OI с использованием активируемого зонда OI для изображения MMP-2, -3, -9 и -13 активности in vivo и две экспериментальные модели воспаления (RA, CHR).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры, описанные в этом документе, соответствуют руководящим принципам и международным стандартам по уходу и использованию лабораторных животных и были одобрены местным Комитетом по благосостоянию животных и этике Комиссии по делам страны Тюбинген, Германия. Мышей линии BALB / c и C57BL / 6 в возрасте 8-12 недель держали в 12 ч: 12 ч светлого-темного цикла и помещали в IVC и стандартизованные условия окружающей среды при 22 ± 1 ° С группами по 2-5 с водой и Доступ к пище ad libitum .
1. Подготовка материала
2. Индукция ревматоидного артрита и реакции гиперчувствительности при хроническом контакте
3. Подготовка животных к оптической визуализации
4. Оптическое изображение
5. Анализ данных
ПРИМЕЧАНИЕ. Выполните анализ данных с использованием программного обеспечения для обработки изображений, следующего заПротокол изготовителя.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Чтобы индуцировать ревматоидный артрит (RA) у наивных мышей BALB / c, животных инъецировали ip с помощью аутоантител (разведение 1: 1 с помощью 1x PBS) против GPI в день 0. Максимальное воспаление (опухоль голеностопного сустава) в этой индуцированной GPI сыворотке Модель RA на 6-й день после инъекции 11 . Таким образом, 2 нмоль активируемого красителя OI готовили и инъецировали iv в хвостовую вену артритных мышей и здоровых контрольных животны...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
OI очень полезный, быстрый и недорогой инструмент для неинвазивного в естественных условиях молекулярной визуализации в доклинических исследованиях. Особая прочность OI является возможностью контролировать высоко динамические процессы, такие как воспалительные реакции. Кроме того, OI позволяет следить за ходом болезни в течение длительного периода времени, начиная от нескольких дней до нескольких недель.
О. имеет несколько преимуществ по сравнению с другими методами в естественн...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Мы благодарим Дэниел Бакала, Натали Алтмайер и FUNDA Cay за отличную техническую поддержку. Мы благодарим Джонатан Коттон, Грег Боуден и Пол Сауберан для редактирования рукописи. Эта работа была поддержана Вернер Сименс-фонда и медицинского факультета Эберхард Карлс университета Тюбингена ( «» Promotionskolleg «») и по ГПД через CRC 156 (проект С3).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Cornergel | Gerhard Mann GmbH | 1224635 | офтальмологическая мазь |
| Forene | Abbott GmbH | 4831850 | изофлурана |
| U40 | Becton Dickinson and Company | 324876 | |
| Heparin | Sintetica | 6093089 | |
| High-Med-PE 0,28 x 0,61 мм | Reichelt Chemietechnik GmbH+Co | 28460 | полиэтиленовая трубка, внутренний диаметр 0,28 мм, внешний диаметр 0,61 мм |
| Иглы BD с обычным скосом, 30 г | Becton Dickinson & Co. Ltd. | 305106 | Канюля для инъекций 30 G |
| RTA-0011 изофлуран испаритель | Vetland Medical Sales and Services | LLC-Artagain | |
| Бумага | для рисования Strathmore Artist Paper | 446-8 | угольно-черный |
| IVIS Spectrum | Perkin Elmer | 124262 | Оптическая система визуализации |
| BD Обычные скошенные иглы, 25 G | Becton Dickinson and Company | 305122 | |
| 2-хлор-1,3,5-тринитробензол | Sigma Aldrich GmbH | 7987456F | TNCB |
| MMPSense 680 | Perkin Elmer | NEV10126 | флуоресцентный краситель для визуализации |
| Oditest | Koreplin GmbH | C1X018 | механический измерительный |
| Miglyol 812 | SASOL-Oil | ||
| BALB/C, C57BL/6 | Лаборатории Чарльз Ривер | - | Мыши, используемые для опытов |
| PBS | Sigma Aldrich GmbH | Для разбавления сыворотки РА | |
| Пипетка (100 & микро; L) | Eppendorf | Используется для применения TNCB | |
| Бритва | Wahl | 9962 | Триммер для волос животных |
| Living Image | Перкин Элмер | Программное обеспечение для обработки изображений для измерения ОИ |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.