Bağırsak, çatışan süreçleri sağlayan sıkı bir şekilde düzenlenmiş bir işlevi olan son derece uzmanlaşmış bir organdır, yani beslenme ve zararlı luminal maddelere karşı koruma. Insan vücudu ve çevre arasında astar, bağırsak epitel fiziksel ve immünolojik bariyer olarak davranır ve bağırsakta mukozal homeostaz bakımına katkıda bulunur1,2. Epitel bütünlüğü kaybı ve artan sıkı kavşak geçirgenliği iyi Inflamatuar Barsak Hastalığı ile ilişkili olduğu bilinmektedir (IBD)3,4,5,6. Epitel değişiklikler daha sonra NEDEN ve İBH kronik bağırsak iltihabı için ikincil amplifikatör olarak kabul edilir. Böylece, IBD hastalarının bağırsaklarında erken epitel değişikliklerin geliştirilmiş bir anlayış güvenilir tahmin ve IBD relaps sonraki önlenmesi için epitel bütünlüğünü geri yüklemek için yeni stratejiler geliştirilmesi için büyük bir değer olacaktır.
Bağırsak epitelkarmaşık ve sıkı düzenlenmiş ciro süreci izler. Crypt alttan, ölümcül farklılaşmış bağırsak epitel hücreleri (IECs) pluripotent kök hücrelerden elde edilen villus ucu, yaşlı / hasarlı hücreler lümen içine dökülür yukarı doğru göç7. Bölünme ve hücre ekstrüzyonu arasındaki denge bağırsak epitel hücre sayılarının sürdürülmesini sağlar, boşluk ve sızıntı oluşumunu kaçınarak, yanı sıra potansiyel hücre kitleleri ve tümörigenez 8 yol açan epitel hücrelerinin birikimi8,9,10. Bağırsak epitelinin fizyolojik yenilenmesinde epitel hücrelerinin dökülmesinin kilit rolüne rağmen, villus ucundaki hücrelerin ekstrüzyonunu yönlendiren moleküler mekanizmalar hakkındaki bilgi sınırlıdır. Bu nedenle, epitel hücre dökülme dahil moleküler olayların dizisinin kesin bir açıklamasını sağlayan temel araştırma için bir ihtiyaç vardır.
Bağırsak mukozası içinde farklı hücre tipleri arasındaki karmaşık etkileşimler epitel ciro ve intestinal homeostaz düzenleyen moleküler mekanizmaları anlamak için anahtardır. Bu bağlamda in vivo çalışmaları in vitro ve ex vivo yaklaşımlara göre yüksek avantajlar sunmaktadır. Ayrıca, gerçek zamanlı görüntüleme teknikleri belirli olayları kontrol olayların dizisinin açıklamasını sağlar. Bu bağlamda, son derece dinamik süreçlerin incelenmesi, dokunun doğrudan gözlemlenmesi için optimize edilmiş yüksek çözünürlüklü tekniklerin kullanılmasını gerektirir. İntravital görüntüleme teknikleri bağırsakta epitel hücre dökülmesi çalışma için benzersiz uygun araçlar olarak görünür.
"İntravital mikroskopi" terimi, canlı bir hayvan ın içindeki hücre ve dokuları doğrudan görselleştirmek için yüksek çözünürlüklü görüntüleme tekniklerinden (multifoton veya konfokal mikroskopi) yararlanan deneysel yaklaşımları ifade eder11. In vivo bilgilerin in vivo çözünürlüğe kadar gerçek zamanlı olarak elde edilmesini sağlar ve statik veya düşük çözünürlüklü yöntemlere göre net avantajlar sağlar. İntravital mikroskopi tamamlayıcı bilgi sağlar ve klasik ve / veya high-end teknikleri bazı sınırlamalar aşmak, doku işleme nedeniyle eserler gibi. Buna karşılık, intravital mikroskopi nin ana sınırlama doku doğrudan mikroskopa maruz olması gerektiğini, hangi çoğu durumda cerrahi gerektirir. Sofistike yaklaşımlar canlılığı korumak ve görüntülenmiş doku etkisini en aza indirmek rağmen (skinfold odaları ve görüntüleme pencereleri)12,13, çoğu durumda basit bir deri kesi doku (deri flepleri) dışsallaştırma için yapılır14. Son on yılda, bu yaklaşımlar daha önce anlaşılmaz olan son derece dinamik süreçler hakkında önemli kanıtlar alabildi. Çeviri, gerçek zamanlı görüntüleme kök hücre ve lökositler homing yeni biyolojik anlayışlar sağlanan15, yanı sıra kanser yayma ve metastaz oluşumu13,16. Klinik bağlamda, endomikroskopi şu anda kanser tanı aracı olarak istismar17 ve gastrointestinal hastalıklar, IBD gibi18,19; konfokal mozaik mikroskopi cerrahi sırasında hızlı bir patoloji aracı haline geldiiken 20. Birlikte, intravital mikroskopi son zamanlarda klinikte biyomedikal araştırma ve gelecekteki uygulama için değerli ve çok yönlü bir araç olarak ortaya çıkmıştır.
İntravital mikroskopi burada intestinal epitel kaçağının gerçek zamanlı görüntülenmesi ve epitel hücre dökülme olaylarının gözlemlenmesi için uygulanmaktadır. Bağırsak geçirgenliğinin kaçağı, serum21'dekifloresan izleyicilerin sözlü olarak uygulanması gibi diğer in vivo noninvaziv teknikler ile tespit edilebilir. Ancak, bu teknik dökülme performansı nın doğrudan gözlemine veya para-ve hücre içi geçirgenlik arasındaki ayrımına izin vermez. Standart izleyici deneyleri ve intravital mikroskopi kombinasyonu uygun bir yaklaşımı temsil eder: i) bağırsak geçirgenliği bozuklukları tanımlamak, ve ii) para arasında ayırmak- ve trans-hücre içi geçirgenlik. Hücre dökülmesinin yanı sıra, in vivo floresan etiketleme ile birlikte intravital mikroskopi diğer hücresel ve moleküler mekanizmaların çalışmasını sağlar (örneğin, floresan muhabir fareler kullanarak hücre dökülmesi sırasında sıkı kavşak yeniden dağılımı22 veya bağırsak mukozası içindeki IEC'ler ve diğer hücreler arasındaki etkileşimler23).
Burada sunulan yöntem, konfokal lazer tarama mikroskobu (CLSM) kullanılarak bağırsak mukozasının gerçek zamanlı gözlemini sağlamak için intravital mikroskopinin bir adaptasyonunu temsil etmektedir. Bu nedenle, ggtase koşullu knock-out fareler kullanın (Geranylgeranyltransferaze) bağırsak epitel hücrelerinde(IECs)iΔIEC içinde, onlar ciddi bir bağırsak hastalığı muzdarip ve artmış epitel geçirgenliği muzdarip beri24. Farenin cerrahi olarak hazırlanması ve bağırsak mukozasının boyanışı, görüntüleme kazanımı ve kazanım sonrası analiziçin kullanılan uygun ayarlar anlatılmaktadır. Bu protokol, bağırsak epitel hücresi dökülmesinin dinamiği ve kinetikleri hakkında güncel bilgilere katkıda bulunan gelecekteki çalışmalara olanak sağlayabilir. Ayrıca, protokol bağırsak mukozası yüzeyinde meydana gelen diğer olayları incelemek için çeşitli adaptasyonlar için bir temel olarak hizmet verebilir, ve hatta diğer dokularda.