Method Article
Hier präsentieren wir ein Protokoll, um die Pathophysiologie der proliferativen diabetischen Retinopathie mit Patienten abgeleitet, chirurgisch herausgeschnitten, fibrovaskulärem Gewebe für dreidimensionale nativen Gewebe Charakterisierung und Ex-Vivo-Kultur zu studieren. Diese ex-Vivo-Kultur-Modell ist auch für Tests oder Entwicklung neuer Behandlungsmethoden.
Diabetischer Retinopathie (DR) ist die häufigste mikrovaskuläre Komplikation des Diabetes und eines der führenden Ursachen für Erblindung im erwerbsfähigen Alter Erwachsene. Keine aktuellen Tiermodellen für Diabetes und Sauerstoff-induzierte Retinopathie entwickeln die Fullrange-progressive Veränderungen in menschlichen proliferative diabetische Retinopathie (PDR) manifestiert. Daher hat Verständnis für die Krankheit Pathogenese und Pathophysiologie stützte sich weitgehend auf den Einsatz von histologischen Abschnitte und Glaskörper Proben in den Ansätzen, die nur stationäre Informationen über die beteiligten pathogenen Faktoren. Erhöhung der Beweis zeigt an, dass dynamische Zell-Zell und Zelle-extrazelluläre Matrix (ECM) Interaktionen im Zusammenhang mit der dreidimensionalen (3D) Mikroumgebungen essentiell für die mechanistischen und funktionellen Studien zur Entwicklung der neu Behandlungsstrategien. Daher vermutet wir, dass die pathologische fibrovaskulärem Gewebe chirurgisch herausgeschnitten aus Augen mit PDR genutzt werden könnte, um zuverlässig die zellulären und molekularen Mechanismen dieser verheerenden Krankheit zu entwirren und das Potenzial für Roman klinischen testen Interventionen. Zu diesem Zweck entwickelten wir eine neuartige Methode für 3D ex-Vivo-Kultur der chirurgisch herausgeschnitten Patienten abgeleitet fibrovaskulärem Gewebe (FT), die als ein Modell der menschlichen PDR Pathophysiologie dienen wird. Die FTs in Explantaten zerlegt und eingebettet in Fibrin-Matrix für ex-Vivo-Kultur und 3D Charakterisierung. Vollständig-hängen Immunfluoreszenz der native FTs und Endpunkt Kulturen ermöglicht gründlichen Untersuchung der Zusammensetzung und mehrzelligen Prozesse, Hervorhebung der Bedeutung des 3D Gewebe-Ebene Charakterisierung für die Aufdeckung relevanten Merkmale der PDR Pathophysiologie. Dieses Modell ermöglicht die gleichzeitige Bewertung der molekularen, zellulären/Gewebe Prozesse und Behandlung Antworten im Zusammenhang mit komplexen dynamischen biochemischen und physikalischen Wechselwirkungen innerhalb der PDR Gewebearchitektur und Mikroumgebung. Da dieses Modell PDR Pathophysiologie rekapituliert, wird es auch zum Testen oder Entwicklung neuer Behandlungsmethoden zugänglich sein.
DR ist eine schweren okulären Komplikation bei Diabetes, eine Krankheit, die in den letzten drei Jahrzehnten1enorme Ausmaße angenommen hat. Zwanzig Jahre nach Diagnose, praktisch jeder Patient mit Diabetes Typ 1 und 60 % der Patienten mit Typ 2 Diabetes vorliegenden Anzeichen von Retinopathie, machen Diabetes per se eine der führenden von Blindheit im Alter Erwachsene2arbeiten Ursachen. Nach dem Stand der mikrovaskuläre Degeneration und ischämischen Schäden ist DR in nicht-proliferative DR (PDR) und proliferative DR (PDR) eingeteilt. Die Ende-Stadium der Erkrankung, PDR, zeichnet sich durch Ischämie und Entzündung-induzierte Neovaskularisation und fibrotische Reaktionen an der vitreoretinalen Grenzfläche. In unbehandeltem Zustand werden diese Prozesse zur Erblindung aufgrund neovaskulären Glaukoms3,4, Glaskörperhämorrhagie, Netzhaut Fibrose und Verwindungskräfte Netzhautablösung führen. Trotz der jüngsten Fortschritte gezielt aktuelle Behandlungsmöglichkeiten nur DR Bühnen, darunter diabetischen Makulaödems und PDR, wenn Netzhaut Schaden bereits folgte hat. Darüber hinaus profitiert ein großer Teil der DR-Patienten nicht von aktuellen Behandlung Rüstzeug, zeigt einen dringenden Bedarf an verbesserten Therapien4,5,6.
Mehrere andere ichn Vivo Krankheit/Entwicklungsstörungen Modelle und diabetischen Tiermodell bisher entwickelt worden, aber keiner von ihnen rekapituliert das gesamte Spektrum der pathologischen Funktionen im menschlichen PDR7,8beobachtet. Darüber hinaus deutet auf zunehmende Beweise Behandlung Antworten der ECM Zusammensetzung als auch die räumliche Anordnung und Interaktion zwischen der zellulären und azellulärer Mikroumgebung9eng verbunden sind. Wir wollten daher um eine klinisch relevante Modell der menschlichen Laos zu entwickeln, durch die Nutzung der FT pathologischen Materials, das häufig aus einer Vitrektomie im Rahmen des chirurgischen Managements von PDR10Augen herausgeschnitten wird.
Dieses Manuskript beschreibt das Protokoll für die 3D ex-Vivo-Kultur und Charakterisierung der chirurgisch herausgeschnitten, PDR Patienten gewonnenen pathologischen FT. Die hier beschriebene Methode hat in einer kürzlich erschienenen Publikation verwendet wurden, die erfolgreiche Dekonstruktion der native 3D PDR Gewebe Landschaft und Zusammenfassung der Merkmale des PDR Pathophysiologie einschließlich angiogenen und fibrotische Reaktionen die abnorme nachgewiesen vaskulären Strukturen11. Dieses Modell zeigte auch, dass neue Features, die leicht von histologischen Dünnschliffe, wie räumlich geschätzt werden können nicht Apoptose und Proliferation sowie vaskuläre Inselchen Bildung11beschränkt. Glasigen Flüssigkeit wurde erfolgreich von anderen 3D endotheliale Sphäroid Kulturen, seine angiogenen Potenzial zu bewerten und die Wirksamkeit von Angiostatic Moleküle12eingesetzt. In Kombination mit einer in-vitro- 3D lymphatische Endothelzellen (LEC)-Sphäroid sprießen Assay mit PDR Glaskörper als Stimulans deckte unser Modell der Beitrag der beiden lösliche Glaskörperblutung sowie lokale Hinweise innerhalb des neovaskulären Gewebes zur Faktoren noch schlecht verstandenen LEC-Beteiligung an PDR Pathophysiologie3,11. Bei der Verwaltung der PDR ist vitreoretinalen Chirurgie routinemäßig durchgeführt und zugleich anspruchsvolle Verfahren. Wie chirurgische Instrumentierungen und Techniken kontinuierliche Weiterentwicklung und Raffinesse erleben, rechtzeitig und konservativen Entfernung von fibrovaskulärem proliferative Muster verbessert nicht nur die Vision Ergebnis, sondern auch von unschätzbarem Wert Gewebematerial für die Untersuchung der PDR Pathophysiologie und Behandlung Reaktionen in komplexen translationale Aspekte des lebender menschlicher Gewebe Mikroumgebung.
Diese Forschung wurde von der Institutional Review Board und Ethik-Ausschuß der Helsinki University Hospital genehmigt. Jeder Patient wurde unterschriebene Einverständniserklärung eingeholt.
1. Vorbereitung der Lösungen, Medien und Geräte
2. fibrovaskulärem Gewebe Dissektion
3. Casting aufrecht Fibrin Gel Tröpfchen für die Charakterisierung von Native FT und Ex-Vivo-Kultur
4. "in Matrix" Imaging
(5) native FT und Ex-Vivo-Kultur-Endpunkt
Hinweis: Die FT/Fibrin-Gele können ex Vivo für den gewünschten Zeitraum (FT ex Vivo Kulturen) kultiviert oder am selben Tag (native FT) für native FT Charakterisierung11behoben.
6. vollständig-hängen Immunfluoreszenz-Färbung
Hinweis: Dieses Protokoll dauert 5 Tage und kann unterbrochen werden, mit Übernachtung Inkubationen wo nicht anders vermerkt. Lassen Sie sich nicht das Fibrin Gels jederzeit trocken. Alle Schritte werden bei RT ausgeführt, sofern nicht anders angegeben.
Tieferes Verständnis der PDR fibrovaskulärem Gewebeeigenschaften und Protein-Expression hat vor allem auf glasartige Proben und dünne histologischen FT Abschnitte3,15,16,17verlassen. Um eine Methode zur gründlichen Untersuchung der 3D Gewebe Organisation und mehrzelligen pathophysiologischen Prozesse der PDR, entwickeln wir uns vorgenommen, um die chirurgisch ausgeschnittenen, nutzen Patienten gewonnenen pathologischen FTs für 3D Charakterisierung und ex-Vivo-Kultur. Die frischen FTs sind das Forschungslabor übertragen und dort verarbeitet, wie in der schematischen Workflow in Abbildung 1dargestellt.
Die FTs können vor der Präparation für qualitative Bewertung und Dokumentation (Abbildung 2) abgebildet werden. Wie in Abbildung 2dargestellt, Anzeigen der FTs große Inter Patienten Unterschiede in Größe, Dichte und Fülle von vaskulären Strukturen. In einigen Geweben, lose Zellen, vermutlich entzündliche/Immune Zellen oder roten Blutkörperchen unterschieden ebenso wie durchlässige vaskuläre Strukturen der verschiedenen Kaliber auch leicht sein können (Abbildung 2). Nach Dissektion muss eine Entscheidung über die nachgeschaltete Verwendung begrenzen Anzahl der erhaltenen Explantaten erfolgen. Ein Teil der Explantate ist Fibrin-Matrix eingebettet und nach dem Fibrin Gelbildung fixiert, während die restlichen Explantaten ex Vivo Kultur auf einer separaten Platte (Abbildung 1) ausgesetzt sein können. Die frischen FTs wurden auch für Ultrastrukturforschung Charakterisierung mittels Elektronenmikroskopie erfolgreich genutzt. Die Proben können man entweder für herkömmliche Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM) von ultradünnen Abschnitte oder serielle Block Gesicht scannen Elektronenmikroskopie (SBF-SEM)3,11verarbeitet.
Die feste Fibrin-Gele können mehrere Wochen lang gespeichert und befleckt durch ganze-Mount Immunfluoreszenz18,19. Die gefärbten Proben sind ebenfalls stabil, wenn Sie bei 4 ° C im Dunkeln aufbewahrt. Die dicken FT/Fibrin-Gele können Zeit-effizient mit Epifluoreszenz Mikroskop mit einer optischen Stationspunkte Funktion ausgestattet, nützlich zum Entfernen von Out-of-Focus Streulicht abgebildet werden. Bildgebung mit dieser Methode bietet eine feine Visualisierung der Strukturen. Alternativ, konfokale Mikroskopie, obwohl mehr Zeit fordern, können ermöglicht die Erfassung von feineren Details. Die Charakterisierung der frisch Fibrin eingebettet und festen, unkultiviert, native FTs von ganz-Mount Immunfluoreszenz ermöglicht die Charakterisierung der vaskulären Strukturen, mehrere Zelltypen und deren gegenseitige Anordnung innerhalb der 3D PDR-Gewebe 11-Landschaft. Z. B. CD31 Antikörper können verwendet werden, um das Endothel anzeigen und NG2 anzuzeigenden Perizyten (Abbildung 3), während Lyve1 Antikörper neu visualisieren entdeckt lymphatische endothelial Strukturen (Abbildung 4)11. Mehrere Kombinationen von Antikörpern können verwendet werden, um mehrere Strukturen und Zelltypen (siehe Tabelle der Materialien) zu visualisieren; ERG visualisieren beispielsweise auch das Endothel hat eine Discontinuos Ausdrucksmuster in die abnorme PDR-Neovasculature. Der vaskulären Strukturen gebeizt mit einem Membran-Marker (z. B.CD31 und Lyve1) können für Erhaltung und Dichte quantitativ analysiert werden, mithilfe von Angiotool, ein frei-Source-Software, entwickelt von der NIH National Cancer Institute11, 20. 3D Volumen können auch aus dem Dataset gewonnen (siehe Video 1) gerendert werden. Wenn ein Antikörper nicht vollständig-hängen Immunfluoreszenz eignet, können von Immunohistochemistry die Fibrin-Tröpfchen alternativ in Paraffin eingebettet, geschnitten, Dünnschliffe und analysiert werden. Profitieren Sie in diesem Fall die Tröpfchen von Übernachtung Fixierung bei 4 ° C anstelle von 1 h bei RT
Ex-Vivo trägt Kultur das Wachstum von Fibrin eingebettet FTs, Entwicklung von zellulären Auswüchse bereits nach zwei Tagen (Abbildung 5). Die in Vitro Fibrin Gel dient als Matrix für ex Vivo Kultur seit der in-vivo vorläufige ECM verkörpert nach Thrombin Spaltung von Serum Fibrinogen an den Standorten der vaskulären Leckage in direktem Kontakt mit den undichten PDR-Neovessels in gebildet der fibrotische Milieu15,21,22entzündet.
PDR ist eine mikrovaskuläre Komplikation zeichnet sich durch eine Angiogenese und fibrotische Reaktion und FT Explantaten behalten diese zelluläre Repertoire in der Kultur, sowie effizient reagieren auf exogene Reize der Nährmedien11hinzugefügt. Die repräsentativen Daten in Abbildung 6 zeigt, dass die PDR Ex Vivo Kulturen sprießen der CD31-positiven Endothel und Gefäßsystem Erhaltung als Reaktion auf VEGFA induzierte, während TGFβ reflektierte Auswuchs auf fibrotische Reaktion induziert NG2-positiven Perizyten/SMCs. Mehrere exogene Reize können getestet werden, und wenn durch Messungen der Fülle ihrer in-vivo Glaskörperblutung informiert, kann die hier entwickelten PDR ex Vivo Kultur Modell Roman Mikroumgebung und Kontext abhängige PDR pathologische Mechanismen, die nicht offenbaren in festen Gewebematerial visualisiert.
Abbildung 1. Ex-vivo PDR fibrovaskulärem Gewebekultur Modell. Schematische Darstellung des Workflows aus der vitreoretinalen Chirurgie (Pars Plana Vitrektomie) für die Exzision der FT zu seiner Zerlegung in Explantaten und Einbettung in Fibrin für dreidimensionale Charakterisierung und ex-Vivo -Kultur. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 2: PDR fibrovaskulärem Gewebe vor der Präparation frisch herausgeschnitten. Phase Kontast Mikrographen von frisch ausgeschnittenen FTs vor der Präparation genommen. Die FTs sind sehr variabel in Größe, Dichte und Fülle von vaskulären Strukturen. Pfeilspitzen zeigen vaskuläre Strukturen verschiedener Kaliber. Der Grat teilweise transparent zeigt zwei einzelne Schiffe unterschiedlichen Kalibers. Die Bilder wurden mit einem invertierten Epifluoreszenz-Mikroskop mit 5-fach, 0,15 numerische Apertur (NA), Ziel. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3. Vollständig-hängen Immunfluoreszenz eines nativen PDR fibrovaskulärem Gewebes. Epifluoreszenz Schliffbild eines systemeigenen gebeizt PDR FT durch Immunfluoreszenz vollständig-hängen. CD31 (A, grüne) visualisiert das Endothel während NG2 (B, rot) visualisiert die Perizyten innerhalb der unregelmäßigen neovaskulären Strukturen. Verbundene Bilder sind (C) gezeigt. DAPI (blau) Gegenfärbung visualisiert Kerne. Das Bild wurde mit einem aufrechten Epifluoreszenz-Mikroskop mit optischen Stationspunkte Funktion aufgenommen und kombiniert mit einer computergesteuerten 1,3 Megapixel monochrome CCD Kamera und Bild Datenerfassungs-Software, mit einer 40 X 1,4 NA, Öl-Ziel. Neun optischen Abschnitte wurden mithilfe von Bildverarbeitungssoftware ImageJ kombiniert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 4. Vollständig-hängen Immunfluoreszenz eines nativen PDR fibrovaskulärem Gewebes. Epifluoreszenz Schliffbild eines systemeigenen gebeizt PDR FT durch Immunfluoreszenz vollständig-hängen. CD31 (A, grüne) visualisiert das Endothel während des Lyve1 (B, rot) visualisiert die neuentdeckten lymphatische endothelialen Strukturen. Verbundene Bilder sind (C) gezeigt. Hoechst 33342 (blau) Gegenfärbung visualisiert Kerne. Das Bild wurde mit einem aufrechten Epifluoreszenz-Mikroskop mit optischen Stationspunkte Funktion aufgenommen und kombiniert mit einem computergesteuerten 1,3 Megapixel Monochrome CCD-Kamera und Bild-Datenerfassungs-Software, mit Hilfe einer Objektiv 20 X, 0,8 NA. Mit Bildverarbeitungssoftware ImageJ wurden vier optische Abschnitte kombiniert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 5. Ex-Vivo-Wachstum der PDR fibrovaskulärem Gewebe. Phase Kontrast Mikrographen zwei FT eX vivo Kulturen zu angegebenen Zeitpunkten (Tag). Die FTs wachsen nach ex-Vivo-Kultur, Entwicklung von zellulären Auswüchse bereits nach zwei Tagen. Die Bilder wurden mit einem invertierten Epifluoreszenz-Mikroskop mit einem Objektiv 5 X, 0,15 NA. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 6. Vollständig-hängen Immunfluoreszenz PDR fibrovaskulärem Gewebe kultiviert ex Vivo unbehandelt (CTRL) oder in Gegenwart von VEGFA oder TGFβ. Epifluoreszenz Schliffbild von FT ex Vivo unbehandelt (CTRL) oder in Gegenwart von VEGFA oder TGFβ für 9 Tage kultiviert und anschließend gefärbt durch Immunfluoreszenz vollständig-hängen. CD31 (grün) visualisiert das Endothel, während NG2 (rot) die Perizyten visualisiert. DAPI (blau) Gegenfärbung visualisiert Kerne. VEGFA stabilisiert das Gefäßsystem während TGFβ eine fibrotische Reaktion induziert. Die Bilder wurden mit einem aufrechten Epifluoreszenz-Mikroskop mit optischen Stationspunkte Funktion und kombiniert mit einem computergesteuerten 1,3 Megapixel Monochrome CCD-Kamera und Bild-Datenerfassungs-Software, mit Hilfe einer Objektiv 20 X, 0,8 NA. Neun optischen Abschnitte wurden mithilfe von Bildverarbeitungssoftware ImageJ kombiniert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Video 1. 3D-Volumen Rekonstruktion der native FT von ganz-Mount Immunfluoreszenz befleckt. CD31 (grün), Lyve1 (rot). Hoechst 33342 Gegenfärbung (blau) visualisiert Kerne. Das Bild wurde mit einem aufrechten Epifluoreszenz-Mikroskop mit optischen Stationspunkte Funktion aufgenommen und kombiniert mit einem computergesteuerten 1,3 Megapixel Monochrome CCD-Kamera und Bild-Datenerfassungs-Software, mit Hilfe einer Objektiv 20 X, 0,8 NA. 3D-Volumen Wiederaufbau und video-Rendering erfolgte mittels einer kommerziellen Software. Ein Teil des Videos ist abgedruckt mit freundlicher Genehmigung von Gucciardo Et al. 11. bitte hier klicken, um dieses Video anzusehen. (Rechtsklick zum download)
In Anbetracht der Bedeutung der entsprechenden Gewebe Mikroumgebung für zuverlässige funktionelle Zelle und molekulare mechanistischen Ergebnisse ist es unerlässlich, entsprechende experimentelle Modelle finden, die diese Gewebe-Umfeld zu schaffen. Die hierin beschriebenen ex Vivo PDR Kultur Modell für das Fibrin eingebettet FTs ermöglicht die Untersuchung der Mechanismen der PDR Pathophysiologie im native, komplex und mehrzelligen Rahmen der PDR klinischen Proben.
Wichtige Schritte im Rahmen des Protokolls sind die richtigen Fibrin Gelbildung, die Positionierung der FT und ausreichend Wäsche der Färbung. Da Fibrin Gelbildung der Thrombin-Aktivität, durch die Konzentration und Temperatur, beeinflusst vor allem hängt muss die Höhe der Thrombin für jede Charge von Fibrin Gel Vorbereitung angepasst werden. Fibrin Gelbildung sollte schnell genug, um 2D Wachstum von FT-Explantaten zu verhindern, aber auch langsam genug, um die Positionierung der FT in die Mitte der Tröpfchen vertikal und horizontal zu ermöglichen. Im Fall die FT passiert, am Rande des Tröpfchens zu finden, konnte die zusätzliche pipettieren die Platzierung der FT zum Zentrum helfen. FTs, die immer noch am Rande der Tröpfchen oder das wachsen in 2D, müssen ausgeschlossen werden. Während der Färbung und die Vermeidung von Waschen Trocknen der Tröpfchen ausreichen wiederum kritisch, um Fleckenbildung zu optimieren und zu minimieren Hintergrundsignal. Transferzeiten können auch wichtig sein. Wir haben die FTs bis zu zwei Stunden nach Vitrektomie eingebettet und dies hatte keinen Einfluss auf die Ex Vivo Wachstum. Die Auswirkungen der längere Übertragungszeiten auf dem Kultur-Erfolg hätte geprüft werden müssen.
Dieses Protokoll könnte geändert werden, durch die Verwendung alternativer Matrizen für die Einbettung von FT. In-vivo entgegenwachsen PDR Neovessels des Glaskörpers Kortex reich an Kollagen23. Auf vaskuläre Leckage Serumkomponenten, einschließlich Fibrinogen, lösen sich in Glaskörper in unmittelbarer Nähe zu den Schiffen, wobei die fibrotische Reaktion initiiert wird. Daher, das in-vitro-Fibrin-Gerinnsel genutzt wurde hier für die Ex Vivo Kultur um sind typisch für die vorläufige ECM gebildet im entzündeten fibrotische Milieu der PDR15,21,22. Alternativ könnte die Fibrin-Gerinnsel mit Laminin und Fibronektin, die Stabilität der Kapillaren sprießen zu ändern ergänzt werden oder der Explantate eingebettet werden könnte in Typ I-Kollagen und andere gemischten Matrizen, sind typisch für die meisten fibrotischen Mikroumgebungen im neovaskulären Gewebe. Diese Matrizen sind in der Regel geeignet für 3D Culture und vollständig-hängen Immunfluoreszenz, aber ihre Auswirkungen auf die PDR-FTs bleiben getestet werden und Überlegungen über das Timing der 3D Matrixbildung müssen gemacht werden, um innerhalb der Grenzen zur Verhinderung von 2D zu bleiben Wachstum18,19. Wenn die räumliche Nähe der Forschergruppe ins Krankenhaus eine Einschränkung darstellt, könnten längere Übertragungszeiten mit Teamarbeit ausgeglichen werden; Vorbereitung der TA-Lösung, Sterilfiltration Fibrinogen und Fibrin Gel Bildung Tests können während FT Transfer durchgeführt werden. Wenn die Fibrin-Gele nicht auch nach 1 Stunde sind, möglicherweise ein Problem mit dem Fibrinogen oder TA Vorbereitung der Lösung aufgetreten. In diesem Fall können nicht die FT/Fibrin Gele verwendet werden.
Grenzen dieses Ansatzes, wie bei jeder Ex Vivo nähern, sind die unterschiedlichen Qualität der primären Gewebeprobe über Einzelpersonen sowie Intra geduldig und Inter Patienten Gewebe Heterogenität. Bestandteil dieser Variabilität umfasst bei Diabetes-Patienten das Ausmaß der Vaskularisation und Fibrose, abhängig von zahlreichen Faktoren, wie Dauer der Krankheit, Stoffwechsellage, genetische/epigenetische Faktoren Art von Diabetes und systemische Therapie. Die Größe der chirurgischen PDR FT wiederhergestellt ist auch ein limitierender Faktor bei der Bestimmung der Anzahl der Bedingungen, die für jede Probe untersucht werden können. Gleichzeitiger gegenseitiger räumliche Informationen ermöglicht vollständig-hängen Immunfluoreszenz die Untersuchung von nur eine begrenzte Anzahl von Funktionen/Marker pro Tropfen. Als Kompromiss können die Fibrin-Tröpfchen alternativ in Paraffin eingebettet, auf dünne Abschnitte geschnitten und von Immunohistochemistry analysiert.
Die bestehenden diabetischen Maus Modelle entwickeln viele Merkmale der frühen Stadium DR aber nicht umfassend die progressive Veränderungen in menschlichen PDR, so behindert die Studien der PDR Krankheit Mechanismen7,8rekapitulieren. Darüber hinaus ist das murine Auge unterscheidet sich grundlegend von dem menschlichen Auge, dass es die Makula, weitere betonend, wie wichtig es ist, Studium der menschlichen Krankheit24fehlt. Die chirurgische PDR FTs entweder zuvor verworfen worden, oder verwendet für Paraffin Abschnitte, Transmissions-Elektronenmikroskopie, serielle Block Gesicht scannen Elektronenmikroskopie, bulk-RNA Sequenzierung oder 2D Kultur der dissoziierten Zellen3,25 . Die hierin beschriebene Modell ermöglicht die 3D Charakterisierung von diesem kostbaren chirurgisches Material, sowie die Untersuchung der PDR Pathophysiologie in der Mikroumgebung native erkranktes Gewebe. In Kombination mit dem Einsatz von glasigen Flüssigkeit erlaubt dieses Modell auch die Untersuchung des Beitrags der zellulären und azellulärer PDR Mikroumgebung. Da die Kulturen effizient zu reagieren, dass Wachstumsfaktoren in den Glaskörper, wie VEGFA, bFGF, erkannt ist VEGFC und TGFβ, somit Rekapitulation Funktionen der PDR Pathophysiologie, diese PDR ex-Vivo-Kultur-Modell für Tests oder Entwicklung neuer Behandlungsmethoden in PDR 11. in diesem Modell Anti-VEGFA verhindert Kapillaren sprießen und induzierte Anzeichen von Kapillaren Regression, Antworten, die klinischen Ergebnisse der Anti-VEGFA Behandlung26,27entsprechen. Daher kann dieses Modell auch für ein besseres Verständnis der Auswirkungen der gegenwärtigen Therapien, einschließlich Anti-VEGFA und Kortikosteroid-Behandlung verwendet werden.
Mit live Cell imaging Instrumentierung, die hierin beschriebenen ex Vivo Kulturmodells Zeitraffer-Mikroskopie ermöglicht Echtzeit-Untersuchung von Prozessen wie vaskuläre Regression, Keimen und zelluläre Plastizität unterliegen könnte. In Kombination mit in-vitro und in vivo Modellen sowie klinische Daten diese ex-Vivo-PDR-Modell hilft bei der Untersuchung von Patienten Antworten basierend auf bestimmte Gruppen von Marker zu identifizieren, ein Schritt näher an der Allee für personalisierte Medizin. Identifizierung von Patienten-spezifischen Antworten und/oder Antwort-spezifische Marker ist besonders relevant bei PDR, ist eine multifaktorielle Erkrankung mit einem komplexen Zusammenspiel von mikrovaskulären Neurodegenerative, Stoffwechsel-, genetische/epigenetische immunologische und Entzündung-bezogene Faktoren erfordern somit zunehmend interdisziplinäre Bemühungen für die Entwicklung von verbesserten therapeutischen Zielen und Disease Management. Neben der gesamten-Mount Immunfluoreszenz analysiert die Ex, die vivo kultiviert FTs könnte auch das Fibrin durch Plasmin/Nattokinase Behandlung entnommen und transkriptomischen und Proteomic ausgesetzt,28. Die Eignung des hierin beschriebenen Modells für ex-Vivo-Studien von fibrovaskulärem Geweben entwickelt in anderen okulären Bedingungen, wie z. B. in schweren Fällen von Sichelzellen Retinopathie, könnte auch in der Zukunft geprüft werden.
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Die Autoren sind sehr dankbar, die medizinische und chirurgische Netzhaut Kollegen, Krankenschwestern und Belegschaft von diabetischen und vitreoretinalen Chirurgie-Einheit an der Abteilung für Augenheilkunde, Helsinki University Hospital für aktive Teilnahme an der Rekrutierung der Patienten. Wir danken Biomedicum Molecular Imaging Unit für bildgebende Einrichtungen. Wir danken Anastasiya Chernenko für hervorragende technische Unterstützung. Diese Studie wurde unterstützt durch Zuschüsse von Akademie von Finnland (KL), Universität Helsinki (KL), Sigrid Juselius Foundation (KL), K. Albin Johansson Foundation (KL), finnische Krebs-Institut (KL), Karolinska Institutet (KL), finnische Eye Foundation (SL), Auge und Gewebe-Bank-Stiftung (SL), Maria und Georg C. Ehrnrooth Foundation (SL) und HUCH klinische Forschung Bewilligungen (TYH2018127 nach TYH2016230, SL), Diabetes Research Foundation (SL, KL, AK, EG) sowie das Doktoratsstudium in Biomedizin (EG).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Material | |||
Microforceps | Medicon | 07.60.03 | Used for handling the FTs |
Disposable Scalpels - Sterile | Swann-Morton | 0513 | Used for FT dissection |
Culture dish, vented, 28 ml (60mm) | Greiner Bio-One | 391-3210 | Used for dissection and for testing fibrin gel formation |
Cell culture plates, 12-well | Greiner Bio-One | 392-0049 | Used for FT dissection and whole-mount immunofluorescence |
Reagent/centrifuge tube with screw cap, 15 mL | Greiner Bio-One | 391-3477 | |
Reagent/centrifuge tube with screw cap, 50 mL | Greiner Bio-One | 525-0384 | |
Millex-GV Syringe Filter Unit, 0.22 µm, PVDF | Millipore | SLGV033RS | Used to sterile-filter the fibrinogen solution |
Syringe, 10 mL | Braun | 4606108V | Used to sterile-filter the fibrinogen solution |
Polypropylene Microcentrifuge Tubes, 1.5 mL | Fisher | FB74031 | |
Cell-Culture Treated Multidishes, 24-well | Nunc | 142475 | Used for casting the FT/fibrin gels for native FT characterization and ex vivo culture |
Cell culture plates, 96-well, U-bottom | Greiner Bio-One | 392-0019 | Used for whole-mount immunofluorescence |
Round/Flat Spatulas, Stainless Steel | VWR | 82027-528 | Used for whole-mount immunofluorescence |
Coverslips 22x22mm #1 | Menzel/Fisher | 15727582 | Used for mounting |
Microscope slides | Fisher | Kindler K102 | Used for mounting |
Absorbent paper | VWR | 115-0202 | Used for mounting |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reagents | |||
PBS tablets | Medicago | 09-9400-100 | Used for preparing 1x PBS |
Fibrinogen, Plasminogen-Depleted, Human Plasma | Calbiochem | 341578 | |
Hanks Balanced Salt Solution | Sigma-Aldrich | H9394-500ML | Used for preparing the fibrinogen and TA solution |
Fetal bovine serum | Gibco | 10270106 | Used for preparing the blocking solution |
Human Serum | Sigma-Aldrich | H4522 | Aliquoted in -20 °C, thaw before preparing the ex vivo culture media |
Gentamicin Sulfate 10mg/ml | Biowest | L0011-100 | |
Endothelial cell media MV Kit | Promocell | C-22120 | Contains 500 ml of Endothelial Cell Growth Medium MV, 25 mL of fetal calf serum, 2 mL of endothelial cell growth supplement, 500 μL of recombinant human epidermal growth factor (10 μg/ mL) and 500 μL of hydrocortisone (1 g/ mL) |
Sodium azide | Sigma-Aldrich | S2002 | Used for storage of the native and ex vivo cultured FTs. TOXIC: wear protective gloves and/or clothing, and eye and/or face protection. Use in fume hood. |
Acetone | Sigma-Aldrich | 32201-2.5L-M | Used to prepare the post-fixation solution. HARMFUL: wear protective gloves and/or clothing. Use in fume hood. |
Methanol | Sigma-Aldrich | 32213 | Used to prepare the post-fixation solution. TOXIC: wear protective gloves and/or clothing. Use in fume hood. |
Triton X-100 (octyl phenol ethoxylate) | Sigma-Aldrich | T9284 | Used for whole-mount immunofluorescence. HARMFUL: wear protective gloves and/or clothing. |
Hoechst 33342, 20mM | Life Technologies | 62249 | For nuclei counterstaining. HARMFUL: wear protective gloves and/or clothing, and eye and/or face protection. |
VECTASHIELD Antifade Mounting Medium | Vector Laboratories | H-1000 | Wear protective gloves and/or clothing, and eye protection. Use in fume hood. |
VECTASHIELD Antifade Mounting Medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | Mounting medium with nuclei counterstaining. Wear protective gloves and/or clothing, and eye protection. Use in fume hood. |
Eukitt Quick-hardening mounting medium | Sigma-Aldrich | 03989-100ml | TOXIC: Wear protective gloves and/or clothing, and eye protection. Use in fume hood. |
Thrombin from bovine plasma, lyophilized powder | Sigma-Aldrich | T9549-500UN | Dissolve at 100 units/ mL, aliquote and store at -20 °C, avoid repeated freeze/ thaw |
Aprotinin from bovine lung, lyophilized powder | Sigma | A3428 | Dissolve at 50 mg/ mL, aliquote and store at -20 °C, avoid repeated freeze/ thaw |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Growth factors | |||
Recombinant human VEGFA | R&D Systems | 293-VE-010 | 50 ng/ mL final concentration |
Recombinant human VEGFC | R&D Systems | 752-VC-025 | 200 ng/ mL final concentration |
Recombinant human TGFβ | Millipore | GF346 | 1 ng/ mL final concentration |
Recombinant human bFGF | Millipore | 01-106 | 50 ng/ mL final concentration |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Primary antibodies | |||
CD31 (JC70A) | Dako | M0823 | Used at 1:100 dilution, Donkey anti Mouse Alexa 488 Secondary Ab |
CD34 (QBEND10) | Dako | M716501-2 | Used at 1:100 dilution, Donkey anti Mouse Alexa 488 Secondary Ab |
CD45 (2B11+PD7/26) | Dako | M070129-2 | Used at 1:100 dilution, Donkey anti Mouse Alexa 488 Secondary Ab |
CD68 | ImmunoWay | RLM3161 | Used at 1:100 dilution, Donkey anti Mouse Alexa 488 Secondary Ab |
Cleaved caspase-3 (5A1E) | Cell Signalling | 9664 | Used at 1:200 dilution, Goat anti Rabbit Alexa 594 Secondary Ab |
ERG (EP111) | Dako | M731429-2 | Used at 1:100 dilution, Goat anti Rabbit Alexa 594 Secondary Ab |
GFAP | Dako | Z0334 | Used at 1:100 dilution, Goat anti Rabbit Alexa 594 Secondary Ab |
Ki67 | Leica Microsystems | NCL-Ki67p | Used at 1:1500 dilution, Goat anti Rabbit Alexa 594 Secondary Ab |
Lyve1 | R&D Systems | AF2089 | Used at 1:100 dilution, Donkey anti Goat Alexa 568 Secondary Ab |
NG2 | Millipore | AB5320 | Used at 1:100 dilution, Goat anti Rabbit Alexa 594 Secondary Ab |
Prox1 | ReliaTech | 102-PA32 | Used at 1:200 dilution, Goat anti Rabbit Alexa 568 Secondary Ab |
Prox1 | R&D Systems | AF2727 | Used at 1:40 dilution, Chicken anti Goat Alexa 594 Secondary Ab |
VEGFR3 (9D9F9) | Millipore | MAB3757 | Used at 1:100 dilution, Donkey anti Mouse Alexa 488 Secondary Ab |
α-SMA (1A4) | Sigma | C6198 | Used at 1:400 dilution, Cy3 conjugated |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Secondary antibodies | |||
Alexa Fluor488 Donkey Anti-Mouse IgG | Life Technologies | A-21202 | Used at 1:500 dilution |
Alexa Fluor594 Goat Anti-Rabbit IgG | Invitrogen | A-11012 | Used at 1:500 dilution |
Alexa Fluor568 Donkey anti-Goat IgG | Thermo Scientific | A-11057 | Used at 1:500 dilution |
Alexa Fluor568 Goat anti-Rabbit IgG | Thermo Scientific | A-11036 | Used at 1:500 dilution |
Alexa Fluor594 Chicken Anti-Goat IgG | Molecular Probes | A-21468 | Used at 1:500 dilution |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Microscopes | |||
Axiovert 200 inverted epifluorescence microscope | Zeiss | For imaging of the fresh and fibrin-embedded FT | |
SZX9 upright dissection stereomicroscope | Olympus | For FT dissection | |
LSM 780 confocal microscope | Zeiss | For imaging of whole-mount immunostained FT | |
AxioImager.Z1 upright epifluorescence microscope with Apotome | Zeiss | For imaging of whole-mount immunostained FT |
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten