$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Что делать
Успешная двойная инъекция смолы достигается, когда хорошо заполнены как внутрипеченочные желчные протоки, так и воротная сосудистая вена. В качестве этапа контроля качества очистка одной доли (например, левой боковой доли) позволяет проверить успешную инъекцию с последующей визуализацией интересующих долей. Оптически очищенная доля может быть отсканирована позже с помощью микроКТ; следовательно, можно оптически очистить всю печень. В хорошо вводимой печени мыши сосудистая ткань воротной вены должна быть заполнена смолой до тех пор, пока периферия печени и смола не будут видны в боковых ветвях (рисунок 4), и эта архитектура точно повторяется в микроКТ-сканированных и сегментированных данных. Далее хорошо введенные внутрипеченочные желчные протоки должны быть видны рядом с основными веянными ветвями воротной вены, простирающимися почти до периферии, а смола должна быть видна в основных боковых ветвях. Если контрольная доля проходит этап контроля качества, интересующие лепестки (включая оптически очищенную) могут быть отсканированы с помощью микроКТ. Результат сегментированных данных из хорошо введенной печени показан для мыши P15 (рисунок 4A, B) и взрослой мыши (рисунок 4C, D).
Чего не стоит делать
Интактная ткань печени является обязательным условием для успешной инъекции. Соблюдайте особую осторожность при разрезании брюшной полости и диафрагмы, чтобы случайно не проколоть ткань печени. Если во время этой процедуры происходит физическое повреждение печени, смола, скорее всего, вытечет во время инъекции воротной вены (рисунок 5А). Невозможно добиться хорошего введения сосудистой системы, если печень физически повреждена.
Одной из распространенных ошибок является недополнение печени смолой, что может привести к проблемам с визуализацией или анализом. Одной из причин подпитки системы является преждевременное затвердевание смолы в игле или наконечнике трубки до завершения инъекции (рисунок 5B, синие наконечники стрел, кронштейны изображают большие пузырьки). Хорошей практикой является использование одного набора инъекций для каждого животного и быстрой работы после добавления отверждающего агента в смолу. Если смола затвердевает во время инъекции (что может наблюдаться по наполовину заполненной системе, здесь на примере наполовину заполненной воротной сосудистой вены) извлеките трубку, отрежьте кончик трубки (всегда по диагонали, чтобы создать скошенный наконечник) и толкните плунжер. Если смола снова начинает капать, осторожно снова вставьте трубку и закрепите ее швом. Если смола затвердела в игле, полностью замените трубку, заполните ее смолой (избегая пузырьков), осторожно снова вставьте трубку и закрепите ее швом. Может быть сложно заменить трубку, особенно у молодых постнатальных мышей рисунок 5С, синие наконечники стрелок обозначают кровь, видимую в терминальных ветвях). Это можно наблюдать, когда кончики сосудов заполнены кровью вместо смолы. Чтобы этого избежать, убедитесь, что воротная вена (вне печени) не содержит крови перед инъекцией. Третья причина недополненной печени заключается в том, что трубка вводится слишком глубоко в печень и входит в ветвь к одной из долей. Чтобы предотвратить это, вставьте трубку на расстоянии не менее 0,5 см от входа в печень.
И наоборот, одна или обе системы переполняются смолой (рисунок 5D). Необходимо визуально контролировать печень на протяжении всей инъекции. Литье по билиарной системе со смолой является более сложной задачей, чем литье из портальной жильной смолы, поскольку заполненные смолой протоки видны только слабо на поверхности печени, и трудно оценить, когда система почти заполнена, а когда остановиться. Когда на поверхности печени появляются небольшие желтые смоляные точки (рисунок 2Ci, синий наконечник стрелки), это признак того, что желчная система полностью заполнена, и смола начинает просачиваться из протоков. Незначительная утечка смолы может быть исправлена вручную во время сегментации данных microCT (рисунок 5D, правые панели).
Если давление впрыска слишком высокое, это может привести к разрыву сосудов или протоков (рисунок 5E), необратимо повреждая архитектуру сосудов или протоков. Печень не будет пригодна для микроКТ-сканирования или анализа. Чтобы избежать переполнения смолой, оптимизируйте правильный объем и давление, используемые для впрыска в каждой модели мыши. При работе с мышами, которые столкнулись с токсичной диетой, генетической модификацией или повреждением печени, которое влияет на билиарную или венозную систему, или жесткостью печени, давление и объем инъекции, возможно, потребуется отрегулировать, поскольку объем и давление могут отличаться от мышей дикого типа. Этот протокол описывает ручной впрыск двух систем, но можно подключить шприц к насосу для стандартизации давления впрыска. Пузырьки являются еще одним очень распространенным инъекционным артефактом, который приводит к разреженному заполнению трубчатых сетей (рисунок 5F-H, синие наконечники стрелок). Чтобы избежать образования пузырьков, убедитесь, что шприц и трубка не содержат пузырьков, полностью заполнены смолой, а смола капает с кончика трубки перед инъекцией. Небольшие пузырьки, которые появляются как отрицательные области на данных microCT, могут быть вручную исправлены на этапах постобработки, хотя это трудоемко.
Свежее – лучшее
Использование свежей желтой смолы является решающим фактором, значительно влияющим на контрастность двух смол и сегментацию данных microCT. При использовании свежеоткрытой смолы (рисунок 6А) наблюдается четкое различие в контрасте между желтыми желчными протоками, вводимыми смолой (ярко-белые), и зелеными портальными прожилками, впрыскиваемыми смолой (ярко-серый). Печень, в которую вводят свежую смолу, легко обрабатывается с использованием автоматизированного глобального порогового значения. При длительном хранении смола выпадает в осадок, а контраст уменьшается. После 3 месяцев хранения контраста все еще может быть достаточно, чтобы отличить воротную вену от желчного протока (рисунок 6B), но осаждение влияет на перемешивание двух смол, которое видно как неоднородное помутнение в заполненной воротной вене (рис. 6B, синие наконечники стрел). Гетерогенный контраст негативно влияет на автоматизированное пороговое значение и требует ручной коррекции, что увеличивает время обработки. Если смола старше шести месяцев, контраст снизился до точки, в которой невозможно отличить желтый желчный проток от зеленой впрыскиваемой воротной вены на основе только их контраста (рисунок 6C). В этом случае желчный проток и портальная вена должны быть сегментированы вручную на основе их диаметра и положения в хилярной области и контролироваться вручную на протяжении всех данных микроКТ. Эта процедура чрезвычайно трудоемка и ее лучше избегать.

Рисунок 1: Набор впрыска для литья смолы. (A) Инъекционный набор No1 содержит иглу 30 Г и трубку PE10 длиной ~30 см. Инъекционный набор No2 состоит из иглы 23 Г и трубки PE50 длиной ~30 см. (B) Наконечник трубки растягивается и разрезается под углом для создания скошенного наконечника. Линейка в форматах A и B представляет собой сантиметровую линейку с большим шагом 1 см, промежуточным шагом 5 мм и незначительным шагом 1 мм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2: Блок-схема литья двойной смолы. (А) Схема, показывающая мышиную венозную систему кровообращения и сердце с выделенным правым предсердием, которое следует отрезать перед перфузией, и левым желудочком, в который следует ввести иглу для перфузии, чтобы смыть кровь из кровеносной системы. Нижняя полая вена должна быть разорвана под почками для снятия сосудистого давления. (B) Схема впрыска смолы желчных протоков. i) Увеличить изображение (А), изображающее, где следует разорвать IVC. (ii) Изображение, изображающее общий желчный проток (желтая пунктирная линия) от области печени до сфинктера Oddi (черные наконечники стрел), со шовной нитью под очищенным общим желчным протоком. iii) Подходящее положение для свободного узла вокруг общего желчного протока. iv) Желтая пунктирная линия и черные наконечники стрел обозначают сфинктер Одди, демонстрируя косой угол разреза и то, как должно выглядеть отверстие после разреза косого угла. v) схема, демонстрирующая ориентацию конического отверстия трубки ПЭ10 (вверх) при установке. vi) внешний вид впрыскиваемой желтой смолы; смола должна легко проходить через слабо завязанный узел. IVC, нижняя полая вена; CBD, общий желчный проток. (C) Блок-схема впрыска портальной веновой смолы. i) Зеленая пунктирная линия обозначает воротную жилу из области хилар. Синие наконечники стрелок обозначают переполненную желчную систему. ii) Подходящее место для свободного накладного узла вокруг воротной жилы. iii) схема, показывающая скосное отверстие (вверх) при вставке. iv) появление печени при инъекции зеленой смолы и желтой смолы; обратите внимание на заполненный смолой кровеносный сосуд на периферии печени. PV, портальная жила. Рисунок 2A был создан с помощью Biorender.com. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3: Обработка данных Микро КТ в программном обеспечении объемной графики. (A) Определение поверхности, (i) завышенное изозначение (текущий предварительный просмотр выбора показан желтым цветом), (ii) заниженное изозначение, (iii) оптимальный выбор изозначения для правильного определения поверхности портальных жил и желчных протоков. (B) Расщепление интересующей области (ROI), созданное определением поверхности, (i) установить значение в диалоговом окне достаточно высоким, чтобы остался только один сегмент (самый большой), (ii) в желтых рамках показаны более мелкие (исключенные) частицы. (C) Сглаживание поверхности данных, (i) функция сглаживания находится на левой панели, (ii) установить силу сглаживания на 1 (макс. 2) и создать новую сглаженную рентабельность инвестиций, (iii) сглаженные данные. (D) Разделение отдельных трубчатых систем, (i) в функции определения поверхности установить изозначение таким образом, чтобы в выбор включалась только билиарная система (текущий предварительный просмотр выбора показан желтым цветом), (ii) отметить ROI обеих систем и ROI только билиарной системы и вычесть ROI билиарной системы из ROI обеих систем, iii) воротная вена, показанная серым цветом, билиарная система - зеленым цветом. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 4: Хорошо введенные системы желчных протоков (BD) и портальных вен (PV). (A) Оптически очищенная правая медиальная доля (RML) печени на 15-й день (P15) вводится двумя смолами в две системы. Шкала 1 мм. (B) 3D-рендеринг P15 RML показан в (A) с изображением сосудистой системы портальных вен белым цветом и билиарной системы зеленым цветом. Шкала 1 мм. (C) Оптически очищенный RML печени взрослого человека, вводимый двумя смолами в две системы. Шкала 1 мм. (D) 3D-рендеринг взрослого RML показан в (C) с изображением сосудистой системы воротной вены в белом цвете и билиарной системы зеленым цветом. H = хилар, P = периферийный. Шкала стержня 1 мм. Панели A, B, D адаптированы с разрешения Hankeova et al.9. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 5: Общие проблемы двойных инъекций смолы в печень. (А) На изображении изображена печень, которая была случайно повреждена во время первоначального вскрытия брюшной полости, и смола просачивается через разрез (синий наконечник стрелы). (B) Плохо впрыскиваемая портальная венозная система из-за затвердевания смолой. Синие наконечники стрелок обозначают пустые концевые ветви, а красные скобки обозначают большие пузырьки. Шкала стержня 1 мм. (C) Плохо вводится портальная венозная система из-за плохой транскардиальной перфузии. Синие наконечники стрелок маркируют кровь, видимую в терминальных ветвях. Шкала стержня 1 мм. (D) Переполненная желчная система проявляется изолированными шариками смолы. Левые панели показывают оптически очищенную печень, а правые панели показывают 3D-изображение, визуализированное микроCT. Синие пунктирные контуры изображают области увеличения. Черные наконечники стрел помечают часть печени, которая была повреждена во время оптического очищения после микроCT-сканирования. Шкала стержня 1 мм. (E) Высокое давление при впрыске смолы может вызвать разрыв воротной вены (животное в этой панели несет мутацию Jag1H268Q), отмеченную синими наконечниками стрел. Шкала 1 мм. (F) Пузырьки в смоле во время впрыска в воротную вену (синие наконечники стрелок) и (G) инъекции билиарной системы (синий наконечник стрелки), шкала 1 мм. (H) МикроCT сканирование пузырьков (синий наконечник стрелки), плохо заполненные концевые ветви (красные скобки) и утечка смолы (желтый наконечник стрелки), шкала 1 мм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 6: Дифференциальный контраст смолы. (А) Свежеоткрытая желтая смола создает достаточный контраст, чтобы различать инжекционируемую смолой портальную вену (серый) и желчные протоки (белый). (B) Трехмесячное хранение желтой смолы приводит к осаждению смолы, что приводит к неоднородной непрозрачности (серо-белая воротная жила, синий наконечник стрелки). (C) Длительное хранение (>6 месяцев) желтой смолы уменьшает контраст между воротной жилкой (серый) и желчными протоками (серый). Шкала 100 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.