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Immunology and Infection

비장의 Intravital 현미경 : 기생충 이동성 및 혈류의 정량 분석

Published: January 14, 2012 doi: 10.3791/3609
* These authors contributed equally

Summary

우리는 GFP 형질 전환 말라리아 기생충이 장기 내에 기생충의 이동성과 혈액 흐름의 부량를 사용하여 비장의 intravital 현미경을 수행하는 방법을 보여줍니다.

Abstract

실험 쥐 모델에서 말라리아 intravital 현미경의 도래가 기생충 - 호스트 상호 작용의 1,2의 지식에 큰 발전을 허용하고 있습니다. 따라서, 사전 erythrocytic 단계 동안 말라리아 기생충의 생체내 이미징의 피부 림프절 3, 피부 4 기생충의 완전한 개발 및 마이 그 레이션을 보장하기 위해 hepatocyte - 파생 merosome의 형성에 기생충의 활성 입구를 밝혀하고있다 혈액 흐름 5로 merozoites의 릴리스. 또한 적혈구에서 개별 기생충의 개발은 최근 4D 영상을 사용하여 문서화하고 말라리아 6 단백질 수출에서 현재보기를 도전했습니다. 따라서 intravital 이미징은 크게 Plasmodium 개발의 주요 행사에 대한 우리의 견해를 변경했습니다. 불행히도, 비장, 주요 림프 기관을 통해 말라리아 기생충의 동적 통과 연구 정교하게 감염 빨간색 B 선택을 취소 적응lood 전지 기술 제약으로 인해 부족입니다.

Balb / C 마우스에서 말라리아 Plasmodium yoelii의 murine 모델을 사용하여, 우리는 비장의 intravital 이미지를 구현하고 동안 붉은 과육에 fibroblastic 원산지 장벽 세포에 차동 그것의 리모델링과 parasitized 적혈구의 준수 (pRBCs)를보고 비 치명적인 기생충 라인 P.yoelii 17X와 감염으로 P.yoelii 17XL 치명적인 기생충 라인 7 감염 반대. 이러한 결론에 도달하려면, ImageJ 무료 소프트웨어를 사용하여 특정 방법론은 단일 pRBCs의 빠른 입체 운동의 특성을 활성화하기 위해 개발되었습니다. 이 프로토콜로 얻은 결과는 비장의 기생충의 속도, 방향 및 체류 시간을 결정하는 허용, 모든 매개 변수는 생체내에 부착을 해결. 또한, 우리는 혈액 흐름 intravital 현미경을 사용하여 부량와 DIF의 사용에 대한 방법론을보고ferent 비장의 복잡한 microcirculatory 구조에 대한 통찰력을 얻기 위해 에이전트를 착색.

윤리 진술

모든 동물 연구 바르셀로나 CEEA - UB (5429 프로토콜 없음 DMAH) 대학의 동물 실험에 대한 윤리위원회의 승인 지침과 프로토콜에 따라 바르셀로나 대학의 동물 시설에서 실시되었다. 연령 6-8 주 여성 Balb / C 생쥐는 찰스 리버 연구소에서 얻은했다.

Protocol

이 방법은 7 보고된 연구에 사용되었습니다.

1. 녹색 형광 단백질 (GFP) 형질 전환 동물 기생충과 감염

  1. 17XL과 17X의 P. yoelii - GFP 형질 전환 라인은 같은 벡터를 사용하여 전략을 타겟팅 및 프로토콜 P.에 대한 다른 설명 생성된 berghei 8. 그들은 P.의 유비 쿼터스 발기인에 따라 GFP 9 돌연변이 3 변종을 표현 전체 내부 erythrocytic 개발주기 동안 cytosol을 기생충 GFP의 제정 표현을 지휘 berghei 신장 인자 1 (Pbeef1a).
  2. P.의 parasitized 적혈구 (pRBCs)와 동물 intraperitoneally을 주사 50~10%의 parasitemia에서 기증자 마우스의 꼬리 혈액에서 얻은 및 PBS에 희석 yoelii - GFP 유전자 변형 라인 17XL 및 17X. 3 일 후 infecti 1 %의 주변 parasitemia에 도달 5x10 5 pRBCs / 마우스의 복용량을 사용하여(PI)에.
  3. 3 일 PI에서 동일 100x 오일 목적으로 가벼운 현미경 Giemsa의 얼룩과 관찰에 이어 꼬리 혈액 한 방울로 핏자국을 수행하여 두 기생 라인에 감염된 생쥐의 parasitemia합니다 확인합니다. Parasitemia는 약 300 RBCs 세 광학 분야에서 총 RBCs 이상 pRBCs의 비율을 계산하여 추정된다.
  4. FITC - 라벨 RBCs로 주입 제어 동물은 정상 spleens에서 이러한 세포의 움직임을 특성화하는 데 사용할 수 있습니다.

2. 동물을 제어하는​​ FITC 및 사출과 적혈구의 라벨링

  1. 200 μl의 Balb / C 마우스의 심장 주사를 통해 총 혈액의 1 ML를 수집 PBS 에틸렌이 tetraacetic 산성 (EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산))을 (100g / L, 산도 7.4) 디아민 및 PBS / EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산)에서 RBC 펠렛을 (0.1 g / 세척 포함 L, 실온 (RT)에서 5 분 300 XG (분)에서 원심 분리를 통해 산도 7.4).
  2. 300 &의 RBC 펠릿 200 μl를 Resuspend무, PBS / EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산)은 (0.1 g / L, 산도 8) FITC (10 G / L)가 포함된 부드러운 동요와 함께 어둠 속에서 실온에서 2 시간 동안 품어의 리터. 시간 후, 뜨는이 제거되고 세포는 PBS / EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) (0.1 g / L, 산도 7.4)에서 다섯 번이나 (300 XG, 5 분, RT)를 씻어입니다.
  3. 유통 1퍼센트 FITC - RBCs에 도달하기 위해서는 생체내 실험에서 들어, PBS 200 μl에 FITC - 라벨 RBC 펠릿 10 μl를 희석하여 Balb / C 마우스 정맥 ​​주사.

3. 수술 절차

  1. 100 MG / 300ml의 kg 5 밀리그램 / Midazolam 당 선량의 kg 동물의 무게에 따라 구성된 주사용 마취제를 준비합니다. 마취 중 하나 복용량으로 마우스 intraperitoneally을 주사. 마우스 정규 anesthetized 유지하기 위해 매 30 분 복용량의 절반을 Readminister.
  2. 마우스 따뜻하고 마우스를 진행하기 전에 발을 패드 곤란하여 (보통 50-20 분 후) 완전히 anesthetized되어 있는지 확인합니다 계속.
  3. 하기 위해서는실험의 과정 동안 물질의 정맥 행정을 촉진, 27G 정맥을 사용하여 마우스의 꼬리 정맥을 cannulate. 바늘을 잘 염분 버퍼의 20-50 μl를 주입하여 혈관 내부에 위치되어 있는지 확인하고 테이프로 밀봉합니다. 그것이 방해하면 정맥의 상류 cannulation를 반복합니다. 공기 방울을 소개하지 않도록주의한다.
  4. 동물의 왼쪽 지느러미 쪽의 피부와 근육의 작은 절개를 통해 비장의 하부 부분을 쉽게받을 수 있습니다. 적은 호흡 운동이 관찰되는 비장을 놓고 그것이 마우스 머리 수산화의 청결 유지에 노출된 표면에 PBS를 적용합니다.
  5. 시각화를 허용하는 비장 주변 피부에 cyanoacrylate 접착제와 60x24mm의 커버 슬립을 (슈퍼 접착제 - 3 Loctite) 인감.

4. 비장의 생활 기생충의 영상

  1. Intravital 현미경 실험은 Leica TCS - SP5 공촛점 현미경 (Leica에서 실시되었다이크로, 하이 델베르크, 독일)는 온도 제어 배양 시스템, APO 63x 글리세롤의 침지 목적 렌즈 (NA 1.3), 8,000 선 / s와 아르곤 (488 NM)와 HeNe (594 NM, 633 nm의)에서 공진 스캐너를 갖춘 레이저. 같은 파란색 다이오드 (405 NM)와 다이오드 펌프 고체 (561 NM)로 추가 레이저는, 표 1에 나열된 프로브의 여기에 필요한 수 있습니다.
  2. 표지 - 미끄러 비장의 목표로 향하게와 현미경의 무대에 동물을 배치합니다. 비장의 microcirculatory 구조의 일반적인 전망은 선택 20x 목표를 사용하여 시각하실 수 있습니다. RBC 반사 대비 나중에 더 높은 배율의 이미지에 관심을 다른 지역을 선택 도움이 될 것입니다.
  3. 조직 autofluorescence를 사용하여 63x 글리세롤의 침지 목적 렌즈와 관심의 선택 영역을 중점을두고 있습니다. GFP의 기생충은 비장의 다른 영역을 통과 관찰하고 있습니다.
  4. 형광은 두 가지 다른 차에 기록됩니다3.0 공기 단위로 핀홀 세트와 함께 nnels (FITC / GFP 및 조직 autofluorescence에 대한 488/570-630 NM 위해 여기 / 발광 파장 488/505-580 NM). 함께 혈액 vasculature을 (표 1 참조) 라벨 형광 염료와 RBC 반사 (488/480-495 NM)는, 몇 군데과 아래에 설명된 혈액 흐름 실험에서되는 영역에 대한 추가 정보를 얻을하는 데 사용됩니다.
  5. 8 kHz에서의 속도로 인해 장기의 세 차원의 8 μm의 깊이를 다루고 Z - 스택은, 1.5 분 동영상을 생성 다섯을 통해 이미지를 캡처합니다.
  6. 정량 분석​​을위한 비장의 다양한 영역의 동영상 기록.

5. 혈류 측정을위한 비장 및 이미지 수집의 microvasculature의 Intravital 현미경

  1. isotonic 식염수에 녹아있는 핵심 형광 프로브는 비장의 구조로 이미지를 실험 vasculature 및 이득 통찰력 동안 꼬리 정맥에 주입 수 있습니다. 목록프로브 및 응용 프로그램의 표 1 10에 표시됩니다.
  2. 형광 dextran과 혈관 시스템을 레이블하기 위해 dextran은 식염수 버퍼 100 μl의 텍사스 빨간색으로 표시 70 kDa의 1 MG를 준비합니다.
  3. 몇 군데되는 동물에 형광 dextran를 삽입하는 cannulated 꼬리 정맥을 사용합니다.
  4. 광학 필드 회전 (속도에 영향을 미치지 않음)에 의해, 레이저 스캐닝 방향에서 수평으로 혈관을 설정합니다. 선박의 중앙 루멘에서 모드 스캐닝 XY와 XT 라인을 사용합니다. 512x512 픽셀의 이미지를 얻을 8 kHz에서의 속도로 32 라인 평균 양방향 스캔을 사용합니다.
  5. 세 가지 채널 (여기 / 발광 파장 488/505-580 NM, NM 594/605-660, FITC / GFP, dextran - 텍사스 레드와 적혈구 반사, 각각에 대한 488/480-495 NM)에 선박의 이미지를 취득.
  6. 변동에 대한 보상하기 위해 다른 직경 및 심장 사이클 이상의 서로 다른 단계와 선박의 이미지를 가지고. 이러한 이미지에서 움직이는 세포에서 발생하는 줄무늬는 혈액의 흐름 11 계량하는 데 사용됩니다.

6. 이미지 프로세싱 및 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 기생충의 이동성의 정량 분석

  1. ImageJ 소프트웨어 (버전 1.39o, 웨인 Rasband, NIH 사용 생성된 이미지 시퀀스에서 실시간으로 동영상 만들기 www.macbiophotonics.ca ).
  2. "xyzct"시퀀스와 분리된 채널을 유지 ImageJ에서 ". 난생"파일을 엽니다.
  3. dblvoxelX - voxel - 너비, dblvoxelY - voxel 높이, dblvoxelZ - voxel 심도 및 연속 Z - 프레임 사이의 스택 프레임 사이의 간격 : 메타 데이터 파일에서 몇 가지 유용한 정보를 등록하십시오. 이 정보는 교정에 사용됩니다.
  4. GFP - 기생충 이미지 (채널 1) 빼기 autofluorescence (채널 2). 가우스 블러 = 1로 이미지를 필터링합니다. 이미지 가우스 블러 필터를 사용하면 publicatio에 대한 선언해야되는 기억하시기 바랍니다NS. "animal1_m1_substract.seq"를 파일 저장합니다.
  5. 그것이 빠르게 이동 입자와 Z - 운동 특성화의 단일 입자 식별을 용이하게하므로 Z - 코딩된 컬러 비디오는, 기생충의 이동성의 정량 분석​​을위한 지원 재료로 만들어집니다.
  6. 3 차원은 시간이되는 Z와 4 차원되는, 이미지 5D 위해 스택을 변환합니다. 각각의 Z와 오버레이에 다른 색상을 제공합니다.
  7. Z - 코딩된 컬러 영상을 만드는 데 모든 시간 프레임 동안 최대 강도를 사용하는 모든 Z를 프로젝트. "animal1_m1_Z_color.avi"로 저장합니다.
  8. 거주의 프레임 번호 (1부터 10까지)에 따라 비디오의 처음 10 시간 프레임에 나타나는 모든 입자를 분류 및 레이블. 각각의 동영상에서, 20의 입자가 얻은 비율 다음과 같은 추적됩니다. 총 120 기생충은 비장의 다른 지역을 대표하는 여섯 비디오 / 동물을 사용하여, 3 동물 계량 것입니다.
  9. 각 Z에 체류 프레임 신고그리고 계량하는 모든 입자에 대한 전체 영화를.
  10. 4D (X, Y, Z, T) MTrackJ 플러그인을 (E. Meijering에 의해 작성된)를 사용하여 입자의 수​​동 추적을 수행합니다. 이미지 5D로 파일 "animal1_m1_substract.seq"를 열고 픽셀 폭, 높이, 깊이 (μm의) 및 스택 간격 (초)에서 이전에 등록된 정보를 사용하여 이미지 속성을 설정합니다. 다음과 같이 트랙 설정을 구성합니다 : "다음 시간 이동"및 "지역의 커서 - 밝은 centroid/25x25pixel을 적용." 표시 구성 : "원산지를 표시", "표시 이미지", "활성 트랙을 표시", "현재의 시간에 지점을 추적에만 표시", "현재 채널에있는 전용 트랙 표시".
  11. 각 입자에 대한 트랙을 추가합니다. 변위가 6 μm의 (pRBC의 평균 직경)보다 높은 경우에만 Z - 축의 운동을 고려하십시오. 100 프레임의 최대 이상의 입자를 따릅니다.
  12. X, Y, Z와 "animal1_m1_p1"로 트랙에서 측정 t 좌표. XLS를 저장합니다.
  13. 변위에 대한 대책 (D = SQRT ((X 최종- X inital) 2 + (Y 최종 - Y inital) 2 + (Z 최종 - Z inital) 2) 경로 길이 (P = Σ N = 0 → 최종 SQRT ((X N +1 - X N) 2 + ( Y N +1, Y, N) 2 + n은 각각의 위치 추적 표시와 함께 (Z N +1 - Z N) 2) 의미 속도와 체류 시간은 X, Y,의 값을 사용하여 계산할 수 Z, T는 보정 추적 좌표 등록된 데이터에 따라. 입자의 방향은 가까운 하나 나타내는 감독 움직임과 가까운 공 나타내는 구속 운동 12의 가치의 가치와 변위 대 경로 길이의 지수로 정의됩니다. 산출을위한 템플릿이 동봉 촉진됩니다.

7. 용적 혈액 흐름의 계산

  1. 용적 혈액의 흐름은 Q = V * π * V와 D V 4분의 2, 적혈구 속도 이상의 단면으로 추정됩니다차 D V, 루멘 혈관 직경 11.
  2. V를 계산하려면, 밝은 반사 (RBC)와 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 각 XT 이미지에 녹색 형광을 (pRBC - GFP) 보여주는 사 입자 줄무늬를 보여주는 다섯 입자 줄무늬의 각도를 (θ) 측정합니다. XY의 이미지 측정 루멘 혈관 직경.
  3. 속도는 다음과 같은 표현이다 V = 1/tan (θ) * D E / D 적혈구 (D E = 6 μm의)와 루멘 혈관 직경에 대한 정상화 V.
  4. 각 선박에 대해 서로 다른 직경 다섯 XT 이미지 세 선박의 최소 계량.

8. 통계 분석

  1. 통계 분석, 줄거리의 방향성 들어, 밀도 배포판과 같은 속도와 체류 시간을 의미하고 두 기생충 라인 사이의 차이를 평가하기 위해 STATA (IC10)의 평등 수준의 medians 테스트를 사용합니다.

9. 대표 결과

Intravital IMA비장에서 GFP의 기생충의 ging은 기생충의 두 변종 사이의 이동성의 차이를 공개했다. 단일 기생충의 이동성 매개 변수의 정량 분석​​은 속도, 방향의 부족과 17X 변형에 감염된 생쥐들의 기생충의 확대 체류 시간을 단축 지적했다. 또한, 선박의 판매량 혈액 흐름은 종자 7 일 사이 변경되지 않았습니다. 기술적인 절차는 그림 1A에 표시됩니다. 그림 1B는 빨간 과육으로 확대하고 선박 (그림 1B, 각각 1, 2, 확대) 다른과 FITC - 라벨 RBCs와 함께 주입 마우스의 정상적인 비장의 일반적인보기를 보여줍니다. Vasculature는 적혈구 반사 대비와 함께 70 kDa Dextran - 텍사스 레드 주사에 의해 입증되었다. 표 1에 요약 다른 형광 염료는 그러한 Hoechst (그림 1C, 1D)와 같은 몇 군데되는 기관에 대한 정보를 얻을하는 데 사용할 수 있습니다.

17XL과 17X 변형의 기생충의 실시간 영상은 영화 1과 2에 표시됩니다일부는 17X - pRBC (영화 2) 구름 - 원형 동작을 보여주. 이동성 매개 변수의 정량 분석​​은 Z - 코딩 컬러 이미지의 도움으로 개인 기생충의 추적을 통해 달성되었다. 그림 2A는 둘러싸고 입자가 다른 비행기에 이동 나타나는 Z - 코딩된 컬러 스택의 Z - 프로젝션을 보여줍니다. 그림 2B와 2C는 각각 17X와 17XL 감염에서 다양한 기생충에 대한 트랙을 나타냅니다. 방향과 계량 모든 입자의 체류 시간의 결과는 각각 2D 및 2E 그림에서 기생충 인구 밀도 분포지도로 제공됩니다. intravital 현미경을 사용하여 비장에서 혈액 흐름을 모니터링하려면, 적혈구 움직임으로 인한 선박의 중앙 루멘의 XT 이미지에서 얻은 줄무늬가 속도 11 계산 측정했다. 이미지는 해당 XT 라인 스캔 (그림 2G)와 선박의 XY 스캔 (그림 2F)를 보여줍니다.

형광등 ProbE 현지화 한 광자의 여기 (NM) 두 광자 여기 (NM) 탐지된 방출 (NM) 수량 / 마우스 무게
Hoechst 33342 멤브레인 - permeant의 DNA 결합 프로브. 그것은 정맥 주사 후 모든 셀을 (살고 죽음)의 핵을 표시합니다. 405 800 410-480 12.5 g / kg
Propidium 요오드화물의 멤브레인 - impermeant의 DNA 결합 프로브. 그것은 손상된 멤브레인 (apoptotic 및 괴사성 세포)의 세포의 핵을 표시합니다. 561 800 570-650 250 MG / kg
70,000 몰 wt Dextran - 형광 (FITC, 텍사스 레드) 유체 상 플라즈마의 대비를 향상 마커. FITC 488 텍사스 레드 594 800 500-540
600-650
50 MG / kg
나트륨 플루오레신 플라즈마의 콘트라스트를 향상 대량 액체 상 알부민 마커. 488 800 500-540 2 mmol / kg
에반스 블루 플라즈마의 콘트라스트를 향상 대량 액체 상 알부민 마커. 633 ND 645-700 20 MG / kg
Rhodamine R6 적극적인 mitochondria의 축적 중요한 프로브. 그것은 정맥 주사 후 endothelia 및 순환 흰색 세포를 표시합니다. 561 800 570-650 25 MG / kg
Fluospheres - 1micron 직경 phagocytic 활동과 세포 uptaken 아르 비즈. 488 800 500-540 ND
Alexa488 - 표시 섬유소의 IIβ 체인 특정 항체 프로브 해당 레이블 섬유소의 IIβ 체인 488 800 500-540 0.3 MG / kg

표 1. intravital 현미경을위한 형광 프로브. 생체내에서 비​​장을 레이블에 사용할 수있는 다른 localizations와 함께 중요한 형광 염료. 여기 / 방출 (실 / 엠) 한 광자 (또는 두 개의 광자 현미경) 제공과 함께 사용할 수 있도록 범위. 표시된 복용량은 식염수 버퍼의 0.1-0.2 ML에 해산하고 마우스의 꼬리 정맥에 주입합니다. [ND : 본 연구에서는 결정되지 않습니다.

그림 1
그림 1. 비장의 Intravital 현미경. A. Leica TCS - SP5 현미경의 스테이지에 배치 쥐 한마리와 공촛점 현미경. 마우스 커버 슬립과 함께 노출과 날인 비장의 하부 부분이 있습니다. B.의 FITC - 라벨 RBCs로 주입되지 않은 감염된 동물의 비장의 대표적인 지역의 이미지와vasculature을 시각화 70 kDa Dextran - 텍사스 레드. 반사 (노란색)는 Dextran (파란색)과 FITC - RBCs (녹색)이 표시됩니다. 흰색 상자에 불어 - UPS는 오픈 순환 (1)과 가까이 순환 (2) 영역을 나타냅니다. 오픈 순환 (C) 70 kDa dextran (적색)와 Hoechst 33342 (파란색)와 스테인드 가까이 순환 (D).

그림 2
그림 2. 기생충의 이동성과 혈액 흐름. AC의 부량. 네 가지 차원 (4D)의 입자 운동의 정량 분석은 색상 코딩된 이미지 프로세싱을 사용하여 용이합니다. A. 추적 다섯 가지 깊이의 최대 강도 투사를 사용하는 대표 Z - 코딩된 컬러 이미지에서 깊이있는 정보와 수행되었다. 흰색 직사각형 한 시점에서 다른 Z에서 동일한 입자를 나타냅니다. 다른 위치는 인수 사이의 시간 만료로 인해 아르다른 Z 이미지. 깊이 코드 :. 같은 노란색 (0 μm의), 오렌지 (2 μm의), 분홍색 (4 μm의), 파란색 (6 μm의), 녹색 (8 μm의) B, 각 시간 간격과 입자 운동의 C. 시간 계획은 컬러 : 회색 (0-2.4 초), 시안 (2.4-4.8 초), 마젠타 (4.8-7.0 초), 빨간색 (7.0-9.4 초)과 노란색 (9.4-11.8 초). 화이트 라인은 MTrackJ. D, 방향성의 가치 (D)에 의해 GFP 입자의 밀도 E. 배포 및 사용하여 17X (11.8들) (B)와 17XL (4.8 초) (C) GFP의 기생충의 입자의 4D 수동 추적을 나타냅니다 체류 시간 (E). 데이터 평등 수준의 medians 테스트와 분석 세 독립적인 실험에서 기생충과 100 FITC - 라벨 RBCs의 각 라인 120 입자에 해당한다. 17X/17XL/FITC-RBCs의 medians는 0.53/0.75/0.85 (D)와 4.61/0.67/0.9 초 (E)입니다.에서는 두 라인 사이의 차이점 룽> (D)와 (E)는 (P <0.001) 통계적으로 의미입니다. FITC - 라벨 RBCs와 17XL 기생충 사이의 차이 (P> 0.05). F, G.의 비장의 혈액 흐름 측정 통계적으로 의미가 없습니다. 같은 그릇 (흰색 라인)의 중앙 루멘의 라인 스캔에서 XY 이미지 (F)와 XT 이미지 (G)의 표현. 70 kDa dextran (적색), pRBC (녹색) 및 적혈구 반사 (파란색)와 플라즈마를 보여주는 비장의 들어왔습니다.

영화 1과 2. 17XL (1) 또는 17X에 감염된 murine 비장의 시간 경과 intravital 현미경 이미지 (2) 10 % parasitemia에서 GFP - 유전자 변형 기생충 (Z - 최대 프로젝션). 기생충 및 조직 autofluorescence은 녹색과 빨간색으로 각각 표시됩니다. 스케일 바는 10 μm의를 대표하고 시간 간격은 초입니다.
V는 "> 영화 1보고하려면 여기를 클릭하십시오.
영화 2 시청하려면 여기를 클릭하십시오.

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Discussion

이 쥐 말라리아 모델에서 비장의 intravital 현미경의 구현은 지금까지 기술적인 고려 사항에 "블랙 박스"로 인해 간주되어이 기관을 통해 기생충의 역동적인 통로를 조사 가능성을 열었습니다. 여기에서는 주요 노력은 단일 및 인구 수준에서 다른 기생충 라인의 비교 분석을 허용하는 양적 방법을 적응 넣어되었습니다. 말라리아 3,5 년 전에 이미지 있었다 다른 조직과 세포와는 달리, 비장을 통해 pRBCs의 이미징 그 출입구가 고려 장기의 세 차원과 compartmentalization와 다른 순환의 존재를 필요 빠르고 ​​느린 유량 13,뿐만 아니라 급속한 적혈구의 판매율. 이 목표로, 온라인에서 구할 수 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 특정 방법론은 populatio에서 라인 사이에 하나의 기생충 추적, 이동성 분석 및 비교를 활성화하기 위해 개발되었습니다N 수준. 그러나,이 맥락에서 하나의 기생충의 식별 및 추적을 해결 자동 소프트웨어의 응용 프로그램은 여전히​​ 필요합니다. 참고의 기생충 이동성을 설명하는 데 사용되는 매개 변수는 이전에 다음 ID로 림프구 모집 및 생체내 12,14,15의 접착력을보고 다른 연구에 설명되어있다. 따라서,이 방법론과 매개 변수는 말라리아에 준수의 생체내 연구에있는 새로운 도구로 간주되어야합니다. 앞으로, 우리는 서로 다른 세포에서 형광 리포터 유전자를 표현 형질 마우스의 이미징 감염에 의해 immunobiology과 기생충 - 비장 세포 상호 작용에 대한 통찰력을 얻기 위해이 기술을 사용합니다. 또한 GFP 이외의 형광 마커를 표현 형질 기생충의 생성이 모델의 이미지를 이중 감염에 함께 사용할 수 있습니다.

생체내 이미징 자신의 호스트 내에 기생충의 동적 상호 작용을 연구하는 강력한 도구입니다. 그러나, 거기에 전고려되어야 세포의 이동성에 영향을 미치는 여러 가지 요인 인도 표준시. 다른 Plasmodium의 종자와 감염에 대한 응답으로 조직 구조의 변화가 조직 7,16와 적혈구뿐만 아니라 혈소판이나 다른 hematologic 매개 변수의 변화의 유변학적 특성을 가진 세포 통로와 상호 작용을 수정할 수 있습니다, 혈액 흐름에 영향을 줄 수 있습니다 그리고 따라서 조직과 세포의 상호 작용. 이러한 이유로, 우리는 제공된 절차 선박 혈액 흐름을 분석하는 것이 좋습니다. 혈소판, reticulocytemia 및 기생충 tropism가 감염 7 모두에서 비교할 때 어떤 혼란함을 주죠 효과를 방지하려면, 우리는 시점에 감염된 생쥐의 비장 몇 군데.

이 기법의 해상도가 이전 시점 포인트 (<1 % parasitemia)에 비장 통과 단일 형광 세포의 관찰하기 위해 수 있습니다. 그러나 기생충의 역동적인 동작의 정량 분석​​이 수행되었다1 % parasitemia에서 pRBCs의 경우 충분한 숫자는 하나의 세포 운동의 추적 수있는 시간이 만료된에서 비장을 통과 관찰되었습니다. 10 % parasitemia에서 동물에 해당하는 영화 1과 2에서는, 우리는 각각의 감염에 비장을 통해 기생충 통과의 일반적인 패턴을 보여주 있지만, 움직이는 세포의 정량 분석​​은 어디 하나, 1 % parasitemia에서 동물에서 영화에 수행된 세포가 쉽게 따라하고 있습니다. 감염된 적혈구의 급속한 입체 운동으로 인해, 우리는 서로 다른 형광 농도는 레이저의 다른 깊이 또는 침투성에 기인 될 수 있듯이, 기생충의 발달 단계를 구분하지 못했습니다.

이 절차를 통해 형광 세포는 붉은 펄프 17 주로 구성된 비장의 subcapsular 영역에서 시각하실 수 있습니다. 플라즈마 염료를 사용하여, 우리는 붉은 펄프의 빠른 / 폐쇄와 개방 / 느린 순환 사이의 분별 수 있습니다. 기타 연구마지막으로 제공하는 큰 조직 침투와 공촛점 18 두 광자 현미경 19를 사용하여 흰색 과육의 T - 세포 형광 이미징의보고 있습니다. 그에서 몇 군데되는 영역의 오프라인 분석 및 전직 생체내 특성화 정확하게 데이터를 해석하는 중요한 요인 중 하나입니다. 따라서 비장의 microcirculatory 구조뿐만 아니라, 특정 세포 구조를 레이블 프로브의 발전을 계몽하기위한 노력은 기생충 - 호스트 상호 작용의 연구를 촉진하기 위하여 중요하다.

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Disclosures

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

Acknowledgments

우리는 A. 보쉬 (공촛점 단위, CCiT - UB, IDIBAPS)에, GFP 형질 전환 기생충을 기부에 대한 J. 화상에, 말라리아 기생충의 intravital 현미경의 초기 교육 및 지속적인 입력을위한 S. Graewe 및 V. Heussler 특히 감사 이미지 분석 및 기술 지원 부량 및 P. Astola에 도움. 우리는 R.의 Tous 및 비디오 제작을위한 I.의 Caralt 감사합니다. MF는 카탈로니아의 일반에서 졸업 교제의 수상자이다. 우연은 ICREA 연구 교수이다. 우연의 연구실에서 작업이 부여 계약 N에서 유럽 공동체의 7 번째 프레임 워크 프로그램 (FP7/2007-2013) · 242,095, 사립 설립 연도 CELLEX (카탈로니아, 스페인)에 의해 의해 과학 및 혁신의 스페인 교육부 (재정 지원입니다 SAF2009 - 07760).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Leica TCS-SP5 confocal microscope Leica Microsystems TCS-SP5 Serial no. 5100000419
Ketamine (Ketolar 50 mg/ml) Pfizer Pharma GmbH 631028
Midazolam 15 mg/3 ml Normon 838193
70,000 MW Dextran, conjugated to Texas Red Molecular Probes, Life Technologies D1830
Fluorescein Isothiocyanate, isomer I (FITC) Sigma-Aldrich F7250
H–chst 33342 Sigma-Aldrich H1399
Giemsa stain Sigma-Aldrich GS1 Working solution is at 10% in distilled water
Super Glue-3 Loctite Loctite 9975-0880

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References

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면역학 이슈 59 intravital 현미경 GFP 말라리아 비장 이동성 접착,
비장의 Intravital 현미경 : 기생충 이동성 및 혈류의 정량 분석
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Ferrer, M., Martin-Jaular, L.,More

Ferrer, M., Martin-Jaular, L., Calvo, M., del Portillo, H. A. Intravital Microscopy of the Spleen: Quantitative Analysis of Parasite Mobility and Blood Flow. J. Vis. Exp. (59), e3609, doi:10.3791/3609 (2012).

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