Визуализация in vivo сфероидов печени, привитых в передней камере глаза мыши
29 марта 2024 г.
Здесь мы описываем платформу, которая позволяет неинвазивно визуализировать in vivo сфероиды печени, привитые в передней камере глаза мыши. Рабочий процесс охватывает от получения сфероидов из первичных клеток печени до трансплантации в глаз мыши и визуализации in vivo с клеточным разрешением с помощью конфокальной микроскопии.
В нашей группе мы используем переднюю камеру глаза мыши в качестве места трансплантации для in vivo и неинвазивной визуализации стероидов печени. Эта недавно созданная платформа визуализации предоставит уникальный инструмент для исследователей и расширит наше понимание физиологии и патологии печени как в фундаментальных, так и в доклинических исследованиях. В биомедицинских исследованиях мы полагаемся на визуализацию клеточных процессов, чтобы понять механизмы заболевания, и в области исследований печени в настоящее время отсутствуют методы визуализации in vivo с высоким разрешением, при которой клетки печени можно было бы отслеживать в продольном режиме с течением времени.
По сравнению с прижизненной визуализацией печени, наш метод является неинвазивным, и клетки печени могут быть многократно визуализированы в течение нескольких сеансов визуализации, что позволяет нам контролировать функцию печени с разрешением одной клетки в ответ на различные проблемы. С нашей платформой стероиды печени выживают в глазу в течение многих месяцев, и одна и та же мышь-реципиент может быть визуализирована неинвазивно с течением времени. Это позволяет сократить количество экспериментальных животных, которых мы используем, одновременно повышая качество данных in vivo.
За последнее десятилетие наша группа разработала платформу визуализации глаз, чтобы она стала мощным исследовательским инструментом. Первоначально он был разработан для визуализации глаз поджелудочной железы, но в настоящее время был адаптирован к стероидам печени и имеет потенциал для распространения на другие органы и области исследований.
Обзор
Это исследование представляет неинвазивную платформу для визуализации сфероидов печени, пересаженных в переднюю камеру глаза мыши. Метод позволяет проводить лонгитюдное наблюдение за функцией печени с разрешением на уровне одиночных клеток.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Биомедицинские исследования с визуализацией
- Физиология печени
Фон
- Текущие исследования печени не имеют неинвазивных методов визуализации.
- Изображения in vivo имеют решающее значение для понимания физиологии и патологии печени.
- Существующие методы не позволяют проводить многократную визуализацию клеток печени со временем.
- Передняя камера глаза мыши служит новым местом для трансплантации.
Цель исследования
- Разработать платформу для неинвазивной визуализации сфероидов печени.
- Проводить лонгитюдное наблюдение за функцией печени в одном животном.
- Снизить количество экспериментальных животных, используемых в исследованиях.
Использованные методы
- Подготовка сфероидов печени из первичных клеток печени.
- Трансплантация сфероидов в глаз мыши.
- Изображение in vivo с использованием конфокальной микроскопии.
- Мониторинг сфероидов печени в течение нескольких месяцев после трансплантации.
Основные результаты
- Успешное внедрение сфероидов печени в глаз мыши.
- Лонгитюдное изображение показало клеточные процессы и наличие кровеносных сосудов.
- Демонстрирует потенциал для многократных сессий визуализации.
- Повышенное понимание функции печени в ответ на различные вызовы.
Выводы
- Разработанная платформа является мощным инструментом для исследований печени.
- Она позволяет проводить неинвазивное высокоразрешенное изображение клеток печени.
- Техника может быть потенциально адаптирована для других органов.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
Noninvasive, longitudinal imaging of liver spheroids engrafted in the mouse eye enables repeated, high-resolution monitoring of liver cell function and pathology in vivo. This platform addresses a critical gap in discovery-stage liver research by allowing dynamic, single-cell analysis over time within the same animal. The approach supports predictive confidence in disease modeling and functional target validation, enhancing translational continuity and portfolio decision-making.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct visualization of liver cell responses to stimuli at single-cell resolution over time.
- Supports mechanistic de-risking by allowing repeated interrogation of cellular processes in a living system.
- Facilitates functional target validation through dynamic, longitudinal observation of engrafted tissue.
Screening & Assay Development
- Provides a validated, reproducible in vivo system for quantitative imaging-based assays.
- Enables standardization of imaging protocols for consistent, cross-study data generation.
- Supports screening of pharmacological or genetic interventions with real-time, noninvasive readouts.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant modeling by enabling chronic monitoring of liver function and pathology.
- Facilitates translational biomarker discovery through repeated, quantitative imaging in the same animal.
- Improves risk-adjusted advancement by reducing animal use and increasing data quality per subject.
Pipeline & Workflow Integration
This imaging platform bridges early discovery and preclinical research by enabling hypothesis testing, pathway analysis, and functional validation in a longitudinal, in vivo context.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven interrogation of liver cell behavior and response to interventions.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative imaging outputs suitable for compound or genetic screening.
- Analytics: Provides high-content, single-cell data for robust statistical comparison across conditions and timepoints.
- Translational Research: Maintains continuity from discovery through preclinical validation by modeling chronic liver processes.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, adaptable platform for diverse liver and potentially other organ studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in liver research.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of in vivo imaging workflows.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and capital efficiency by maximizing data from each animal.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of liver-targeted programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgery, confocal imaging, and animal handling.
- Needs access to confocal microscopy and appropriate fluorescent probes.
- Demands cross-team standardization of imaging and analysis protocols.
- Adaptation to other organoid or tissue types may require protocol optimization.
- Potential limitations include model-specific physiological differences and imaging depth constraints.
