레이저 도플러: 췌 장 섬 Microvascular Vasomotion에 Vivo에서 측정 하기 위한 도구

Medicine

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Summary

췌 장 섬 microvascular vasomotion 섬 혈액 분포를 조절 하 고 섬 β 세포의 생리 기능을 유지 합니다. 이 프로토콜은 췌 장 섬 microvascular vasomotion에 vivo에서 의 기능 상태를 확인 하 고 췌 장 섬 미세 췌 장 관련 질병에의 기여를 평가 하는 레이저 도플러 모니터를 사용 하 여 설명 합니다.

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Liu, M., Zhang, X., Li, B., Wang, B., Wu, Q., Shang, F., Li, A., Li, H., Xiu, R. Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo. J. Vis. Exp. (133), e56028, doi:10.3791/56028 (2018).

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Abstract

미세 혈관의 기능 상태, microvascular vasomotion 산소와 영양분의 공급과 이산화탄소와 폐기물의 제거에 대 한 중요 하다. Microvascular vasomotion의 장애는 미세 혈관 관련 질병의 발달에 있는 중요 한 단계를 수 있습니다. 또한, 매우 vascularized 췌 장 섬 내 분 비 기능을 지원 하기 위해 적응입니다. 이 점에서 그것은 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태 췌 장 섬 기능에 영향을 수 있습니다 추론 가능한 보인다. 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태의 병 적인 변화를 분석 기여를 결정 하는 가능한 전략 있을 수 있습니다 그 췌 장 섬 미세 혈관 관련된 질환, 당뇨병 mellitus, 같은 게 췌 장 염, . 따라서,이 프로토콜은 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태를 확인 하 고 설정 매개 변수 (평균 혈액 관류, 진폭, 주파수, 및 상대를 포함 하는 레이저 도플러 혈액 흐름 모니터를 사용 하 여 설명 합니다. 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 속도) microcirculatory 기능 상태의 평가 위해. Streptozotocin 유도 당뇨 마우스 모델에서 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 장애인된 기능 상태를 관찰합니다. 결론적으로, 췌 장 섬 microvascular vasomotion에 vivo에서 평가 하기 위한이 방법은 췌 장 섬 질병에 관련 된 메커니즘을 계시 할지도 모른다.

Introduction

미세 혈관의 기능 상태를 매개로 microvascular vasomotion 납품 및 산소, 영양분, 호르몬의 교환에 대 한 책임 및 대사 제품, 이산화 탄소, 세포 폐기물 등의 제거에 중요 한 1. microvascular vasomotion 또한 혈액 흐름 분포 및 따라서 로컬 microcirculatory 혈압과 염증, 부 종에 많은 질병을 일으킬 수 있는 응답을 영향을 미치는 조직 관류를 조절. 따라서, microvascular vasomotion 장기2,3,4, 조직 및 구성 세포의 생리 기능을 유지 하기 위해 매우 중요 하다. Microvascular vasomotion의 장애는 미세 혈관 관련 질병5의 개발에 중요 한 단계 중 하나를 수 있습니다.

레이저 도플러 관측 및 미세 혈관 연구6의 분야에서 정량화 처음 개발 되었다. 이 기술은 다른 기술 방식 (예: 레이저 반점7, 경 피 성 산소, 등등), 함께 미세 혈관에 혈 류를 평가 하기 위한 황금 표준으로 여겨 왔다. 근거 (즉, 모 세관, arterioles, venules, ) 로컬 미세의 혈액 관류 장치 레이저 도플러, 장비에 의해 결정 될 수 있다 도플러 이동 원리를 기반으로 합니다. 파장 및 유도 방출 빛의 주파수 변경 microvessels에서 이동 혈액 세포를 발생 하는 빛 입자 또는 그들은 변경 되지 않습니다. 따라서 미세 혈관, 혈액 세포의 속도 수 microvascular 혈액 흐름 방향은 관련 동안 크기 및 도플러 이동 빛의 주파수 분배에 관련 된 중요 한 요소는. 다른 방법을 사용 하 여, 다양 한 조직 microcirculatory 연구는 mesenteries를 포함 하 여 사용 되 고 지 느 러 미, 생쥐의 피부 집계로 챔버 쥐, 햄스터, 그리고 심지어 인간8. 그러나, 현재 프로토콜에서 우리는 기능에 초점을 사용 하 여 계산 되는 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 상태 레이저 도플러 및 수 제 평가 매개 변수 시스템.

췌 장 섬 미세 주로 췌 장 섬 microvessels의 구성 이며, 독특한 특징을 전시. 췌 장 섬 모 세관 네트워크의 exocrine 대응9의 모 세관 네트워크 보다 5 배 높은 밀도 보여 줍니다. 입력된 포도 당 및 인슐린은 목표에 대 한 도관을 제공, 섬 내 피 세포 제공 산소 metabolically 활성 셀 섬에 β 세포. 또한, 증거를 신흥 보여 섬 microvessels; β-세포의 기능에 영향을 미치는에서 뿐만 아니라 인슐린 유전자 발현과 β-세포 생존 조절에 뿐만 아니라 관련 된 β-세포 증식; 홍보 그리고, vasoactive 신생 물질 및 성장 요인10의 수를 생산. 따라서,이 점에서 우리는 추측할 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태 섬 β-세포 기능에 영향을 미칠 수 있습니다 및 급성/만성 췌 장 염, 당뇨병 및 다른 질병의 병 인에 관여 췌 장 관련 질병입니다.

췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태의 병 적인 변화를 분석 하는 것은 위에서 언급 한 질병에 췌 장 섬 미세의 기여를 결정 하는 가능한 전략 될 수도 있습니다. 여기 췌 장 섬 microvascular vasomotion에 vivo에서 결정 하는 접근을 설명 하는 자세한 단계별 절차를 제공 합니다. 일반적인 측정 대표 결과에 표시 됩니다. 마지막으로, 이점 및 방법의 제한 토론, 추가 응용 프로그램 함께 강조 표시 됩니다.

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Protocol

모든 동물 실험은 모든 관련 지침, 규정 및 규제 기관에 따라 실행 했다. 지도 및 승인의는 연구소의 미세 동물 윤리 위원회 (IMAEC)에 베이징 조합 의학 대학 (PUMC) 현재 프로토콜 입증 되 고 수행 되었다.

1입니다. 동물

  1. 실험을 시작 하기 전에 12-h 빛 어두운 주기의 아래 케이지, 제어 온도 (24 ± 1 ℃)와 습도 (55 ± 5%), 3 개의 BALB/c 마우스를 유지. 일반 식품 및 물 쥐를 수 있습니다.
  2. 임의로 나눌 쥐 비 당뇨병 제어 그룹 및 당뇨병 그룹. 정확 하 게 각 개별 마우스 무게 고 각 마우스의 몸 질량을 사용 하 여 주입 볼륨을 계산.
  3. Streptozotocin (STZ) 주입 하기 전에 4 h에 대 한 마우스를 빨리 하 고 실험 주 1에 정상적으로 정기적으로 물을 제공 합니다.
  4. PH 4.3에서 0.1 M 나트륨 구 연산 염 버퍼를 준비 합니다. Microcentrifuge 1.5 mL 튜브에는 솔루션의 1 mL를 넣고 microcentrifuge 튜브 빛에 노출을 피하기 위해 알루미늄 호 일에 포장.
  5. 나트륨 구 연산 염 버퍼 (pH 4.3) 사용 하기 전에 5 mg/mL의 최종 작업 집중에에서 STZ 해산.
  6. 1 mL 주사기 25 G 바늘을 사용 하 여 40 mg/kg의 복용량에 STZ의 당뇨병 그룹 복 주사의 쥐를 제공 합니다. 나트륨 구 연산 염 버퍼 (pH 4.3)의 동일한 양으로 비 당뇨병 컨트롤의 마우스를 주사.
  7. 다시 감 금 소에 쥐를 넣어 하 고 일반 식품 및 10% 자당 물 공급.
  8. 실험적인 일 2-5 (즉, 다음 4 일 연속)에 1.3-1.7 단계를 반복 합니다.
  9. 마지막 STZ 주입 후 10% 자당 물 일반 물으로 교체 합니다.
  10. 빠른 6 h에 대 한 마우스는 하지만 그들에 게 물에 자유 접근을 9 일 후 (실험 하루 14) 그들의 혈액 포도 당 수치를 측정 합니다. 혈액 포도 당 모니터링 시스템을 사용 하 여 혈당을 확인 하는 꼬리 정 맥에서 혈액 샘플을 수집 합니다.
    참고: 마우스 혈액 포도 당 수준 > 200 mg/dL로 당뇨병 간주 됩니다.

2입니다. 악기의 준비

  1. 프로브 팁의 광학 표면 및 입자 또는 어떤 먼지 든 지 제거 하는 부드러운, 비-연마 천으로 레이저 도플러 장치의 프로브 커넥터 청소. 악기 (그림 1A)의 포트에 케이블을 꽂습니다.
  2. 플럭스를 실험 주위 (일반적으로 30 분 동안 실내 온도) 열 평형에 표준 함으로써 교정 스탠드를 조립. 유량을 흔들어 부드럽게 10 s 및 하자에 대 한 표준 2 분 동안 휴식.
  3. 교정 자료 가운데 플럭스 표준 컨테이너를 배치 합니다. 최대 높이에 클램프를 조정 하 고 같은 컨테이너 아래쪽으로 가리키도록 클램프에 프로브를 보호. 플럭스 표준 프로브 아래 올바르게 놓였는지 확인 하십시오.
  4. 팁은 제대로 플럭스 표준에 빠져들 때까지 천천히 아래로 프로브를 이동 합니다. 고 레이저 도플러 장치에 "교정"를 눌러 선택한 프로브에 연결 되어 작동 채널을 선택 합니다. "성공적인 교정" 통지 레이저 도플러 장치 화면에 표시 될 때까지 교정 프로그램을 실행 합니다.
  5. 프로브 프로브 홀더를 사용 하 여 보호 합니다. 수동으로 보안을 피하기 위해 운동 조사.
  6. 일정 온도 (24 ± 1 ° C)에서 실험 룸과 습도 (50 ~ 60%)를 유지 합니다.
  7. 외부 빛 유도 된 변화를 피하기 위해 실험을 수행 하기 전에 모든 외부 빛 (형광등 및 스폿 램프) 등을 해제 합니다.

3입니다. 동물의 준비

  1. 압력솥은 수술 장비와 사용 하기 전에 실내 온도에 냉각 하도록 허용.
  2. 쥐에 게 췌 장 섬 microvascular vasomotion 레이저 도플러에 의해 검출 하기 전에 실험 환경에 순응을 10 분.
  3. 3 %pentobarbital 나트륨의 1 mL에 1 mL 주사기를 채우십시오. Anesthetize 쥐 pentobarbital 나트륨 솔루션 (i.p. 75 mg/kg)을 주입.
  4. 건조를 방지 하기 위해 미리 moistened 의료 거 즈와 마우스의 눈을 커버.
  5. 마우스의 식을 완전히 잃는다 고 꼬리에 더 이상 응답 또는 hindfoot pinches 집게와 확인 하십시오. 필요한 경우 pentobarbital 솔루션의 초기 주입 볼륨의 10% 보완 하 여 마 취를 유지 하는 15 분 마다 마 취와 내부 요원 이벤트를 통해 마 취를 모니터링 합니다.
  6. 동물 아래 반 격리 층을 가진 난방 패드를 배치 하 고 동물 부정사 위치에 놓고 레이저 도플러 장치 작업 역에 그것을 전송. 외과 테이프 작업 플랫폼에 마우스를 수정 합니다.
  7. 면봉, betadine 그리고 75% 에탄올으로 마우스의 복 부 피부는 복 부 지역 깨끗 한 면봉을 사용 됩니다.
  8. 2% lidocaine/0.5% bupivacaine (50/50) 혼합물을 피하 주사.  ~ 3 cm를 잘라-거 즈 갯 솜의 중앙에 직경 구멍. 거 즈 스폰지와 복 부 지역 커버.
  9. 집게와 복 부 피부를 들어올리고 메스 또는 피부가 위를 사용 하 여 복 부의 정중 선 따라 초기 수직 절 개 합니다.
  10. 집게와 기본 근육을 잡고 복 부 구멍을 입력을 incise. 어떤 장기를 다치게 하지 않습니다. 가슴 복 부 구멍을 통해 피부와 내부 근육을 접어. 부드럽게 췌 장 몸과 무딘 코 집게의 쌍을 사용 하 여 비장을 노출 합니다.

4. 데이터 수집 분석

  1. 클릭 하 여 레이저 도플러 장치 소프트웨어를 실행 하 여 "파일" → "New" 새로운 측정 파일을 만듭니다. "일반" 탭에서 연결 된 모니터를 구성 하려면 설정 모니터링 기간을 "무료로 실행 합니다." "LDF 모니터" 탭 "다음"을 클릭에 대 한 기본값을 사용 하 여
  2. "디스플레이 설정 대화 상자."에서 그래프 표시 설정 해당 상자를 선택 하 여 "플럭스, 광, 속도" 채널을 선택 합니다. 다음 매개 변수를 선택: "채널에 대 한 데이터 소스" 및 "레이블, 단위 그리고 색." 다음 클릭 합니다 "."
  3. "파일 정보 대화 상자"에서 주제 및 측정 (즉, 이름 및 제목 번호, 연산자, 모니터링 시간, 의견, )에 대 한 사용자 정보를 입력 하 고 측정 구성 완료 "다음"을 클릭 합니다.
    참고: 측정 창 (그림 1B) 소프트웨어에 의해 자동으로 만들어집니다.
  4. 수동으로 췌 전극 진행. 프로브 및 췌 장 조직 사이의 거리가 1 m m 이내 다는 것을 확인 하십시오. 부적 절 한 거리를 인위적으로 증가 또는 감소 혈액 흐름 읽기를 제공합니다.
  5. Microvascular 혈액 관류 단위 (PU) 데이터를 녹음을 시작 "시작" 도구 모음 아이콘을 클릭 합니다. 모든 실행 1 분 동안 지속적으로 PU 데이터를 수집 합니다. "중지" 측정을 중지 하려면 클릭 합니다. 선택 "파일" → "다른 이름으로 저장" 이름 하 고 완성 된 측정 파일 저장.
  6. 수동으로 첨가제 효과 수축의 지역화 된 피로 피하기 위해 각 실행 후 프로브를 위치 및 휴식. 각 마우스에 대 한 다 지점 (즉, 3 췌 장 조직에서 무작위로 선택한 포인트) microvascular PU 데이터 수확 4.1-4.4 단계 반복 합니다. 기준 컨트롤 아닌 반사 판의 PU 데이터를 측정 합니다.
  7. 복 부 근육 층과 피부 레이어는 봉합 사를 닫습니다. 실험 후 깨끗 한 장에 동물을 놓습니다.
  8. 난방 패드 절반에 복구 케이지를 배치 하 여 동물 따뜻한을 유지.
    참고: 주의 온 정, 위생, 액체 및 음식 섭취 및 감염. 수술 후 통증 관리로 2 mg/kg Carprofen 48 h와 마우스를 관리.  마우스는 심한 통증이 나 고통 완화 될 수 없는 상태에 있을 때 pentobarbital 나트륨 i.p. 150 mg/kg을 주입 하 여 안락사를 수행 합니다.

5. Microvascular Vasomotion의 매개 변수 계산

  1. 레이저 도플러 소프트웨어의 "내보내기" 명령을 사용 하 여 시간 및 PU 원시 데이터를 *.xlsx 파일로 내보내고 스프레드시트에서 파일을 엽니다.
  2. 평균 초기 관류 장치 (PUb) 계산 (단계 4.6 참조).
  3. 평균 혈액 관류 (PU) 측정의 1 분을 다음과 같이 계산: 혈액 관류 (PU) 평균 = PU-PUb (식 1).
  4. 측정 각 1 분에 대 한 주파수 (사이클/분)을 계산 합니다.
    참고: microvascular vasomotion의 주파수는 분당 microvascular vasomotion 웨이브에서 발생 한 봉우리의 수로 정의 됩니다.
  5. 측정 각 1 분 진폭 (ΔPU)을 계산 합니다.
    1. Microvascular vasomotion의 진폭 (PU최대) 최대 및 최소 (PU) 간의 차이 계산: 진폭 (ΔPU) = PU최대 -PU (식 2).
  6. 측정 각 1 분에 대 한 상대 속도 (PU)를 계산 합니다.

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Representative Results

Microvascular vasomotion 측정 레이저 도플러 기기 반도체 레이저 다이오드를 장착 사진 그림 1A에 표시 됩니다. 그림 1B사용자 인터페이스 소프트웨어를 제공. 위에서 언급 한 방법을 사용 하 여, 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 hemodynamic 매개 변수는 비 당뇨병 제어 및 당뇨병 쥐에 대 한 발견 했다. 다양 한 기술, 레이저 도플러 flowmetry를 포함 하 여 반영 및 흩어져 빛, 적외선 분광학, 그리고 때문에 처음 정의 되었다 microvascular vasomotion 공부 하 사용 되었습니다 이미징 기술. 표 1 연구 그룹 및 당뇨병과 관련 된 질병에 미세 혈관의 역할을 결정 하기 위해 레이저 도플러 기술을 사용 하는 게시 된 기사를 요약.

일반적으로, 췌 장 섬 microcirculatory 조건 평균 혈액 관류, 진폭, 주파수, 상대를 포함 하 여 microvascular 매개 변수를 사용 하 여 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태에 의해 표시 됩니다. 속도 (그림 2)입니다. 대표 microvascular vasomotion 회로도 주기적인 수축과 이완 단계 (그림 2A)의 주로 구성 된다. Hemodynamic 현상 microvascular 네트워크에서 혈액 흐름 관류의 패턴을 제시. 레이저 도플러 장치에 의해 수집 된 PU 데이터 차트 분산형 다이어그램 microvascular 혈액 관류의 분포 패턴을 표시 하 고 채택 되었다. 현재 프로토콜에 비-당뇨병과 당뇨병 쥐에서 췌 장 섬 microvascular 혈액 관류의 분포 패턴 완전히 다른 (그림 2B) 했다. 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 혈액 관류의 낮은 규모 비 당뇨병 제어에 비해 당뇨병 쥐에서 관찰 되었다. 수축 리듬과 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 relaxations는 무질서 하 고 불규칙 STZ 유도 된 당뇨병 쥐, 반면 비 당뇨병 컨트롤 리듬 진동 했다 (그림 2C 그림 2D). 우리 그림 2C2D 그림에서 점선된 라인 내에서 췌 장 섬 microvascular 혈액 관류의 5의 데이터를 추출 하 고 췌 장 섬 microvascular의 혼돈 된 변동 당뇨병 쥐에서 관류 혈액 시연 혈액 포도 당 fluctuation (그림 2E)에 발생 하는 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태를 조절 하는 기능을 잃었다.

또한, 혈당에 응답, 췌 장 독도 sufficient 및 인슐린을 수송 biorhythmic 혈액 flow 관류를 필요 합니다. PU 프로필을 기반으로 췌 장 섬 microvascular vasomotion 매개 변수 (를 포함 하 여 평균 혈액 관류, 진폭, 주파수, 및 상대 속도) 계산 그리고 양적 분석 했다. 그림 3, 비 당뇨병 컨트롤에 비해 췌 장 섬 미세의 평균 혈액 관류 STZ 유도 된 당뇨병 쥐 (그림 3A)에 감소 했다. 한편, 진폭 (그림 3B)와 (그림 3C) STZ 유도 된 당뇨병 쥐에서 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 주파수에 significant 감소 했다. 췌 장 섬 혈액 관류의 상대 속도 STZ 유도 당뇨병 그룹에서 비 당뇨병 제어 (그림 3D)에 비해 크게 감소. 위에서 설명 했 듯이, 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태는 당뇨병 쥐에서 손상 했다. 우리는 감소 하는 주파수, 진폭, 및 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 상대 속도 리듬 이상 섬 β 세포를 손상 하 고 줄일 수 있는 microvascular 혈액 관류의 deficiency에서 발생할 수 있습니다 추측 인슐린 분 비입니다.

Figure 1
그림 1입니다. 췌 장 섬 microvascular vasomotion에 vivo에서결정 하는 데 사용 하는 기구. A. 의 쥐의 췌 장 섬 microvascular vasomotion를 결정 하는 데 사용 하는 측정 기구 사진. 프로브 소켓 및 레이저 스위치 버튼 왼쪽된 패널에 있습니다. 액정 디스플레이 패널의 가운데입니다. 메뉴 버튼 (즉, 위로, 아래로, 그리고 입력 버튼)와 전원 라이트-발광 다이오드 오른쪽 패널에 있습니다. 주변 장치 (예: 컴퓨터 및 케이블) 표시 되지 않습니다. B. 스크린샷 전형적인 요소와 레이저 도플러 장치 소프트웨어의 그래프 채널을 보여주는. "플럭스," "광" "DC," "속도" 측정 수치 그래프 채널에 표시 됩니다. "유출" 조직 microvascular 혈액 관류, "광" 조직 microvascular 혈액 세포 농도 나타냅니다, 그리고 "DC" 반사 빛의 평균 강도 나타냅니다 나타내고 "속도" microvascular 혈액 흐름의 상대 속도 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2입니다. 쥐에서 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태. 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 혈액 관류는 레이저 도플러 장치에 의해 평가 되었다 고 기능 상태 분석 했다. A. 회로도 microvascular vasomotion에 관련 된 매개 변수 Ac microvascular vasomotion 수축 진폭을 나타냅니다, 그리고 아칸소 microvascular vasomotion 휴식의 진폭, Tc microvascular vasomotion 수축의 시간 길이 나타내는 나타내고 Tr의 시간 길이 microvascular vasomotion 이완의. B. 비 당뇨병과 당뇨병 쥐에서 췌 장 섬 microvascular 혈액 관류의 분포 패턴입니다. 빨간 점: 비 당뇨병 쥐. 블루 도트: 당뇨병 쥐. 녹색 파선 비 당뇨병과 당뇨병 microvascular 혈액 관류 패턴 사이 경계를 표시합니다. C. 제어 그룹에서 췌 장 섬 microvascular vasomotion 혈액 flow의 동적 microvascular 관류 기준으로 평가 했다. D. 당뇨병 쥐에서 췌 장 섬 microvascular vasomotion 혈액 flow의 동적 microvascular 관류 기준으로 평가 했다. E. 비 당뇨병과 당뇨병 쥐 사이 대표 (5의 범위) 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 도표. 레드 라인: 비 당뇨병 제어. 블루 라인: 당뇨병 쥐. PU: 관류 단위입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3입니다. 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 매개 변수 Quantification. 췌 장 섬 microvascular vasomotion 매개 변수, 평균 혈액 관류, 진폭, 주파수, 및 상대 속도 포함 분석 되었고 비 당뇨병 제어 및 당뇨병 쥐 사이 비교. A. 비 당뇨병과 당뇨병 쥐에서 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 평균 혈액 관류 (PU/min)의 Quantification. B. 진폭 (ΔPU), C. 주파수 (사이클/분), 그리고 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 D. 상대 속도 (PU) 비 당뇨병 통제 쥐에 있는 당뇨병 쥐 보다 낮은 했다. Microvascular vasomotion의 진폭 (PU최대) 최대 및 최소 (PU) 사이의 차이로 계산 됩니다. Microvascular vasomotion의 주파수 봉우리 또는 계곡 분당 microvascular vasomotion 웨이브에서 발생 한의 수로 정의 되었다. 데이터 평균 ± SD로 발표 됐다 (n = 6 각 그룹에서). P < 0.05, * *P < 0.01. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

질병 개체 장치 심판 번호
내 피 기능 H LDF, LSCI 11, 12,
DN H, R LDF 13, 14, 15,
박사 H LDF 16, 17, 18,
피부/피부 미세 H LDF 11, 19, 20,
심장 미세 R LDF 21
청각 장애 M LDF 22
DN, 당뇨병 신경 병입니다. 박사, 당뇨병 성 망막 증입니다. LDF, 레이저 도플러 flowmetry
LSCI, 레이저 대비 이미징 얼룩. R, 쥐입니다. H, M, 인간, 마우스입니다.

표 1입니다. 당뇨병과 그 합병증에 미세 혈관의 역할. 연구 그룹은 수십 년 동안 당뇨병과 그 합병증에 미세 혈관의 역할을 결정 하 레이저 도플러를 사용 했습니다. 최근 몇 년 동안에서 관련된 기사는 여기에 나열 됩니다. 이러한 게시 된 기사는 주로 내 피 기능 장애, 당뇨병 신경 병 (DN), 당뇨병 성 망막 증 (DR), 피부 및 피부 microvascular 손상 및 심장 미세 혈관 장애 및 청각 등 비교적 드문 합병증에 초점 장애입니다. DN: 당뇨병 신경 병입니다. 박사: 당뇨병 성 망막 증입니다. LDF: 레이저 도플러 flowmetry입니다. LSCI: 레이저 반점 대조 이미지입니다. R: 쥐입니다. H: 인간. M: 마우스입니다.

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Discussion

Microvascular 역 기능 (예: 당뇨병, 급성 췌 장 염, 주변 microvascular 질병, )을 포함 하는 경우, 일부 질병 감소 혈액 흐름 이어질. 혈액의 흐름에 변화, 이외 중요 한 지표, microvascular vasomotion 같은 미세 혈관의 기능 상태를 반영 하는 있다. 특정 표시기, microvascular vasomotion, microvascular 침대에 microvascular 톤의 진동으로 일반적으로 정의 됩니다. 현재 프로토콜 모니터링 시스템 microvascular 혈액 관류 직접 시각화 및 microvascular vasomotion의 기능 상태의 정량 분석에 대 한 수 있습니다. 우리의 microcirculatory 평가 접근을 선택적으로 대상된 조직 및 장기에 혈액 관류에서 동적인 변화를 식별 하 여 적용할 수 있습니다. 보고서 레이저 도플러 당뇨병에 microvascular 혈액 관류의 역할을 사용 하 여에 대 한 다른 그룹에 의해 출판 및 그 합병증은 표 1에 요약 되었다. 현재 연구에서 우리의 접근 방식을 설명 하기 위해 당뇨병 쥐의 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태 평가 되었습니다.

Microvascular vasomotion 미세 혈관의 기능 상태 매개 변수로 인식 하 고 지역 조직23분포를 조정 하 여 혈액 흐름 관류를 조절 가능 하다. 독도, acini, 및 덕트로 분할 될 수 있다, 췌 장의 microvasculature는 수십 년 동안 공부 했다. 기본적으로, 다른 부분으로 췌의이 분리는 microvasculature 이며 실제로 상호 유기 엔터티24로 균질 하기 때문에 편의 위해 이다. 이 microvasculature 네트워크 췌 장 섬 피 흐름의 규정을 지원합니다. 따라서, 우리 대표 췌 장 섬 microvasculature vasomotion 매개 변수는 기능 상태, 레이저 도플러, 결정의 사용. 그러나, 췌 장 구조의 특성 때문에 우리 아직도 혈액 관류 내 분 비 부분에서 또는 췌 장의 외 분 비 부분에서 파생 되었는지 여부를 확인 하는 현재 메서드를 적용 한 후에 판단을 못했다. 섬 전용을 사용 하 여 염료, 라벨 dithizone 등 중립 빨강, 될 수 있습니다 적어도 어느 정도이 문제를 이해 하는 가능한 방법 중 하나.

측정 단계에서의 중요 한 측면 프로브와 췌 장 조직 사이의 거리입니다. 부적 절 한 거리 읽기를 인위적으로 증가 혈액의 흐름을 제공 합니다. 프로브 팁에 의해 조직 및 기관에 적용 되는 물리적 힘 microvascular 혈을 줄일 것입니다. 따라서, 최소한의 압력 측정 때 적용 되어야 한다. 또 다른 점은 레이저의 힘 이다. 고 출력 레이저 일반적으로 쉽게 다치게 췌 장 섬에 microvessels 그래서 레이저 광선의 주파수 한계 내에서 제어 하는 데 필요한. 일반 및 시간 측정, 1 Hz 이하의 주파수 것이 좋습니다. Microvascular vasomotion 용량 (수축 및 포함 휴식) 및 첨가제 효과의 지역화 된 피로 방지 하려면 멀티 결정과 각 측정 후 사이트를 위치는 어떤 실험에서 제안 했다.

현재 메서드에서 PU 데이터 microvascular 혈의 혈액 흐름을 나타내는 데 사용 됩니다. 미세 혈관에 microvascular 혈액 흐름의 특성 때문에 아니에요 절대 흐름 단위 (예를 들어, 특정 장기 또는 조직의 mL/min/100 g) 확인 가능. 따라서, 여기에서 사용 하는 평가 매개 변수 시스템은 상대적 혈액 흐름 관류 단위 기반으로 합니다. 웨이 블 릿 분석, 고속 푸리에 변환, 및 다른 스펙트럼 분석 알고리즘은 레이저 도플러 신호를 수행 하는 일반적인 메서드입니다. 현재 프로토콜에서 우리 hemodynamic 매개 변수 (즉, 혈액 관류, 진폭, 주파수, 및 상대 속도) microvascular vasomotion의 기능 상태를 사용 하는 접근을 설립. 또한, 측정의 정확도 대상과 프로브 디자인은 일반적으로 약 1 m m의 깊이 관련이 있습니다. 따라서, 두꺼운 또는 소형 기관 및 조직 수 없습니다 현재 메서드에 대 한 레이저 도플러의 응용 프로그램에 대 한 적절 한. 또한, 혈액 흐름 관류에서 파생 된 데이터는 눈에 띄는 변화, 온도, 습도, 외부 빛, 그리고 변경, 마우스의 위치에 포함 되도록 다른 조건에 의해 영향을 받을 수 있기 때문에 몇 가지 규칙 한다 순종 동안 실험 절차. 실험실 일정 온도 습도 유지 하기 위해 필요 그리고 외부 조명 보호 될 필요가 있다. 위치에 변경 되지 않도록 하려면 마우스를 해결 하는 것이 좋습니다. 그것은 있다고 믿고 이러한 전략 위에서 언급 한 한계를 극복할 수 있습니다 혈액 흐름 관류 데이터의 정확도 증가할 것 이다.

현재 프로토콜은 문학에서 보고 다른 사용자와 비교의 장점은 민감하고 조직 및 장기의 로컬 microvascular vasomotion에 응답 다는 것. 이 평가 방법의 광범위 한 응용 프로그램 또는 미세 혈관, 특히 임상과 laboratorial 연구에 microvascular vasomotion의 기능 상태 조사를 촉진할 것 이다. 응용 프로그램을 포함 하지만 제한 되지 않습니다: 허 혈 시각화, 혈액 관류 평가 및 microvascular vasomotion의 기능 상태 평가. 결론적으로, 우리의 조사 하 고 vivo에서 쥐에서 췌 장 섬 microvascular vasomotion의 기능 상태를 평가 사용할 수 있는 메서드와 미세 기능을 평가 하는 임상 필요에 맞게 수 있습니다.

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Disclosures

저자는 공개 없다.

Acknowledgments

이 작품은 베이징 조합 의학 대학 청소년 기금 및 중앙 대학 (보조금 번호 3332015200)에 대 한 근본적인 연구 기금에서 교부 금에 의해 지원 되었다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
MoorVMS-LDF2 Moor Instruments GI80 PeriFlux 5000 (Perimed Inc.) can be used as an alternative apparatus to harvest data
MoorVMS-PC Software Moor Instruments GI80-1 Software of MoorVMS-LDF2
Calibration stand Moor Instruments GI-cal Calibration tool
Calibration base Moor Instruments GI-cal Calibration tool
Calibration flux standard Moor Instruments GI-cal Calibration tool
One Touch UltraEasy glucometer Johnson and Johnson #1955685 Confirm hyperglycemia
One Touch UltraEasy strips Johnson and Johnson #1297006 Confirm hyperglycemia
Streptozotocin Sigma-Aldrich S0130 Dissolve in sodium citrate buffer (pH 4.3)
Pentobarbital sodium Sigma-Aldrich P3761 Working concentration 3 %
Ethanol Sinopharm Inc. 200121 Working concentration 75 %
Sucrose Amresco 335 Working concentration 10 %
Medical gauze China Health Materials Co. S-7112 Surgical
Blunt-nose forceps Shang Hai Surgical Instruments Inc. N-551 Surgical
Surgical tapes 3M Company 3664CU Surgical
Gauze sponge Fu Kang Sen Medical Device CO. BB5447 Surgical
Scalpel Yu Lin Surgical Instruments Inc. 175C Surgical
Skin scissor Carent 255-17 Surgical
Suture Ning Bo Surgical Instruments Inc. 3325-77 Surgical
Syringe and 25-G needle MISAWA Inc. 3731-2011 Scale: 1 ml

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References

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