В данной работе мы описываем простой и экономичный протокол для выполнения объективного количественного определения микрососудистой плотности легочной ткани целых мышей с использованием однократного окрашивания изолектина B4.
Методическая статья
В данной работе мы описываем простой и экономичный протокол для выполнения объективного количественного определения микрососудистой плотности легочной ткани целых мышей с использованием однократного окрашивания изолектина B4.
Аномальное чередование ангиогенеза легких связано с микрососудистой дисфункцией легких и глубоко связано с целостностью сосудистой стенки, регуляцией кровотока и газообменом. В мышиных моделях доли легких демонстрируют значительные различия в размере, форме, расположении и васкуляризации, однако существующие методы не учитывают эти вариации при количественной оценке микрососудистой плотности. Это ограничение препятствует всестороннему изучению микрососудистой дисфункции легких и потенциальному ремоделированию циркуляции микроциркуляторного русла в различных дольках. Наш протокол устраняет этот пробел за счет использования двух методов секционирования для количественной оценки изменений плотности легочных микрососудов, используя размер, форму и распределение ветвей дыхательных путей по различным долям у мышей. Затем мы используем окрашивание изолектином B4 (IB4) для мечения микрососудистых эндотелиальных клеток легких на различных срезах с последующим несмещенным анализом микрососудистой плотности с использованием свободно доступного программного обеспечения ImageJ. Представленные здесь результаты подчеркивают различную степень изменения плотности микрососудов в дольках легких с возрастом, сравнивая молодых и старых мышей. Этот протокол предлагает простой и экономически эффективный подход к объективной количественной оценке микрососудистой плотности легких, облегчая исследования как физиологических, так и патологических аспектов микроциркуляторного русла легких.
Эндотелиальные клетки (ЭК) – это особый тип клеток, расположенных на внутренней оболочке кровеносных сосудов, охватывающих все артериальное и венозное дерево и играющих решающую роль в поддержании стабильности кровеносных сосудов и органов1. Легкие являются сильно васкуляризированными органами и играют важную физиологическую и патологическую роль в легких, такие как формирование сосудистой стенки, регулирование кровотока, облегчение газообмена, модуляция воспалительных реакций, контроль активности тромбоцитов, секреция регуляторных веществ, участвующих в росте сосудов, восстановлении и поддержании баланса свертываемости.
Микрососудистые эндотелиальные клетки легких (LMEC) являются специфическими эндотелиальными клетками легочной ткани, в частности в микроциркуляторном русле (капиллярах) легких, что отличает их от более генерализованных артериальных и венозных эндотелиальных клеток в легких. Эти клетки выполняют различные функции, в том числе регулируют тонус сосудов, контролируют проницаемость сосудов, участвуют в регуляции воспалительных реакций и регулируют образование тромбов. Они играют решающую роль в легочном кровообращении, регулируя газообмен и транспорт питательных веществ, а также участвуют в различных физиологических и патологических процессах, связанных с легкими, что вероятно для старения2. Более того, аномальное чередование ангиогенеза легких связано с микрососудистой дисфункцией легких3. Используя обычный маркер эндотелиальных клеток CD31 и пространственную локализацию (в частности, периферические области легких), Larissa L. et al. наблюдали значительное снижение плотности микрососудистых эндотелиальных клеток у пожилых мышей (18 месяцев) по сравнению с их более молодыми коллегами (4 месяца)4. В контексте легочной патологии, ассоциированной с астмой, Makoto H. et al. продемонстрировали значительное увеличение индукции сосудов в образцах бронхиальной биопсии, окрашенных антиколлагеновым IV, у пациентов с астмой по сравнению с контрольной группой5. Недавно, внедрив методы просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, Максимилиан А. и др. сообщили о заметном увеличении численной плотности признаков, связанных с инвагинтивным и прорастающим ангиогенезом у пациентов, умерших от Covid-19 или гриппа A (H1N1)6. По-видимому, аномальный микрососудистый генез связан с легочной дисфункцией. Тем не менее, в настоящее время не существует простого и экономичного метода количественной оценки изменений микрососудистой плотности.
В мышиных моделях легкие обычно разделены на пять отдельных долей: правая черепная, правая средняя, правая каудальная, левая черепная и левая каудальная. Каждая доля обладает уникальными характеристиками с точки зрения размера, формы, расположения и вероятной васкуляризации, способствуя эффективному газообмену и потенциально синергетической регуляции легочного кровообращения. Однако, насколько нам известно, ни одна методология не учитывает различия между этими долями легких при исследовании микрососудистых изменений легких.
В этом исследовании представлен новый метод секционирования долек у мышей с использованием IB4, четко определенного маркера микроэндотелиальных клеток легких7, для объективной количественной оценки плотности легочных микрососудов. Этот инновационный подход направлен на удовлетворение потребности в более глубоком понимании микрососудистых изменений в легких мышей путем рассмотрения различных свойств отдельных долей мышей. В качестве демонстрации, у стареющих мышей отмечено значительное уменьшение легочного
Микрососудистая плотность наблюдается специфически как в каудальной доле, так и в левой доле. В протоколе подчеркивается важность интеграции долевого специфического анализа в исследования изменений микрососудистого ландшафта легких мышей. Примечательно, что этот метод предоставляет ценные исследовательские ссылки для исследователей, стремящихся к всестороннему пониманию как физиологического, так и патологического прогрессирования развития и поражения легких, выходящего за рамки ангиогенеза.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все эксперименты проводились в соответствии с этическими принципами Комитета по исследованиям животных Сычуаньского университета (No K2023023).
1. Подготовка парафиновых срезов для долей легких мышей
2. Иммунофлюоресцентное окрашивание для выявления микроциркуляторного русла легких
3. Количественная оценка микрососудистой плотности легких
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Чтобы различать поражения в основных бронхах и малых ветвях дыхательных путей, крайне важно убедиться в том, что наблюдается непрерывная структура поражений в этих двух типах дыхательных путей. Этого можно достичь, следуя процедурам резки и встраивания, описанным на рисунке 1. Учитывая многочисленные доли легких у мышей, которые ориентированы в различных направлениях и обладают сетчатой структурой, они более подвержены коллапсу по сравнению с другими твердыми тканями. Чтобы добиться четкого ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Изучение плотности легочных микрососудов имеет важное значение для понимания легочных физиологических процессов, а также для определения биомаркера (маркеров) респираторных заболеваний. Легочное кровообращение имеет обширную площадь капиллярной поверхности, покрытую тонким слоем эндотелиальных клеток. Гармоничное сопоставление этих клеток и альвеолярных эпителиальных клеток приводит к образованию хрупкой альвеолярно-капиллярной мембраны, специально разработанной для облегчения сложного п...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.
Авторы выражают благодарность за неоценимую поддержку, полученную от общественной экспериментальной платформы в Западно-Китайской школе фармации. Особая признательность Вэньдун Ван за предоставление критических и очень ценных советов по патологии. Это исследование стало возможным благодаря финансированию Департамента науки и технологий провинции Сычуань (гранты 2023NSFSC0130 и 2023NSFSC1992) и «Фондов фундаментальных исследований для центральных университетов».
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 4% параформальдегид | Biosharp | BL539A | Фиксатор тканей |
| 4',6-диамидино-2-фенилиндол | MCE | HY-D0814 | Нуклеиновые красители |
| Alexa-647 Фторконъюгированный изолектин B4 | Thermo | I32450 | Связывание микрососудов |
| Антифлуоресцентные таблетки Герметик | Abcam | AB104135 | Жидкость для восстановления антигена для фиксации образца |
| Biosharp BL151A | Репарация антигенных участков | ||
| Биопсия кассета | ActivFlo | 39LC-500-1 | Фиксация и позиционирование образцов тканей |
| Бычья сыворотка Альбумин | Sigma | B2064-50G | Герметизирующий раствор |
| Cold Plate | Leica | HistoCore Arcadia H | Замораживание образцов |
| Электрическая сушильная печь постоянной температуры | Taisite | 101-0AB | Высокотемпературный ремонт |
| Одноразовое лезвие для микротома | Leica | 14035838383 | Резка образцов тканей для подготовки срезов |
| Формы для встраивания Шитай | 26155166627 | фиксация образцов тканей | |
| Этанол | Келонг | CAS 64-17-5 | Раствор для обезвоживания тканей |
| Нагретый парафин Встраиваемая станция | Leica | EG1150 | Встраивание образцов в парафин |
| HistoCore Водяная баня | Leica | HI1220 | Выравнивание и фиксация образцов тканей |
| ImageJ (Fiji) | NIH | 1.54f | Количественный инструмент |
| Иммуногистохимические ручки | Biosharp | BC004 | Водоблокирующее средство |
| Медицинские щипцы | Шанхайское медицинское оборудование | Н/Д | Захват, манипулирование или перемещение образцов тканей |
| Микроскоп | Nikon | TS2 | Устройство визуализации |
| Монтажный носитель | Jiangyuan | Безвкусная | фиксация и консервация Срезы тканей |
| Парафин воск | SCHLEDEN | 80200-0014 | Фиксация структуры ткани |
| PBS | Beyotime | C0221A | Буфер для промывки |
| пентобарбитал натрия | Пекин Химический реагент Компания | Q/H82-F158-2002 | Обезболивающее средство |
| Ротационный микротом | биобаза Bk-2258 | Приготовление ломтиков | |
| стерильные ножницы | Шанхай Медикал Оборудование | Н/Д | Сегментация Образцы тканей |
| Хирургический скальпель | Шанхайское медицинское оборудование | Н/Д | Режущие Ткани Образцы Тритон |
| Solarbio | T8200 | Раствор для пермеабилизации | |
| Моющийся слайд | PLATINUM PRO | PRO-04 | Фиксирующие образцы для окрашивания |
| ксилола | SUM | XK13-011-00031 | Раствор для удаления парафины из тканей |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение