Method Article
يصف هذا المقال بروتوكولا سريعا لوصف الاوعيه الدموية في الأسماك تيليست عن طريق التروية القلبية من المخفف في المثبت ، وذلك باستخدام الميداكا (اوريزيز لا تيبس) كنموذج والتركيز علي الدماغ والانسجه النخامية.
الاوعيه الدموية العصبية جميع الانسجه في الفقاريات ، مما يتيح البقاء علي قيد الحياة من خلال توفير المواد الغذائية اللازمة ، والأكسجين ، والإشارات الهرمونية. وهي واحده من الاجهزه الاولي التي تبدا العمل اثناء التنمية. أصبحت أليات تكوين الاوعيه الدموية موضوعا للاهتمام العلمي والسريري العالي. في البالغين ومع ذلك ، فانه من الصعب تصور الاوعيه الدموية في معظم الكائنات الحية بسبب توطينهم عميقا داخل الانسجه الأخرى. ومع ذلك ، لا يزال التصور من الاوعيه الدموية الهامه لعده دراسات مثل الغدد الصماء والبيولوجيا العصبية. في حين تم تطوير عده خطوط المحورة وراثيا في zebrafish ، مع الاوعيه الدموية تصور مباشره من خلال التعبير عن البروتينات الفلورية ، لا توجد مثل هذه الاداات للأنواع الأخرى تيليوست. باستخدام الميداكا (اوريزيراس لا تيبس) كنموذج ، والبروتوكول الحالي يقدم تقنيه سريعة ومباشره لتسميه الاوعيه الدموية في الدماغ والغدة النخامية من خلال الأداء المثالي عن طريق القلب مع المثبتة التي تحتوي علي الصورة. يسمح هذا البروتوكول بتحسين فهمنا لكيفيه تفاعل المخ والخلايا النخامية مع الاوعيه الدموية في الانسجه الكاملة أو شرائح الانسجه السميكة.
تلعب الاوعيه الدموية جزءا أساسيا من الجسم الفقاري لأنها توفر العناصر الغذائية الضرورية والأكسجين والإشارات الهرمونية لجميع الأعضاء. أيضا ، منذ اكتشاف مشاركتهم في تطوير السرطان1، وقد تلقوا الكثير من الاهتمام في البحوث السريرية. وعلي الرغم من ان عددا من المنشورات قد حققت في أليات التي تسمح بنمو الاوعيه الدموية والمستنقعات ، وتم تحديد عدد كبير من الجينات الهامه لتشكيلها2، لا يزال هناك الكثير مما ينبغي فهمه فيما يتعلق بالتفاعل بين الخلايا أو الانسجه والدم المتداول.
التصور من الاوعيه الدموية في الدماغ والغدة النخامية مهم. الخلايا العصبية في الدماغ تتطلب إمدادات عاليه من الأكسجين والجلوكوز3, والغدة النخامية يحتوي علي ما يصل إلى ثمانيه أنواع الخلايا المنتجة للهرمونات الهامه التي تستخدم تدفق الدم لتلقي اشاره من الدماغ وإرسال الهرمونات الخاصة بهم إلى مختلف الاجهزه الطرفية4,5. بينما في الثدييات ، ونظام البوابة في قاعده تحت المهاد اسمه الفضيلة وسيط ، يربط الدماغ والغدة النخامية6، مثل هذا الجسر الدم واضحة لم يوصف في الأسماك تيليوست. في الواقع ، في teleosts ، preoptico-طائي الخلايا العصبية مباشره المشروع محاور في بارس العصبي من الغدة النخامية7 ومعظمها inعصبيه أنواع الخلايا الصماء المختلفة مباشره8،9. ومع ذلك ، فان بعض هذه الخلايا العصبية لها نهاياتها العصبية الموجودة في الفضاء الخارج ، في المنطقة القريبة من الشعيرات الدموية10. ولذلك ، فان الفرق بين الأسماك تيليوست والثدييات ليست واضحة جدا ، والعلاقة بين الاوعيه الدموية في الدم والدماغ والخلايا النخامية يتطلب المزيد من التحقيق في الأسماك تيليوست.
[زبرفيش] يتلقى, في كثير مظاهر, تشريحيا ووظيفيا قابل للمقارنة نظامه وعائية إلى أخرى فقاري أنواع11. وقد أصبح نموذج فقاري قويه للبحوث القلب والاوعيه الدموية في الغالب بفضل تطوير عده خطوط المحورة وراثيا حيث يتم تسميه مكونات نظام الاوعيه الدموية مع البروتينات الفلورية مراسل12. ومع ذلك ، قد يختلف تشريح نظام الدوران الدقيق بين الأنواع ، أو حتى بين شخصين ينتميان إلى نفس النوع. ولذلك ، فان التصور من الاوعيه الدموية قد تكون ذات فائده عاليه أيضا في الأنواع الأخرى تيليوست التي لا وجود لها أدوات التكوين.
وقد تم وصف العديد من التقنيات لتسميه الاوعيه الدموية في كل من الثدييات والتيليتات. وتشمل هذه التهجين في الموقع للجينات الاوعيه الدموية المحددة, تلطيخ الفوسفاتيز القلوية, تصوير الاوعيه الدقيقة, وحقن صبغ (للمراجعة انظر13). وقد استخدمت لأول مره لدراسة الدهون غشاء الحركية الجانبية والاحتفاظ بها في الطبقات الدهنية ويمكن ان تهاجر من خلال ذلك14,15,16. في الواقع ، يتكون جزيء من السلسلة الهيدروكربونية من سلسلتين من الهيدروكربونات والكروم. وفي حين ان السلاسل الهيدروكربونية تدمج في غشاء الخلية الدهنية للخلايا التي تلامسها ، فان الكروم لا يزال علي سطحه17. مره واحده في الغشاء ، وجزيئات الندية منتشر جانبيا داخل الطبقات الدهنية التي تساعد علي وصمه عار هياكل الاغشيه التي ليست علي اتصال مباشر مع حل الندية. التالي ، فان حقن محلول من خلال التروية القلبية ، سيقوم بتسميه جميع الخلايا البطانية في اتصال مع المركب الذي يسمح بالوسم المباشر للاوعيه الدموية. ويستخدم اليوم أيضا لأغراض تلطيخ أخرى ، مثل التصوير جزيء واحد ، وتعيين مصير ، وتتبع الخلايا العصبية. ومن المثير للاهتمام ، وجود العديد من الفلوروبورس (مع أطوال موجية مختلفه من الانبعاثات) مما يسمح بالجمع مع التسميات الفلورية الأخرى ، والتاسيس ، فضلا عن الانتشار الجانبي لل ، يمكن ان يحدث في كل من الانسجه الحية والثابتة18، التاسعة عشره
الفورمالديهايد ، التي اكتشفها فرديناند بلوم في 1893 ، وقد استخدمت علي نطاق واسع في الوقت الحاضر كالمادة الكيميائية المفضلة لتثبيت الانسجه20،21. هو يبدي خصوصية واسعه ل كثير أهداف خلوية ويحافظ البنية خلوية22,23. كما انه يحفظ الخصائص الفلورية لمعظم الفلوروبيورس ، التالي يمكن استخدامها لتثبيت الكائنات المحورة وراثيا التي تستهدف الخلايا التي تعبر عن البروتينات الفلورية مراسل.
في هذه المخطوطة ، تم تكييف بروتوكول سابق تم تطويره لتسميه الاوعيه الدموية في نماذج الثدييات التجريبية الصغيرة24 لاستخدامه في الأسماك. الاجراء بأكمله يستغرق سوي بضع ساعات لأداء. فانه يوضح كيفيه حقنت حل مثبت من الفورمالديهايد التي تحتوي علي الندية في قلب السمكة من أجل التسمية مباشره جميع الاوعيه الدموية في الدماغ والغدة النخامية للنموذج الأسماك medaka. Medaka هي سمكه صغيره المياه العذبة الاصليه إلى اسيا ، وجدت في المقام الأول في اليابان. وهو كائن نموذج البحث مع مجموعه من الاداات الجزيئية والجينية المتاحة25. ولذلك ، فان تحديد الاوعيه الدموية في هذا النوع وكذلك في غيرها من شانه ان يسمح لتحسين فهمنا حول كيفيه تفاعل الدماغ والخلايا النخامية مع الاوعيه الدموية في الانسجه الكاملة أو شرائح الانسجه السميكة.
تم تنفيذ جميع التعامل مع الماشية وفقا لتوصيات لرعاية ورعاية البحوث الحيوانية في الجامعة النرويجية لعلوم الحياة ، وتحت اشراف المحققين المخولين.
1. اعداد الاداات والحلول
2. تشريح و Perfusion
ملاحظه: PFA هو مركب المتطايرة السامة ، التالي فان تشريح والتروية ينبغي ان يؤديها في غطاء محرك المركبة أو في غرفه التهوية ، ويجب ان يكون المستخدم يرتدي قناع الغاز.
هذا البروتوكول يوضح اجراء خطوه بخطوه لتسميه الاوعيه الدموية في الدماغ الميداكا والغدة النخامية ، وفي الوقت نفسه إصلاح الانسجه. بعد الوسم عن طريق الحقن القلبي لمحلول مثبت يحتوي علي الصورة الضوئية في القلب ، يمكن ملاحظه الاوعيه الدموية علي الشرائح باستخدام المجسم الفراغي الفلوري (الشكل 4) أو علي الانسجه الكاملة باستخدام مجهر كونبؤري (الشكل 5). اما علي شريحة الانسجه السميكة أو علي النسيج كله ، يمكن ملاحظه الهندسة المعمارية للدم الاوعيه الدموية في ثلاثه ابعاد. يمكن تسميه شرائح الانسجه للبروتينات المحددة المستهدفة باستخدام بروتوكولات المناعة القياسية بعد نهاية التثبيت ، وعلي الخطوط المحورة وراثيا حيث الخلايا من الفائدة التعبير عن البروتينات الفلورية مراسل (الشكل 6). وهذا يسمح باجراء تحقيقات في التفاعلات بين الاوعيه الدموية وأنواع الخلايا المحددة الأخرى. هنا علي سبيل المثال ، واستخدام خط المحورة وراثيا من الميداكا حيث البروتين الفلوري الأخضر (gfp)-الخلايا المنتجة كشفت عن موقع الخلايا النخامية Lh28. يمكن للمرء ان نلاحظ ان هذه الخلايا إرسال ملحقات نحو الاوعيه الدموية. قد لا يتم تسميه بعض الاوعيه الدموية بشكل صحيح إذا كانت التروية شبه مثاليه. هذا يمكن ان يكون الحال ، علي سبيل المثال ، إذا تم حقن المحلول في البطين القلب بدلا من الشرايين الشريانية ، أو إذا كان استخدام ضغط منخفض جدا و/أو لفتره قصيرة جدا علي مكبس حقنه (الشكل 7). وأخيرا ، من خلال تصوير نفس النسيج مع نفس المعلمات التصوير ، وأظهرت كثافة الوسم لإنقاص بعد أربعه أيام ، مع اشاره أكثر انتشارا (الشكل 8).
الشكل 1 : صور للوحه القابضة لتجميع الأسماك (A) واعداد الحقن (B). يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2 : مخطط للقلب الأسماك الميداكا ونظام ترويه أظهرت مع موقع ايدل من ابره الزجاج في القلب لنجاح ترويه. عرض راس السهم حيث لتثقيب القلب للسماح للدم لترك الدورة الدموية. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3 : صوره من الجانب بطني من السمكة يفتح, مع القلب يعرض ل [برفوسيون]. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4 : صوره من الاوعيه الدموية في الدم في شريحة من انسجه المخ والغدة النخامية من medaka. وقد تم perfused البالغين ميداكا مع حل مثبت التي تحتوي علي الندية. تم تشريح الدماغ والغدة النخامية والثابتة بين عشيه وضحيها. وقد شنت الانسجه في 3 ٪ اجنشا واوما مع الذبذبات قبل التصوير مع المجهر مضان. وينظر إلى جميع الاوعيه الدموية المسمية بالأحرف الكاملة من خلال القسم كله الذي يظهر الاوعيه في الدماغ والغدة النخامية. OT = tectum البصرية ؛ Tel = telالدماغ; Hyp = المهاد. حفره = الغدة النخامية. Cb = المخيخ ؛ هند = الدماغ المؤخر. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 5 : 3d تقديم من كومه التنسيق z-مكدس من الاوعيه الدموية في الغدة النخامية ميداكا. وقد تم perfused البالغين ميداكا مع حل مثبت التي تحتوي علي الندية. تم تشريح الدماغ والغدة النخامية والثابتة بين عشيه وضحيها. تم تشريح الغدة النخامية من الدماغ وشنت بين الشريحة والمشبك مع الفواصل ib بين, قبل التصوير مع المجهر البؤري. تم تسجيل Z-المكدس ، وقدم 3D جعل باستخدام البرمجيات فيجي والبرنامج المساعد 3D المشاهد29. ويمكن ملاحظه الاوعيه الدموية في الغدة النخامية بأكملها في 3D. Rpd = منقاري pars distalis ؛ PPD = القريب pars distalis; PI = pars intermedia. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 6 : Z الإسقاط من التراص z-كومه من شريحة الانسجه من الميداكا المحورة وراثيا حيث المروج lhβ يتحكم التعبير من البروتين الأخضر مراسل الفلورسنت. وكان الكبار tg (lhb: hrgfpii) الميداكا مع حل مثبت التي تحتوي علي الندية. تم تشريح الدماغ والغدة النخامية والثابتة بين عشيه وضحيها. وقد شنت الانسجه في 3 ٪ اجنشا واوما مع الذبذبات. بعض الخلايا المنتجة للهرمونات, الخلايا Lh في هذه الحالة, إرسال ملحقات (رؤوس الأسهم) نحو الاوعيه الدموية يمكن ملاحظتها, ربما لاستشعار الإشارات من الدم و/أو الإفراج عن هرموناتها في الدورة الدموية. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 7 : صوره من الاوعيه الدموية في الدم في شريحة من الدماغ والانسجه النخامية من medaka سيئه الاستخدام. وكان البالغين الميداكا سيئه الأداء مع حل مثبت التي تحتوي علي الحل عن طريق حقن المحلول في البطين فقط. تم تشريح الدماغ والغدة النخامية والثابتة بين عشيه وضحيها. وقد شنت الانسجه في 3 ٪ اجنشا واوما مع الذبذبات قبل التصوير مع المجهر البؤري. وكانت الاوعيه الدموية سيئه التسمية مع الندية وبعض منهم لم توصف علي الإطلاق. OT = tectum البصرية ؛ Tel =, [تلينسيمن]; Hyp = المهاد. حفره = الغدة النخامية. Cb = المخيخ ؛ هند = الدماغ المؤخر. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 8 : التصوير الفاصل الزمني للدم المسمي الاوعيه الدموية في الدماغ ميداكا-قسم الانسجه النخامية. وقد تم perfused البالغين ميداكا مع حل مثبت التي تحتوي علي الندية. تم تشريح الدماغ والغدة النخامية والثابتة بين عشيه وضحيها. وقد شنت الانسجه في 3 ٪ اجنشا واوما مع الذبذبات قبل التصوير مع المجسمة مباشره بعد تصاعد (ا) ، و 4 أيام بعد تصاعد (B) مع نفس المعلمات التصوير. لاحظ ان وضع العلامات قد انخفض وانتشر مع الوقت. OT = tectum البصرية ؛ Tel = telالدماغ; Hyp = المهاد. حفره = الغدة النخامية. Cb = المخيخ ؛ هند = الدماغ المؤخر. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
وقد استخدمت ترويه القلب مع الشركة سابقا لتسميه الاوعيه الدموية في العديد من الأنواع النموذجية24، بما في ذلك الأسماك تيليوست13.
كما يتم تسليمها مباشره إلى غشاء الخلية البطانية من قبل ترويه في الاوعيه الدموية ، فمن الممكن لزيادة نسبه الاشاره إلى الضوضاء عن طريق زيادة تركيز الندية في الحل مثبت. الاضافه إلى ذلك ، فان فلوكوفيري يوفر تلطيخ شديد عندما متحمس مع الحد الأدنى من التبييض مما يسمح للانبعاثات طويلة الأمد نسبيا18،30. أيضا ، يمكن وضع العلامات لعده أيام واستخدامها في تركيبه مع تقنيات الوسم الأخرى التي تتطلب علاجات خفيفه ، مثل في إيمموفلوريسسينسي (IF)31.
ومع ذلك ، هذا الأسلوب لديه بعض القيود. بعد أزاله من الحل المثبت ، وينبغي ان يتم وضع العلامات والتصوير من الانسجه في أسرع وقت ممكن لان شده الوسم سوف تضعف ، وسوف تنتشر اشاره مع مرور الزمن (الشكل 8). وسوف تكون هذه العملية حتى أسرع عند استخدام المنظفات التي تزيد من مساميه الغشاء. أيضا ، لان PFA مركب المتطايرة السامة ، يجب اتخاذ العديد من الاحتياطات عند تنفيذ هذه التجربة. للتقليل من الجوانب الخطرة من هذا البروتوكول ، يمكن للمرء ان حقنت حلا لل والاذاعه التلفزيونية قبل تشريح الانسجه من الفائدة وإصلاحه مع الحل PFA الحق بعد perfusion. ومع ذلك ، وهذا يمكن ان يؤديها فقط للانسجه صغيره الحجم ، والاختراق من PFA في عينات الانسجه الكبيرة سيكون اقل كفاءه من خلال التروية.
يتم تحسين معدل نجاح هذا البروتوكول عن طريق التدريب ، لذلك فمن المتوقع ان الباحثين سوف تحتاج إلى بعض الوقت للتعرف علي الخطوات المختلفة لهذه التقنية. علي سبيل المثال ، فان الانصهار من الحل في الشرايين الشريانية هو خطوه حرجه بشكل خاص من البروتوكول ويتطلب بعض التدريب لتحقيق نتيجة جيده. أيضا الحفاظ علي الابره في الموضع الصحيح لفتره طويلة بما فيه الكفاية خلال ترويه ليست تافه ، وسوف تتطلب التدريب من قبل المناور.
وأخيرا ، تم تحسين هذا البروتوكول للبالغين الميداكا ولكن يمكن استخدامه للأنواع الأخرى مع بعض التعديلات. الانسجه المختلفة من الفائدة ، أو حتى مراحل الحياة المختلفة من الحيوانية داخل نفس النسيج وسوف تتطلب أيضا تحسينات لتركيز الندية والوقت من ترويه ، فضلا عن المواد المستخدمة (الابره والمحاقن الاحجام علي سبيل المثال).
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه
نشكر الدكتور شينجي كاندا لإظهار التروية القلبية مع الحل المثبت في ميداكا ، السيدة لورديس كارو G تان للمساعدة في تربيه ميداكا ، والسيد أنتوني بلتيير للرسوم التوضيحية. تم تمويل هذا العمل من قبل NMBU ومجلس البحوث في النرويج ، ومنح عدد 248828 (برنامج الحياة الرقمية النرويج).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
16% paraformaldehyde | Electron Microscopy Sciences | RT 15711 | |
5 mL Syringe PP/PE without needle | Sigma | Z116866-100EA | syringes |
BD Precisionglide syringe needles | Sigma | Z118044-100EA | needles 18G (1.20*40) |
Borosilicate glass 10 cm OD 1.2 mm | sutter instrument | BF120-94-10 | glass pipette |
DiI (1,1′-Dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindocarbocyanine perchlorate) | Invitrogen | D-282 | |
LDPE tube O.D 1.7 mm and I.D 1.1 mm | Portex | 800/110/340/100 | canula |
Phosphate Buffer Saline (PBS) solution | Sigma | D8537-6X500ML | |
Pipette puller | Narishige | PC-10 | |
Plastic Petri dishes | VWR | 391-0442 | |
Super glue gel | loctite | c4356 | |
Tricaine (ms-222) | sigma | E10521-50G |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved