Kardiyovasküler fizyoloji ve hastalığın doğru çalışmaları için hacimsel görüntüleme gereklidir. Kantitatif görüntüleme, sağlam hacimsel boyutlara sahip yüksek çözünürlüklü görüntü yığınları üretir. Numunelerin her ikisi de in-vivo morfolojilerini ve lümen hacimlerini korumak için korunmalı ve aynı zamanda tek tip bir yüksek çözünürlük kapasitesinde görüntülenmelidir. Kullanıcı, yüksek çözünürlüklü görüntüleme yığınlarından, damar şekillerinin, yapısının ve bağlantısının eksiksiz bir şekilde görüntülenmesine olanak tanıyan yüksek kaliteli üç boyutlu vasküler işlemeler oluşturabilir1.
Kardiyovasküler yapılar, iki boyutlu, ayrık bir mercek aracılığıyla incelendiğinde doğru bir şekilde yakalanamayan karmaşık üç boyutlu anatomik özelliklere sahiptir. Stereoskop, geniş alan, morfolojik görüntüleme ve histolojik kesitler, karmaşık üç boyutlu varyasyonları yakalamada yetersizdir 1,2,3. Mikro ve nano bilgisayarlı tomografi görüntüleri, kantitatif küçük hayvan hacimsel görüntülemeiçin altın standarttır 1,4, ancak biyolojik topluluk arasında yaygın olarak erişilebilir veya benimsenmemiştir. Doku temizleme ve tüm organ/küçük hayvan mikroskobundaki son yenilikler, tüm dağı temizleme ve vasküler etiketleme tekniklerinin kantitatif uygulamalarına izin vermiştir5,6,7. Doku temizleme, doku örneklerinde ışığın saçılmasını homojenize etmek için çalışır, böylece ışık saçılımı veya absorpsiyonu olasılığını azaltarak ortam boyunca ışık yayılımındaki gecikmeleri azaltır. Yüksek şeffaflık, floresan sinyal etiketlemesinin8 antijenisitesini veya parlaklığını etkileyebilecek sıkı doku işleme gerektirir. Işık tabakası mikroskobu, biyologlar tarafından yaygın olarak benimsenen hızlı, güçlü bir görüntüleme aracı olarak ortaya çıkmıştır9 ve taramalı mikroskoplara göre birkaç kat daha büyük bir hız kazancı ve 1 cm'den büyük örnekleri görüntüleme kapasitesi sunar. Işık tabakası floresan mikroskobu (LSFM) aracılığıyla, bir lazer, konfokal mikroskopiye kıyasla daha yüksek hız ve derinlikle bir numune kesitini aydınlatır; Bu nedenle yöntem, yüksek numune şeffaflığı gerektirir.
Burada yazarlar, yöntemin erken dönemden geç kardiyovasküler gelişime kadar etkinliğini sergilemek için civciv embriyo hayvan modelinde endo-boyama10 ile birleştirerek en son iDISCO+ temizleme yöntemlerini uyarlıyorlar. iDISCO (solventle temizlenen organların immüno-etiketleme özellikli üç boyutlu görüntülemesi), sulu temizleme tabanlı yöntemlerin aksine, solvent buharlaşmasının neden olduğu görüntüleme artefaktlarına maruz kalmayan organik solvent bazlı bir temizleme yöntemidir. iDISCO, iDISCO+'dan farklıdır, çünkü birincisinin tetrahidrofuran dehidrasyon aşaması (iDISCO) daha hafif bir Metanol dehidrasyonu ve ardından bir lipid ekstraksiyon aşaması (iDISCO+) ile değiştirilir. iDISCO+ temizleme yönteminin avantajları arasında büyük yetişkin numunelerin ve embriyoların immüno-etiketlemesi, düşük doku büzülmesi ve yüksek şeffaflık yer alır 8,11. Daha da önemlisi, iDISCO+, geleneksel histolojide olduğu gibi tüm doku düzeyinde organizasyon hakkında bilgi eksikliği olan küçük bölgelerin örneklenmesiyle sınırlı kalmak yerine, büyük organ örnekleri veya tüm embriyo hakkında bilgi elde etmek için geleneksel biyoloji immünoetiketleme tekniklerini genişleterek yüksek çözünürlüklü görüntü yığınlarının oluşturulmasına olanak tanır9. iDISCO+'nın dezavantajları arasında genetik olarak kodlanmış floresan proteinlerin korunmaması yer alır11. Endo-boyamanın doku etiketleme yöntemi ilk olarak, sol ventrikül apeksinde 0.5 mg / ml FITC-poli-L-lizin ile perfüze edilen HH31-HH36 civciv embriyo kalpleri kullanılarak kardiyovasküler kusurlar için yüksek verimli bir tarama olarak tanıtıldı. Boyanın fiksasyon ve depolamadan önce 4 dakika bağlanmasına izin verildi10.
Bu çalışma, aynı FITC-poli-L-lizin konsantrasyonunun daha geniş bir embriyo yelpazesi (HH18 - HH34) için kullanılabileceğini, ancak parlak etiketli damarlar sağlamak için ideal fiksasyon süresinin (5-10 dakika arasında) değişebileceğini buldu. Mevcut endo-DISCO tekniğinin kullanıcıları, çözeltinin istenen tüm damarları etiketlemek için çok viskoz olduğu kanıtlanırsa, boya konsantrasyonunu ayarlamak (bir seferde 0.1 mg / mL azaltarak) isteyebilir, ancak önce fiksasyon süresini ayarlamaları ve boya konsantrasyonunu ayarlamadan önce sol ventrikülün kas kasılmasını optimize etmeleri teşvik edilir. Yazarlar, 0.1 mg / mL'lik bir konsantrasyonda endo-boyamaya çalıştılar ve boyanın küçük damarlardan daha kolay yayılırken, PFA perfüzyonu üzerine daha kolay yıkandığını buldular. Yazarlar, mevcut teknikle üretilen yüksek çözünürlüklü görüntüleme yığınlarının, hesaplamalı hemodinamik modelleme için yeterli kalitede olduğunu göstermektedir. Basınç ve duvar kesme gerilmesi dağılımları dahil olmak üzere kan akış yolları ve karşılık gelen hemodinamik kuvvetler, yalnızca hesaplamalı akış simülasyonları 1,12 ile çözülebilen karmaşık lokalize modellerde meydana gelir. Bu biyomekanik kuvvetler, bitişik kardiyovasküler dokuların davranışını etkiler ve vasküler adaptasyonu, büyümeyi ve yeniden şekillenmeyi tetikler13. Lokal hemodinamik kuvvet değerlerinin anlaşılması, kardiyovasküler fonksiyonun mekanik düzenleyicilerine ve hastalığın başlangıcına veya ilerlemesine kritik bir ışık tutmaktadır2.