כימות חדירות גלומרולרי של מקרומולקולות פלורסנט באמצעות מיקרוסקופ 2-פוטון בחולדות Wistar מינכן

Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

טכניקת ניצול הרזולוציה הגבוהה intavital מיקרוסקופיה 2 פוטונים ישירות לדמיין ולכמת סינון gloemrular במשטח glomeruli. שיטה זו מאפשרת קביעה ישירה של מאפייני חדירות של מולקולות במצבים נורמלים ובחולים.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Sandoval, R. M., Molitoris, B. A. Quantifying Glomerular Permeability of Fluorescent Macromolecules Using 2-Photon Microscopy in Munich Wistar Rats. J. Vis. Exp. (74), e50052, doi:10.3791/50052 (2013).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

מחלות כליה הקשורות אובדן שתן של מולקולות חיוניות גדולות, כגון אלבומין, כבר מזמן חשבתי להיגרם על ידי שינויים בחדירות המחסום מורכבים מpodocytes, תאי אנדותל כלי דם, וקרום במרתף עובד בהרמוניה. נתונים מהמעבדה שלנו באמצעות מיקרוסקופ 2 הפוטונים intravital חשפו מחסום חדיר יותר גלומרולרי סינון (GFB) מאשר סברו עד כה בתנאים פיסיולוגיים, עם ליפה של אלבומין המסונן המתרחש בקבוצת משנה מוקדמת של תאים הנקרא תאי אבובית הפרוקסימלית (PTC) 1,2, 3.

טכניקות קודמות שימש ללמוד סינון הכלייתי והקמה אופיינית למחסום הסינון המעורב micropuncture של לומן של המגזרים צינורי המוקדמים אלה עם דגימה של התוכן וניתוח 4 נוזל. מחקרים אלה קבעו ריכוז אלבומין בנוזל luminal להיות כמעט לא קיים; מקביל באופן הדוקלמה שבדרך כלל הוא זוהה בשתן. עם זאת, אפיון של הפולימרים dextran עם גדלים שהוגדרו על ידי טכניקה זו חשף אלה של גודל דומה לאלבומין בסרום היו רמות גבוהות יותר בלומן ושתן צינורי; מציע חדירות מוגברת 5.

מסמך זה הוא תיאור מפורט של הטכניקה המשמשת כדי להמחיש באופן ישיר ולכמת חדירות אלבומין ניאון גלומרולרי in vivo. שיטה זו מאפשרת זיהוי של אלבומין מסונן על פני מחסום הסינון לתוך החלל של באומן (הקאמרית הראשוני של סינון שתן), וגם מאפשרת כימות של ספיגה חוזרת אלבומין על ידי צינוריות והדמיה של transcytosis 6 הבא אלבומין הפרוקסימלי. העדרו של ניאון אלבומין יחד מאוחרת מגזרים צינורי בדרך לשלפוחית ​​השתן מדגיש את היעילות של המסלול אחזור במגזרים אבובית הפרוקסימלי קודם לכן. יתר על כן, כאשר טכניקה זו יושמה כדי לקבוע חדירותשל dextrans בעל גודל דומה לערכי חדירות כמעט זהים אלבומין דווח 2. תצפיות אלו תומכות ישירות בצורך להרחיב את הפוקוס של מחלות כליות proteinuric רבות לשינויים שנכללו בטיוב תא אבובית הפרוקסימלי.

Protocol

1. נטיה של סרום אלבומין לעכברוש כלוריד Sulfonyl 101 sulfo-Rhodamine (טקסס האדומה)

  1. ממיסים 100 מ"ג של עכברוש 6.667 מיליליטר סרום אלבומין (RSA) ב100 מ"מ של סודיום ביקרבונט pH 9.0, ריכוז סופי 15 מ"ג / מ"ל ​​בשפופרת 50 מיליליטר חרוטי.
  2. פתרון מקום בכוס קרח / מים ומגניבים בין 0 עד 4 ° C.
  3. הוסף 200 μl של לפוראמיד דימתיל איכות הגבוהה נטול מים (DMF) לבקבוקון 10 מ"ג של כלוריד Sulfonyl האדום טקסס (TRSC); מערבולת על מדיום במשך 15 שניות.
  4. פתרון RSA במערבולת בינונית ומוסיף TRSC המומס.
  5. לעטוף 50 מ"ל חרוטי בנייר הכסף (Parafilm יכול לשמש כדי להבטיח חותם חזק נוצר), מקום אופקי בדלי קרח w / קרח בלבד ומניח על נדנדה כדי להתסיס פתרון לאט (למנוע היווצרות של בועות), מאפשרים תגובה להמשיך ב0 עד 4 מעלות צלזיוס במשך שעה 1.
  6. הפוך 5 ליטר של תמיסת מלח 0.9%, והרטיב 50 kDa משקל מולקולרי נותק תא שיכול להיות קרום דיאליזה) עם קליפים, ב) דיצינורות alysis כמו בלצוף-lyzer, או ג) קלטת שקופית-lyzer (כל מתאים להסרת TRSC unconjugated).
  7. תערובת תגובת מקום בתא הדיאליזה והמקום במכל L w 5 / תמיסת מלח 0.9%, dialyze לילה בשעה 4 ° C עם תסיסה עדינה באמצעות סרגל ומערבבים.
  8. לשנות את פתרון דיאליזה L 5 בבוקר ובשעתי אחר הצהריים מאוחרות, עד שתוצאות דגירה לילה בכמעט ללא שינוי צבע (זה בדרך כלל לוקח ~ 48 שעות עם לפחות 4 חילופים). בנוסף, עם MWCO של 50 kDa להיות כל כך קרוב למגוואט של RSA, 66kDa; זה אפשרי לא לייצר פתרון ברור, זה יהיה תלוי בהפצה בגודל הנקבובית של הקרום; 60 שעות ו -5 חילופים היא יותר ממספיק זמן.
  9. נפח מדוד ולחלק את המשקל ההתחלתי של 100 מ"ג בנפח לתת ריכוז משוער של TR-RSA; בדרך כלל טווח ריכוזים 10-13 מ"ג / מ"ל. צבע הסופי: יחס אלבומין צריך להיות ~, 1 fluorophore 04:01 ל15,000 Daltons של MW החלבון. חנות ב 4 ° C, אף פעם לא להקפיא את פתרון TR-RSA, כתוצאת פיצול שעלול להתרחש תשנה ערכי חדירות.

2. מכין את הבמה מיקרוסקופ הפוכה להגדרות הדמיה / מיקרוסקופ

  1. מקום ~ 4-7 חתיכות של נייר חיטוי (¾ "ארוך כ) נערמות אחד על השני בצורה מושלמת בתוך צלחת 50 מ"מ עם תחתית coverslip 40 מ"מ (צלחת תחתית coverslip). אלה צריכים להיות ממוקמים קרובים יותר לאחד הקצוות, כך ש קצה של הקלטת יהיה ליצור קשר עם הקצה של עקמומיות של הכליה, אך לא לחסום את נתיב האור האובייקטיבי (האיורים 1A ו-1B); חולדות גדולות יותר ידרשו יותר מקום בין הסרט לבין קצה הצלחת.
  2. מקום 2 רפידות Repti-THERM הקרובים לבמה לצד המנה 50 מ"מ (איור 1 א). הנח שמיכת ז'קט מים התחממות מעל הבמה.
  3. למקסם את היעילות בעת איסוף תמונות על ידי הבטחת הצריח האובייקטיבי יש אוויר O 10xR 20x (אוויר או מים טבילה) אובייקטיבי ואובייקטיבי טבילה במים מופעל גבוהה כדי לאסוף תמונות כדי לכמת.
  4. במהלך הדמיה את הדרך היעילה ביותר כדי להוסיף מים למטרות היא לסובב אותם לצד ומוסיף מים באמצעות מזרק 1 סמ"ק עם חתיכה ארוכה של PE-200 צינורות שיכולים להגיע לפסגה של המטרות.
  5. הגדר את עוצמת העירור של לייזר 10watt ל ~ 15-20% תוך שימוש במסנני הצפיפות ניטראליים על התוכנה. את photodetectors descanned שאינו זרח גליום arsenide נקבעים 750 לאסוף פליטות ירוקות, ו625 לאסוף את הפליטה אדומה. פליטה הכחולה (כגון Hoechst 33342 גרעיני הכתם) נאספות באמצעות גלאי multialkaline nondescanned סטנדרטי עם הגדרה בין 750-800.
  6. כדי להבטיח את האוסף הנכון של פליטות בעצימות הנמוכות בתוך החלל של באומן, לוודא את הגבולות התחתונים של הגלאים מוגדרים כדי לא לכלול את הערכים הללו. סמני אזהרה חזותיים יציינו אם הרגישותההגדרה היא נמוכה מדי וערכים אלה מקבלים ערך עוצמת אפס.
  7. טען מזרק 1 סמ"ק עם ~ 5-8 מ"ג של אלבומין פתרון הניאון מדולל עם 0.9% מלח סטרילית כדי להעלות את הנפח הכולל עד 1 סמ"ק.

3. הדמיה חושף את הכליה בחולדת Wistar מינכן לIntravital 2-פוטון

  1. התחל עם עכברוש מראש מורדם באמצעות Pentabarbitol (פתרון מ"ל 50 מ"ג /, 120 גר 'משקל גוף μl/100), Inactin (פתרון מ"ל 130 מ"ג /, 120 גרם במשקל μ/100 גוף), או isofluorane (5% אינדוקציה, 1.5 לרמה של 2.5% אחזקה), שורת שכינת ורידי גישה (או ורידי הצוואר או הירך), והאגף השמאלי גילח מ, ממש מתחת לבית החזה כדי בדיוק מעל הירך השמאלית.
  2. מניחים את החולדה שטוחה בצדו ממני, כך שצד השמאל, מגולח הוא פונה כלפי מעלה; לוודא שהוא שטוח על השולחן, עם היציבה שלו מוארכת ולא שפופה, עם רגליו קדמיות נוגעות זה בזה ומאחור כפות נוגעות זה בזה (איור 2 א). מאוד בעדינות למשש להרגיש את הכליה כדי לקבוע היכן מניח אותו באופן טבעי בתוך retroperitoneum ולצייר קו ישר במקביל לגוף (מבית החזה לירך) באמצעות טוש (איור 2 א).
  3. להרים את העור עם זוג המלקחיים שיניים, ולצבוט את העור לאורך הקו נמשך באמצעות זוג hemostats כדי למחוץ את הרקמה ולמנוע דימום. לחתוך לאורך החתך בעזרת זוג המספריים כירורגיות. ריסוק העור החיצוני ואת שכבות שרירים לפני החיתוך יהיה להפחית באופן דרמטי ובדרך כלל למנוע דימום.
  4. חזור על תהליך עבור שכבת השריר החיצונית, שהוא רזה.
  5. לחתך לתוך שכבת השריר הפנימית, שיחשוף את הצפק, מחדש למשש את הכליה כדי להעריך את הגודל. צבוט קו חתך קטן יותר מהכליה; מבטיח חתך הוא רק מעל הכליה. עדיף לעשות החתך הזה קטן מדי ולהפוך אותו גדול יותר במידת הצורך. אם זה נעשה גדול מדי, תפירה תידרש.החתך אחרון זו הוא קריטי; רחוקה מדי מעל לכל כיוון ישפיע על יציבות על הבמה ולגרום גם ממצא תנועה מנשימה (תרחיש מקרה הטוב ביותר) או ימתח פרפוזיה גבעול ולהפחית לרעה הכליות (תרחיש מקרה הגרוע ביותר).
  6. אתר את הכליות (כפי שמוצג באיור 2) ואחיזת השומן שמסביב באמצעות מלקחיים, פועל לקוטב התחתון של הכליה ביד אחרת יד האופנה.
  7. ברגע שהקוטב התחתון של הכליה הוא הגיע, משוך בעדינות את הכליה דרך החתך בעדינות רבה תוך סחיטה מתחת לכליות לexteriorize. אם החתך קטן מדי, למעוך את שכבת השריר ולחתוך להרחבתו; לחזור על התהליך לexteriorize כליות.

4. הצבת עכברוש Wistar מינכן בשלב הדמיה

  1. הנח את הכליות לכיוון הקצה של צלחת coverslip עם הכליה מעט הסתובב לכיוון (בצד האחורי) הגב של העכברוש כל כך בצד הגחוני של כליותיישל יצירת קשר עם צלחת תחתית coverslip (איור 1 א). הוסף% פתרון חימם, סטרילי 09. מלח למנה.
  2. להסתכל דרך אובייקטיבי 10x או 20x ולבדוק לתנועה. אם הצעה הוא זוהה, לגלגל את העכבר מעל מעט כל כך את בית החזה הוא רחוקה יותר מצלחת תחתית coverslip; לוודא הכליות הן קרובה לקצה הצלחת ללא מתיחה (איור 1) pedicle כליות.

5. רכישת תמונות לכמת חדירות כליות של אלבומין

  1. חישוב חדירות גלומרולרי (מקדם Glomeruluar הסינון; GSC) של כל מקרומולקולה ידרוש לקחת תמונות רקע התייחסות של glomeruli הבודדים לפני העירוי של מולקולת הניאון. אם המיקרוסקופ שלך מצויד בבמה ממונעת מסוגלים סימון מיקומים, ולמצוא glomeruli הבודדים מרכז באמצעות העצמה נמוכה יותר אובייקטיבי ולסמן כל מיקום. מסירה כפולה העמסה / Rhodamine epifluorescence filter הוא אידיאלי להליך זה למרות שגם מסנן הפליטה יעבוד (לעומת שלב או ממקורות שאינם הקרינה אחרות של תאורה לא יעבדו). Glomeruli יופיע כמבנים עגולים ריקים מוקפים בצינוריות הפרוקסימלי יש autoflourescence הצהוב כתום גלום כאשר נצפים מבעד לעבור סינון הכפול.
  2. אם המיקרוסקופ שלך לא חייב במה ממונעת, לסרוק הכליות בדפוס סריקה במטרה בעצמה הנמוכה ולהפוך את המפה בסיסית של הפרט שבו glomeruli נמצאים; להסתמך על ציוני דרך טבעיות כגון כלי דם שטחיים גדולים הממוקמים מעל הקפסולה הכליות או כתמי שומן.
  3. לעבור את הצריח למטרת הטבילה במי החשמל הגבוהה ולקחת ערכות נתונים 3D של כל glomeruli לוודא את לולאות הנימים והמרחב של האומן גלויים לעין. שימוש בצבעי pseudocolor (משהו אחר מאשר B / W) יעזור לדמיין מבנים אלה.
  4. התמקדות בכלי דם שטחי להחדיר לאט בtהוא זמן לוודא אלבומין ניאון הוא נתון, כדי לאפשר החלוקה מערכתית. למולקולות עם GSC הנמוך זה הכרחי כדי למקסם את ערכי עוצמה בפלזמה, אבל לא להגיע לרמות שיהיו להרוות את התמונה גלאי במיקרוסקופ. זה מגדיל detectability של מולקולות מסוננות. הערה: יש בדרך כלל 5-7 שניות בין לשגות זמן אלבומין ניאון הוא הציג בפעם שהוא מופיע על המסך (רכישת מסגרות מלאות במסגרת ~ 1 / שנייה).
  5. לאפשר כ 10 דקות כדי לאפשר לכל ברי משקל מולקולריים קטנים פוטנציאליים כדי לנקות לפני רכישת כרכי 3D במרווחים של 1 מיקרומטר כדי לשמש בחישוב GSC אלבומין. בדרך כלל, המתח של סימונסן של מינכן Wistar חולדות יש הרבה פחות שטח glomeruli, אז כל מה שיכול להיות דמיינו הם צילמו וכימות. יש מתח Frömter מספר גדול בהרבה ולכן אנחנו מגבילים את המספר לכמת ל ~ 10.
  6. בסוף המחקר את העכברוש הוא מורדמים באמצעות מנת יתר של anesthetIC בשימוש במחקר. Pneumothoracotamy כפול מבוצע כדי להבטיח המתת חסד.

6. חישוב GSC לפלורסנט אלבומין מכרכי 3D

  1. שימוש בתוכנת עיבוד תמונת Metamorph לטעון את ערכות נתונים 3D עבור כל glomeruli, הן סט הרקע ולהגדיר נלקח לאחר עירוי של אלבומין ניאון.
  2. בהיקף המכיל אלבומין ניאון לאתר לולאת נימים שטחית עם חלל ריק מספיק מקום בין השוליים המוגדרים שלה והקצה של הקפסולה של באומן.
  3. בהיקף הרקע לאתר אותו מישור המוקד שאמור להכיל את כל הרמזים החזותיים של התמונה המכילה אלבומין. בחר אזור בתוך לולאת הנימים של עניין ולציין את עוצמת הקריאה הממוצעת. הבא בחרו אזור בשטח של באומן ולציין את עוצמת הקריאה הממוצעת. אלה ישמשו כערכי רקע.
  4. כדי לכמת, בחר את האזור הדומה בתוך החלל של באומן בג אלבומיןontaining תמונה. האם זה במשך לפחות שני אזורים אחרים לקחת ערך ממוצע לעצמה הממוצעת בתוך החלל של באומן.
  5. בחר את לולאת הנימים עם עוצמת הפלזמה הבהירה ולצייר אזור סביבו. הבא באמצעות פונקצית הסף, להדגיש את הערכים הבהירים בתוך הפלזמה במחזור, תוך הימנעות מפסים הכהים שהמחזור של RBC. שימו לב לערכי עוצמה הממוצעים של חלל הפלזמה שנבחר. חשוב לבחור מעדיף את האזורים הבהירים של הפלזמה בגלל גורמים בתוך הדם ישמשו אך ורק כדי לגרום ולהערכה נמוכה מדי של רמות הקרינה הפלזמה.
  6. שימוש בגיליון אלקטרוני של Excel של מיקרוסופט להזין את הערכים כדי לחשב את GSC שבו:

איור 1

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

איור 3 מראה דוגמה של תמונה שנלקחה מglomerulus פני השטח של עכברוש Frömter Wistar מינכן ואת הצעדים שננקטו כדי לקבוע את החדירות של ניאון אלבומין. ערך GSC לאלבומין של 0.0111 נגזר לglomerulus נפילת אדם זה בטווח ראה בזן זה של חולדות מינכן Wistar כאשר במצב הפד 3. היציבות ראתה בתמונות אלה היא בשל תכנון וביצוע של הוראות המתוארות באיורים 1 ו -2 זהירים. כאמור, את המיקום של החתך בשימוש בexteriorizing הכליות הוא הצעד החשוב ביותר בהפקת יציבה ללא תמונות של חפץ בתנועה.

איור 1
איור 1. סכמטית מפורטת של מיצוב אורינטציהשל החולדה על הבמה מיקרוסקופ לפני ההדמיה. בעדינות להניח בצד כליות החולדה למטה (כפי שמוצג ב) על כריות חימום Repti-THERM עם כליות הנחת בצלחת coverslip. מרדדים את הכליה כלפי חוץ (*), כך שצד הגחון נוגע בתחתית coverslip וקשר הוא עשה עם קלטת החיטוי (AT). כדי למזער את נשימת תנועה מושרה, לגלגל את העכבר קדימה (**), כך שבית החזה הוא מחוץ לאזור באופן מיידי מעל צלחת coverslip. מלא את הצלחת עם תמיסת מלח סטרילית 0.9% וכיסוי עם מעיל מים. השתמש במד חום כדי לפקח על טמפרטורה רקטלית ולהפוך את רפידות Repi-THERM ולכבות לפי צורך. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 2 : Src = "/ files/ftp_upload/50052/50052figure2highres.jpg" />
איור 2. . החצנה של כליה בחולדת Wistar מינכן לפני הנפקה על הבמה מיקרוסקופ עכברים מורדמים ממוקמת עם את גודלו השמאלי; אזור שבין הצלעות וירך העליונות מגולח (מוצג באפור,). ברגע שחתכים רציפים עשויים לחתוך דרך העור, שכבת שרירים חיצונית ואז פנימית, כפי שמוצגים על ידי הקו חוצה את הכליות ב. הכליות עם שומן פרי כליות קשורים צריכה להיות גלויות (ב '). בעזרת זוג מלקחיים, השומן הוא צבט באופנת יד על יד עד שרוב הקוטב התחתון הוא הגיע (להיות). לוחץ בעדינות את האזור שמתחת לכליות תוך משיכת השומן לexteriorize. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

052/50052figure3.jpg "alt =" איור 3 "עבור: תוכן-width =" 5.5in "עבור: src =" / files/ftp_upload/50052/50052figure3highres.jpg "/>
איור 3. תמונות שצולמו ממטוס אחד כרכי 3D מראים glomerulus של עכברוש Wistar מינכן. פנלים ותמונות רקע תכנית B ואחד נלקח ~ עירוי הודעה 12 דקות של טקסס אדום עכברוש סרום אלבומין (TR-RSA) בשחור ולבן. שים לב לעוצמת חוסר הניכרת של לולאות הנימים (CL) או הרווח של האומן (BowSp) בתמונה הרקע (). לוח ג מראה אזור נלקח מפנל בpseudocolor כדי להמחיש טוב יותר את רמות הרקע בעצימות הנמוכות של רקמה. כאן, באזור קטן נמשך בלולאת נימים (עוד אזור) ובתוך החלל של באומן כדי לאמוד את רמות עוצמת ניאון קיימים שיש נגרעו מהערכים שהתקבלו לאחר עירוי של ניאון אלבומין. לוחות D ו-E הוא לקחתn מלוח ב 'ומוצג בpseudocolor. שלושה אזורים קטנים של עניין נמשכים בחלל של באומן משמשים כדי לחשב את עוצמת ניאון אלבומין הממוצעת שעברה על פני מחסום הסינון (ד '). ערכי עוצמה ממוצעות לאזורים הבודדים דווחו באזור המסומן בתוך "אזור סטטיסטיקות הצגת" תיבת הדו שיח (פנל ד '). כדי לחשב את ערכי עוצמה פלזמה במחזור בתוך לולאות הנימים (CL, בפנל E) אזור גדול נמשך מעל לולאת נימי המבריקים והערכים הבהירים לאורך מודגש באמצעות פונקצית סף (הראה פיקסלים כתומים). רק את ערכי עוצמה של הפיקסלים המודגשים בכתום יהיו דיווח ללא קשר לצורה או הגודל של האזור שמסביב. פנל E "מציג את ערכי עוצמה הממוצעים הגלם של אלבומין בתוך לולאות הנימים; לב" רף השימוש למדידות אינטנסיביים "בדק את התיבה שהיאבדק. לוח F מציג את ההתקדמות של ערכי טופס משמאל לימין מתחיל עם ערכי הרקע ללולאות הנימים והחלל של באומן, שמופחתים מערכי הגלם המתקבלים בתוך התמונות. ברגע שהערכים המתוקנים נגזרים, ערך עוצמת החלל של באומן מחולק לפי ערך לולאת עוצמת נימי להניב מקדם סינון גלומרולרי שהוא יחס של חדירות, יש מולקולות impermeant ערך של אפס (0), ואילו אלה שמסוננים באופן חופשי יש ערך של אחד (1). בר = 20 מיקרומטר. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 4
איור 4. ספיגה של מסונן אלבומין ניאון מתרחשת בעיקר אניn המגזר המוקדם של צינוריות הפרוקסימלי, את S1. הלוח מראה חתך של מגזר glomerulus וS1 לקח ~ 20 דקות של עירוי הודעה הראשוני טקסס האדום RSA בולוס. שטח הספיגה והנלהבת של אלבומין הפתיחה של באומן (אדום) היא תכנית במגזר S1. לוח ב 'מראה הקרנת מיקרומטר 20 רדודה 3D של אותה קבוצת נתונים. לוח ג מראה הקרנת 3D באמצעות כוח אובייקטיבי 20x נמוך כ 60 דקות לאחר עירוי. שימו לב לאותה glomerulus ראה בפנלים וארוחת בוקר מוצג ב-C (*) והרמות הגבוהות יותר של אלבומין אחזור לראות בקטע זה לעומת מגזרים אבובית הפרוקסימלי אחרים. בר = 20 מיקרומטר. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

הצעדים המודגשים כאן מייצגים את מה שאנחנו מרגישים להיות אלה שמייצרים ערכי חדירות עקביות ומדויקים משום שהם לעקוף את המלכודות הבאות:

  1. פיזור: השימוש בfluorophores פולטות אדום מאפשר גבייה יעילה יותר של אור מאז פוטונים באורך גל ארוך יותר הם פחות נוטים להתפזר. או באמצעות fluorophores פולטות ירוק או כחול יציג וריאציה גדולה יותר בGSC בגלל ההשתנות המוגברת בערכי עוצמה מלולאות הנימים והמרחב של באומן 3.
  2. עומק תמונה: למרות ערכות נתונים 3D עמוקות בדרך כלל נאספות (בדרך כלל בין 30-45 מיקרון בעומק כולל); 10-15 מיקרון העליון מייצג את מעמקי המוקדים המתאימים ביותר כדי לקבוע ערכי GSC. שוב עם עומקים עמוקים יותר מגיעה מירידה ברגישות ובעלייה בשונות בשל הפיזור של פוטונים הנפלטים. עם זאת חשוב יותר היא הצפיפות של לולאות הנימים שמתרחשת דeeper בתוך glomerulus. הנה, לולאות הנימים הם דחפו את קשר הדוק לקצה הקפסולה של באומן סביב החלל של באומן. זה מגדיל את הסיכוי של טעות בחירת אזור באופן ישיר על אחד מpodocytes הרבים המקיפים את לולאות הנימים. זה יוביל להערכה נמוכה מדי של GSC של משום אמיתי העצמה גבוהה יותר, של אלבומין המסונן לא תדווח. הערה לוח B ו-D באיור 3 וכמות הגדולה של הווה מרחב בין הקצה של לולאות הנימים וקצה החלל של באומן 3.
  3. דגימה: בחירת מספר אזורים בתוך המרחב של באומן מבטיחה הקירוב הטוב ביותר של רמות אלבומין מסוננות איתור. כמו כן, חשוב להימנע מתחומים כגון עמדת 11 ו00:00 מעל לולאות הנימים. התמקדות בנפח 3D מגלה קבוצה של לולאות הנימים נתפסה כמעט רוחבי ממש מתחת למישור המוקד. אזור זה היה נותן ערך כוזב GSC מוגבה על ידיהערכת יתר אלבומין המסונן. לעומת זאת, חשוב לבחור את החלק הבהיר של הפלזמה בתוך לולאות הנימים הטובים ביותר כדי לקבוע את הרמות האמיתיות של מחזור ניאון אלבומין. הנה להמעיט רמות אלה גם להגדיל GSC על ידי הפחתת הערך של המכנה במשוואה.

אימות של טכניקה זו מתרחשת על ידי הדמיה מתחם מסונן באופן חופשי עם GSC של אחד (1). הנה, חששות כי באופן עקבי רמות הפלזמה אלבומין, בשל מגבלות אופטיות להיות אחראי להערכת יתר חדירות אלבומין, להמעיט בטלים 3. בנוסף, לאחר שנקבע ערך GSC לdextran 70kDa כי הוא כמעט זהה לזה שהושג על ידי רמות פינוי / פלזמה השתן וmicropuncture להוכיח מיקרוסקופיה 2 הפוטונים intravital מסוגלת כראוי קביעת החדירות של מולקולות ניאון 2 מדידה. לבסוף, היכולת לחזות ה במהירותהדואר glomerulus ומגזרי צינורי לאורך השביל התסנין, עם רמה גבוהה של רזולוציה, מיקרוסקופיה 2 הפוטון עומד דרוכה באופן ייחודי כדי לכמת את חשיבותו של מכשול גלומרולרי הסינון וPT בקביעת protienuria ואלבומינוריה.

הפרוטוקולים המתוארים במסמך זה מבוססים על השימוש במערכת של 2 פוטון עם שלב הפוך שבו יש יתרונות בפשטות של ההליכים כירורגיים המעורבים ומיקום עכברוש על הבמה. לקבלת מידע על ניצול מערכת 2-פוטון עם במה זקופה עיין בפרק על ידי דאן et al. 7 בפרוטוקולים נוכחיים בCytometry (2007).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

המחברים מבקשים להודות לד"ר סילביה B קמפוס, Bilderback וג'ורג' J רודוס להשלמת הליכים כירורגיים מעורבים מיקום של קווי גישה ורידים. הם גם רוצים להודות לשרה E לגמול לשמירה על מושבות מינכן-Wistar המורכבת משני זנים וFrömter סימונסן.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Olympus Floview 1000 confocal/Multi-photon microscope Olympus America Filters for detectors: Blue 430/100, Green 525/50, Red 605/90
Mode-Locked Ti:Sapphire Mai Tai Laser Spectra-Physics Tunable excitation wavelengths: ~750-1150 nm
Gallium arsenide phosphide photodetectors Hamamatsu Corp Note: Front or Side mounted configurations available.
Metamorph Image processing Software Molecular Dynamics Note: Version 6.1r1
Microsoft Excel Microsoft Corportation 2007 version
Handling Forceps Electron Microscopy Sciences Cat# 78266-04
Mayo Dissecting Scissors Electron Microscopy Sciences Cat# 72962
CA Micro scissors Model 1C300 Electron Microscopy Sciences Cat# 78180-1C3
Kelly Hemostatic Forceps (straight) Electron Microscopy Sciences Cat# 72930
Water Jacket Blanket + Heating Pad Gaymar T/Pump PN 11184-000 Blanket-66N111CC
Repti-Therm Under Tank Heater ZooMed RH-4
Texas Red Sulfonyl Chloride Invitrogen/Molecular Probes Cat# T-353
Rat Serum Albumin Sigma Aldrich Cat# A-6272
High Quality Anhydrous DMF Sigma Aldrich Cat# 270547
Strate-Line Autoclave Tape Fisher Scientific Cat# 11-889-1
Willco-dish Coverslip Bottom Dishes (50 mm/40 mm coverslip) Electron Microscopy Sciences Cat# 70665-07

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Russo, L. M., et al. The normal kidney filters nephritic levels of albumin retrieved by proximal tubule cells; retrieval is disrupted in nephritic states. Kidney International. 71, 504 (2007).
  2. Russo, L. M., et al. Impaired tubular uptake explains albuminuria in early diabetic nephropathy. Journal of the American Society of Nephrology. 20, (3), 489 (2009).
  3. Sandoval, R. M., et al. Multiple factors influence glomerular albumin permeability in rats. Journal of the American Society of Nephrology. 23, (3), 447 (2012).
  4. Tojo, A., Endou, H. Intrarenal handling of proteins in rats using fractional micropuncture technique. American Journal of Physiology. 263, 601 (1992).
  5. Asgeirsson, D., et al. Glomerular sieving of three neutral polysaccharides, polyethylene oxide and bikunin in rat: Effects of molecular size and conformation. Acta Physiologica. 191, (3), 237 (2007).
  6. Sandoval, R. M., Molitoris, B. A. Quantifying endocytosis in vivo using intravital two-photon microscopy. Methods in Molecular Biology. 440, 389 (2008).
  7. Dunn, K. W., et al. Live-animal imaging of renal function by multi-photon microscopy. Curr. Protoc. Cytom. Chapter 12, Unit 12.9 (2007).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics