Sağlıklı ve hastalıklı pankreasın seri ve uzunlamasına çalışmalarına izin veren, murin pankreasın hücre altı çözünürlüklü görüntülenmesi için stabilize kalıcı bir optik pencerenin cerrahi implantasyonu için bir protokol sunuyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Sağlıklı ve hastalıklı pankreasın seri ve uzunlamasına çalışmalarına izin veren, murin pankreasın hücre altı çözünürlüklü görüntülenmesi için stabilize kalıcı bir optik pencerenin cerrahi implantasyonu için bir protokol sunuyoruz.
Pankreasın fizyolojisi ve patofizyolojisi karmaşıktır. Pankreatit ve pankreas adenokarsinomu (PDAC) gibi pankreas hastalıkları yüksek morbidite ve mortaliteye sahiptir. İntravital görüntüleme (IVI), hem sağlıklı hem de hastalıklı durumlarda dokuların yüksek çözünürlüklü görüntülenmesini sağlayan ve hücre dinamiklerinin gerçek zamanlı olarak gözlemlenmesini sağlayan güçlü bir tekniktir. Murin pankreasın IVI'si, organın derin içgüdüsel ve uyumlu doğası nedeniyle önemli zorluklar sunar, bu da onu hasara ve hareket artefaktlarına oldukça yatkın hale getirir.
Burada tarif edilen, murin Pankreasın (SWIP) I'ninntravital görüntülemesi için Stabilize Window'un implantasyon sürecidir. SWIP, normal sağlıklı durumlarda, sağlıklı pankreastan serulein tarafından indüklenen akut pankreatite dönüşüm sırasında ve pankreas tümörleri gibi malign durumlarda murin pankreasın IVI'sine izin verir. Genetik olarak etiketlenmiş hücreler veya floresan boyaların uygulanması ile bağlantılı olarak SWIP, tek hücreli ve hücre altı dinamiklerin (tek hücreli ve toplu göç dahil) ölçülmesini ve aynı ilgilenilen bölgenin birkaç gün boyunca seri görüntülenmesini sağlar.
PDAC'de kansere bağlı mortalitenin birincil nedeni ezici metastatik yük olduğundan, tümör hücresi göçünü yakalama yeteneği özellikle önemlidir. PDAC'de metastazın fizyolojik dinamiklerini anlamak, karşılanmamış kritik bir ihtiyaçtır ve hasta prognozunu iyileştirmek için çok önemlidir. Genel olarak, SWIP gelişmiş görüntüleme stabilitesi sağlar ve sağlıklı pankreas ve malign pankreas hastalıklarında IVI uygulamasını genişletir.
İyi huylu ve kötü huylu pankreas hastalıkları potansiyel olarak yaşamı tehdit eder ve patofizyolojilerinin anlaşılmasında önemli boşluklar vardır. Pankreatit - pankreas iltihabı - ABD'de gastrointestinal hastalığa bağlı hastaneye yatışların ve yeniden kabullerin üçüncü ana nedenidir ve önemli morbidite, mortalite ve sosyoekonomik yük ile ilişkilidir1. Kansere bağlı ölümlerin üçüncü önde gelen nedeni2 olarak sıralanan pankreas duktal adenokarsinomu (PDAC), çoğu pankreas malignitesini3 oluşturur ve sadece %11'lik kötü bir 5 yıllık sağkalım oranına işaret eder2. PDAC'de kansere bağlı mortalitenin önde gelen nedeni ezici metastatik yüktür. Ne yazık ki, çoğu hasta metastatik hastalık ile başvurur. Bu nedenle, PDAC'de metastaz dinamiklerini anlamak, kanser araştırmaları alanında karşılanmamış kritik bir ihtiyaçtır.
Enflamasyonu ve pankreasın metastatik kaskadını destekleyen mekanizmalar tam olarak anlaşılamamıştır. Bilgideki bu boşluğa önemli bir katkı, pankreas hücresel dinamiklerini in vivo olarak gözlemleyememektir. Bu hücresel dinamiklerin doğrudan gözlemlenmesi, pankreas hastalığı olanların tanı ve tedavisini güçlendirmek ve iyileştirmek için kritik hedefleri ortaya çıkarmayı vaat ediyor.
İntravital görüntüleme (IVI), araştırmacıların canlı hayvanlardaki biyolojik süreçleri gerçek zamanlı olarak görselleştirmesine ve incelemesine olanak tanıyan bir mikroskopi tekniğidir. IVI, hücre içi ve mikroçevresel dinamiklerin in vivo ve söz konusu biyolojik sürecin doğal ortamında yüksek çözünürlüklü, doğrudan görselleştirilmesine izin verir. Bu nedenle IVI, sağlıklı ve patolojik süreçlerin in vivo olarak gözlemlenmesine izin verir.
MRI, PET ve BT gibi çağdaş tüm vücut görüntüleme yöntemleri, tüm organların mükemmel görüntülerini sunar ve klinik semptomların başlamasından önce bile patolojileri ortaya çıkarabilir4. Bununla birlikte, tek hücreli çözünürlüğe ulaşamazlar veya hastalık-pankreatit veya malignitenin en erken aşamalarını ortaya çıkaramazlar.
Önceki araştırmalar, cilt5,6, meme7, akciğer 8, karaciğer9, beyin 10 ve pankreas tümörlerinin 11 iyi huylu ve kötü huylu hastalıklarını gözlemlemek için tek hücreli çözünürlük IVI kullanmış ve hastalığın ilerleme mekanizmalarına ilişkin içgörülere yol açmıştır 12. Bununla birlikte, murin pankreası, öncelikle derin viseral konumu ve yüksek uyumu nedeniyle, IVI kullanarak tek hücreli çözünürlüğe ulaşmada önemli engeller oluşturmaktadır. Ayrıca, mezenter içinde dalak, ince bağırsak ve mideye bağlanan ve erişimi zorlaştıran dallı, dağınık dağılmış bir organdır. Doku ayrıca bitişik peristalsis ve solunumun neden olduğu harekete karşı oldukça hassastır. Pankreasın hareketini en aza indirmek, tek hücreli çözünürlük mikroskobu için çok önemlidir, çünkü birkaç mikronluk hareket artefaktları bile görüntüleri bulanıklaştırabilir ve bozabilir, bu da tek tek hücrelerin dinamiklerini izlemeyi imkansız hale getirir13.
IVI gerçekleştirmek için, bir abdominal görüntüleme penceresi (AIW) cerrahi olarak implante edilmelidir 9,11. AIW'yi cerrahi olarak implante etmek için, karın duvarına metal bir pencere çerçevesi dikilir. Daha sonra, ilgilenilen organ siyanoakrilat yapıştırıcı kullanılarak çerçeveye tutturulur. Bu, bazı sert iç organlar (örneğin, karaciğer, dalak, sert tümörler) için yeterli olsa da, sağlıklı murin pankreasını görüntüleme girişimleri, dokunun uyumlu dokusu ve karmaşık mimarisi nedeniyle optimal olmayan lateral ve eksenel stabilite nedeniyle tehlikeye girer14. Bu sınırlamayı ele almak için, Park ve ark.14, sağlıklı pankreas için özel olarak tasarlanmış bir görüntüleme penceresi geliştirdi. Bu Pankreas Görüntüleme Penceresi (PIW), pencere çerçevesi içinde, lamellerin hemen altına yatay bir metal raf ekleyerek, dokuyu stabilize ederek ve kapak camı ile temasını koruyarak bağırsak hareketinin ve solunumun etkisini en aza indirir. PIW daha fazla yanal stabilite sunarken, bu pencerenin hala eksenel kayma gösterdiğini ve ayrıca metal raf ile lamel15 arasındaki dar boşluk nedeniyle büyük katı tümörlerin görüntülenmesini önlediğini bulduk.
Bu sınırlamaları ele almak için, hem sağlıklı hem de hastalıklı pankreasın stabil uzun süreli görüntülemesini sağlayabilen implante edilebilir bir görüntüleme penceresi olan murin Pankreasın (SWIP) I ntravitalgörüntülemesi için Stabilize Window'u geliştirdik (Şekil 1)15. Burada, SWIP'yi implante etmek için kullanılan cerrahi prosedür için kapsamlı bir protokol sunuyoruz. Birincil amaç metastazda yer alan dinamik mekanizmaları incelemek olsa da, bu yöntem pankreas biyolojisi ve patolojisinin çeşitli yönlerini keşfetmek için de kullanılabilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokolde açıklanan tüm prosedürler, Albert Einstein Tıp Fakültesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) tarafından önceden onay da dahil olmak üzere, omurgalı hayvanların kullanımına ilişkin yönergelere ve düzenlemelere uygun olarak gerçekleştirilmiştir.
1. Pencerelerin pasivasyonu
NOT: Paslanmaz çeliğin pasivasyonu, metali kirleticilerden temizler ve metalin yumuşak dokularla biyouyumluluğunu, titanyum16'nın ötesinde bile büyük ölçüde artıran ince bir oksit tabakası oluşturur.
2. Tümör implantasyonu veya pencere cerrahisi için hazırlık
NOT: Pankreas tümörleri üzerine yapılan çalışmalar için, tümör hücreleri implante edilmeli ve açık tümörlere dönüşmesine izin verilmelidir. Tümör hücrelerini in vivo olarak görselleştirmek için, Dendra2 gibi floresan proteinleri eksprese etmek için genetiği değiştirilmiş hücrelerin kullanılması önerilir. Parlak floresan protein etiketlerinin kullanılması, doku otofloresansı ile ilgili olası sorunları azaltacaktır. Kullanılabilecek diğer potansiyel floresan proteinler, boyalar ve genetik olarak kodlanmış floresan fare modelleri başka bir yerde tartışılmıştır17,18. Ameliyat alanının kirlenmesini önlemek için, cerrahi prosedürü bir başlık veya laminer akış kabininde gerçekleştirin ve hazırlık, ameliyat ve iyileşme için farklı alanların kullanıldığından emin olun.
3. Pankreas tümörü implantasyonu
4. Pankreas pencere ameliyatı
5. Pankreatit indüksiyonu için serulein tedavisi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Du ve ark.15'ten uyarlanan Şekil 1, murin pankreasın hızlandırılmış IVI filminden görüntü karelerini göstermektedir. İlk yerleşme periyodu içinde bir miktar doku hareketi gözlenebilir (görüntülemenin ilk saati, Şekil 1A). Ancak bu yerleşme periyodundan sonra (>75 dk) devam eden görüntüleme ile lateral ve aksiyel stabilitede artış gözlenmiştir (Şekil 1B). SWIP'nin kararlılığının önceki AIW ve PIW görüntülem...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Burada açıklanan SWIP protokolü, kanaviçe sepeti tekniğini kullanarak gelişmiş bir pankreas dokusu stabilizasyonu yöntemi sağlar. Erken abdominal görüntüleme pencereleri (AIW'ler), karın iç organlarının intravital görüntülemesini (IVI) mümkün kıldı, ancak pankreas gibi yumuşak dokuların hareketini yeterince sınırlamadı. Buna cevaben, Park ve ark. yatay bir metal raf içeren ve cam lamel ile teması sürdürürken pankreas dokusunun daha iyi stabilizasyonuna izin veren bir pankreas görüntüleme penceresi (PIW) geliştirdi. Bu ya...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların ifşa edecek herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Evelyn Lipper Yardım Vakfı, Gruss-Lipper Biyofotonik Merkezi, Kanser Araştırmaları için Entegre Görüntüleme Programı, NIH T-32 Bursu (CA200561) ve Savunma Bakanlığı Pankreas Kanseri Araştırma Programı (PCARP) hibe PA210223P1.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| %1 (a/h) enzim aktif deterjan | çözeltisi Alconox Inc | NA | Manuel ve ultrasonik temizlik için proteaz enzimleri içeren konsantre, anyonik deterjan |
| %5 (a/h) sodyum hidroksit çözeltisi | Sigma-Aldrich | S8045 | Pasivasyon reaktifi |
| 5 mm kapak camı | Elektron Mikroskobu Bilimleri | 72296-05 | Yuvarlak Cam Lameller |
| % 7 (a/h) sitrik asit çözeltisi | Sigma-Aldrich | 251275 | Pasivasyon reaktifi |
| 28G 1 mL BD İnsülin Şırıngası | BD | 329410 | Hücre enjeksiyonu için şırınga |
| Baytril 100 (enrofloksasin) | Bayer (Santa Cruz Biyoteknoloji) | sc-362890Rx | Antibiyotik |
| Tezgah Montajlı Isı Lambası | McMaster-Carr | 3349K51 | Isı lambası |
| Buprenorfin 0.3 mg/mL | Covetrus Kuzey Amerika | 059122 | Buprenorfin Analjezi |
| Castroviejo Kavisli Makas | Dünyası Hassas Aletler | WP2220 | Doku kesmek için Makas |
| C57BL / 6J Fare | Jackson Laboratuvarı | 000664 | C57BL/6J Fare |
| Klorheksidin çözeltisi | Durvet | 7-45801-10258-3 | Klorheksidin Dezenfektan Çözeltisi |
| Basınçlı hava kabı | Falcon | DPSJB-12 | Dokuyu kurutmak için basınçlı hava |
| Cyano akrilat - Jel Süper Yapıştırıcı | Zımbalar | 234790-6 | Cilt Tutkalı |
| Cyano akrilat - Sıvı Süper Yapıştırıcı | Zımbalar | LOC1647358 | Lamel Tutkal |
| DPBS 1x | Cerulein/hücre enjeksiyonları için | 21-031-CV | |
| İkizler Koter Kiti | Harvard Aparatı | 726067 | Koter Kalemi |
| Germinatör 500 | CellPoint Scientific | GER 5287-120V | Boncuk Sterilizatörü |
| Graefe Mikro Diseksiyon Forsepsleri; Dişli; hafif eğri; 0,8 mm Uç Genişliği; 4" Uzunluk | Roboz Cerrahi | RS-5135 | Graefe Mikro Diseksiyon Forseps |
| Görüntüleme mikroskobu | NA | NA | Bkz. Entenberg et al. 2011 [27] |
| Görüntüleme yazılımı | NA | NA | Bkz. Entenberg et al. 2011 [27] |
| Isoethesia (isoflurane) | Henry Schein Hayvan Sağlığı | 50033 | Isofluran Anestezi |
| Kim Wipes | Fisher Scientific | 06-666-A | Kim Mendil |
| Laboratuvar bandı | Fisher Scientific | 159015R | Laboratuvar Bandı |
| Fare Diseksiyon Kiti | Dünya Hassas Aletler | MOUSEKIT | Cerrahi Aletler |
| Fare Pençesi Nabız Oksimetresi Sensörü | Kent Scientific Corpo | MSTAT Sensörü-MSE | Nabız Oksimetresi |
| Fare Surgisuite | Kent Scientific | SURGI-M04 | Isıtmalı platform |
| Nair Epilasyon Losyon | Amazon | B001RVMR7K | Tüy Dökücü Losyon |
| Oksijen | TechAir | OX TM | Oksijen |
| PERMA-HAND Siyah Örgülü İpek Sütürler, ETHICON Boyut 5-0 | VWR | 95056-872 | İpek Sütür |
| Fosfat Tamponlu Salin 1x | Life Technologies | 10010-023 | PBS |
| PhysioSuite System | Kent Scientific | PhysioSuite | Isıtmalı Platform Denetleyici |
| Puralube | Henry Schein Hayvan Sağlığı | 008897 | Göz Kayganlaştırıcı |
| Püriten Steril Olmayan Pamuk Uçlu Swablar | Fisher Scientific | 867WCNOGLUE | Pamuklu Çubuklar |
| SHARP Hassas Bariyer Uçları, P-100, 100 ve mikro için; L | Denville Bilimsel A.Ş. | P1125 | 100 ve mikro; L Pipet Uçları |
| Tetrametilrodamin izotiyosiyanat – Dextran | Sigma-Aldrich | T1287-500MG | Vasküler Etiket |
| Pencere sabitleme plakası | NA | NA Mikroskop | sahnesinde pencere yerleşimi için özel yapım plaka. Plaka, paslanmaz çelik şim stoğunda 0.008'den imal edilmiştir. Plakanın boyutları için bakınız Entenberg ve ark., 2018 [8]. |
| Pencere Çerçevesi | NA | NA Pencere, 5 mm'lik bir lamel kabul eden merkezi bir açıklığa sahip çelik bir çerçeveden oluşur. Çerçevenin çevresi etrafındaki 1,75 mm'lik bir oluk, periton kası ve cilt katmanlarının yapışması için alan sağlar. Bkz. Entenberg ve diğerleri, 2018 [8]. |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.