Method Article
כאן, אנו מציגים פרוטוקול ללמוד הפתופיזיולוגיה של רטינופתיה סוכרתית proliferative באמצעות רקמות החולה נגזר, טוחנות בניתוח, fibrovascular לתרבות vivo לשעבר ואפיון רקמות יליד תלת מימדי. Ex-vivo תרבות דגם זה גם לשכנוע בדיקה או לפתח טיפולים חדשים.
רטינופתיה סוכרתית (ד ר) microvascular. הסיבוך הנפוץ ביותר של מחלת הסוכרת, אחד המובילים גורמת לעיוורון אצל מבוגרים בגיל העבודה. אין מודלים בבעלי חיים הנוכחי של סוכרת, רטינופתיה חמצן-induced לפתח את השינויים מתקדמת טווח מלא בא לידי ביטוי אנושי proliferative רטינופתיה סוכרתית (PDR). לכן, הבנה של המחלה פתוגנזה ו פתופסיולוגיה הסתמכה בעיקר על השימוש של מקטעים היסטולוגית ודוגמאות בזגוגית, גישות מספקים רק מידע מצב יציב על הגורמים פתוגניים המעורבים. הוכחה גוברת מציין כי התא דינמי-תא ואינטראקציות מטריצה חוץ-תאית תא (ECM) בהקשר של תלת מימד (3D) microenvironments הם חיוניים עבור המחקרים מכניסטית ופונקציונליים לקראת הפיתוח חדש אסטרטגיות טיפול. לכן, שיערנו כי יכול להיות מנוצל הרקמה fibrovascular פתולוגית טוחנות בניתוח עיניים עם PDR לפענח בצורה אמינה את המנגנונים תאית ומולקולרית של המחלה ההרסנית הזאת, כדי לבחון את פוטנציאל קליני רומן התערבויות. למטרה זאת, פיתחנו שיטה עבור תלת-ממד ex-vivo תרבות של טוחנות בניתוח החולה נגזר fibrovascular רקמה (FT), אשר ישמש מודל הרלוונטיים של פתופסיולוגיה PDR האנושי. FTs ביתר explants, בתוך מטריצת פיברין ex-vivo אפיון תרבות ותלת מימד. Immunofluorescence כולה-הר של FTs יליד ותרבויות מובילים מאפשר חקירה יסודית של רקמת חיבור ותהליכים multicellular, הדגשת חשיבות האפיון רקמות ברמת תלת-ממד עבור חשיפת התכונות הרלוונטיות של פתופסיולוגיה PDR. מודל זה יאפשר את ההערכה סימולטני של המנגנונים המולקולריים, תהליכים סלולרי/רקמות ותגובות לטיפול בהקשר מורכבים של אינטראקציות הביוכימי ופיזית דינאמיים בתוך PDR רקמות אדריכלות, microenvironment. מאז מודל זה recapitulates PDR פתופיזיולוגיה, זה יהיה גם לשכנוע בדיקה או לפתח טיפולים חדשים.
ד ר הוא סיבוך עינית רציני של סוכרת, מחלה אשר הגיעה לממדים עצומים בשלושת העשורים האחרונים1. עשרים שנה אחרי האבחנה, כמעט בכל חולה עם סוכרת מסוג 1 ו- 60% של חולים עם סוג 2 סוכרת סימנים הנוכחי של רטינופתיה, הפיכת סוכרת כשלעצמה אחד המובילים גורמת לעיוורון בקרב עובדים מבוגרים גיל2. בהתאם לרמה של ניוון microvascular נזק איסכמי, מסווגים ד ר ד ר לא שגשוג (הלא-PDR) ואת ד ר המקדימות (PDR). המחלה בשלב הסופי, PDR, מאופיין כורוידאלית איסכמיה - ו דלקת-induced ותגובות שהותירה את הממשק vitreoretinal. בתנאי שלא טופלו, תהליכים אלה תוביל לעיוורון עקב דימום בזגוגית, פיברוזיס ברשתית, tractional הרשתיות ו- neovascular גלאוקומה3,4. למרות ההתקדמות, אפשרויות הטיפול הנוכחי התמקד רק ד ר בשלבים, כולל בצקת מקולרית סוכרתית ו- PDR, כאשר ברשתית יש כבר התפתח. יתר על כן, שיעור גדול של חולים ד ר לא תועלת armamentarium הטיפול הנוכחי, המציין צורך דחוף טיפולים משופרים4,5,6.
מרובות אניn vivo מחלות התפתחותיות מודלים אחרים, מודלים בעלי חיים סוכרתיים פותחו עד כה, אך אף אחד מהם לא recapitulates בטווח המלא של תכונות פיפטות שנצפו. PDR האנושי7,8. יתר על כן, הוכחה גוברת מציין כי הטיפול תגובות מחוברים בחוזקה את ההרכב ECM כמו גם סידור מרחבי ואינטראקציה בין הסלולר, acellular microenvironment9. לפיכך, אנו, פיתוח מודל הרלוונטית קלינית של PDR האנושי על-ידי ניצול החומר פתולוגיים מטרים הוא בדרך כלל טוחנות מעיני העוברים vitrectomy כחלק הנהלת PDR10כירורגי.
כתב יד זה מתאר הפרוטוקול עבור 3D ex-vivo תרבות, אפיון ניתוח-טוחנות, PDR החולה נגזר מטרים פתולוגי. השיטה המתוארת כאן נעשה שימוש בפרסום האחרונות הראו דקונסטרוקציה מוצלחת של הנוף רקמות PDR 3D מקורי, החוק הביוגנטי מהתכונות של פתופסיולוגיה PDR כולל האנגיוגנזה ותגובות שהותירה של פרובי מבנים וסקולרית11. מודל זה התגלה גם תכונות רומן לא יכול להיות בקלות מוערכת ממקטעים היסטולוגית דק, כגון במרחב מוגבל אפופטוזיס, התפשטות, כמו גם היווצרות כלי דם איון11. נוזל בזגוגית כבר בשימוש בהצלחה על תרבויות ספרואיד אנדותל תלת-ממד כדי להעריך שלה האנגיוגנזה פוטנציאליים והיעילות של מולקולות angiostatic12על ידי אחרים. בשילוב עם במבחנה 3D תא אנדותל הלימפה (לץ) ספרואיד הלבלוב assay באמצעות PDR הזגוגיות כמו ממריץ, המודל שלנו חשף שהתרומה של שני vitreal מסיסים גורמים כמו גם מקומיים כמו רמזים בתוך רקמת neovascular כדי כמו עדיין ממעטים להבין לץ מעורבות PDR פתופסיולוגיה3,11. ניהול של PDR, ניתוח vitreoretinal הוא הליך שגרתי שבוצעו עדיין מאתגרת. כפי instrumentations כירורגית וטכניקות רואים התקדמות רציפה ותחכום, הסרה שמרנית ובמועד של הדגימה proliferative fibrovascular לא רק משפר את החזון התוצאה, אלא גם מספק חומר רקמות שלא יסולא בפז חקירת PDR תגובות פתופיזיולוגיה וטיפול בהיבטים translational מורכבים של microenvironment רקמה אנושית חיה.
מחקר זה אושרה על ידי הועד המוסדי והוועדה האתית של בית החולים של אוניברסיטת הלסינקי. חתום מדעת היה המתקבלים לכל מטופל.
1. הכנת פתרונות, מדיה וציוד
2. fibrovascular רקמות לנתיחה
3. יציקה פיברין זקוף ג'ל טיפות אפיון מטרים יליד והתרבות לשעבר Vivo
4. "במטריצת" הדמיה
5. יליד מטרים ונקודת תרבות Vivo לשעבר
הערה: ג'לים מטרים/פיברין שניתן תרבותי שמחוץ לתקופת הזמן הרצוי (רגל ex-vivo תרבויות) או קבוע באותו יום (יליד FT) עבור מטרים יליד אפיון11.
6. כולה-הר Immunofluorescence מכתים
הערה: פרוטוקול זה נמשך 5 ימים, יכול להיות מופרע עם incubations לילה במקומות המסומנים. אל תתנו את פיברין ג'לים יבש בכל נקודה. כל השלבים מתבצעים ב- RT, אלא אם צוין אחרת.
הבנה עמוקה יותר של מאפייני הרקמה fibrovascular PDR וביטוי חלבונים הסתמכה בעיקר על דק היסטולוגית מטרים סעיפים3,15,16,17ודוגמאות בזגוגית. כדי לפתח שיטה מעמיקה של הארגון רקמות 3D והתהליכים physiopathological multicellular PDR, יצאנו כדי לנצל את ניתוח נכרת, החולה נגזר FTs פתולוגיים על אפיון 3D ו- ex-vivo תרבות. FTs טריים להעביר את מעבדת המחקר, מעובד כמופיע בזרימת העבודה סכמטית באיור1.
FTs יכולה לדימות לפני ניתוח עבור הערכה איכותני ותיעוד (איור 2). כפי שמוצג באיור2, FTs התצוגה וקצרה בין המטופל גודל, צפיפות, שפע של מבנים כלי הדם. כמה רקמות, תאים רופף, תאים דלקתיים/החיסון כפי הנראה או כדוריות דם אדומות, כמו גם חסינה נגד מבנים כלי הדם של קליבר שונה גם ניתן בקלות להבחין (איור 2). לאחר ניתוח, החלטה צריך להתבצע על השימוש במורד הזרם של הגבלת מספר explants שהושג. חלק explants מוטבע בתוך מטריקס פיברין, קבוע לאחר היווצרות ג'ל פיברין, ואילו explants הנותרים יכולה להיות נתונה ל ex-vivo תרבות על צלחת נפרדת (איור 1). FTs טריים יש גם בהצלחה מנוצל עבור אפיון ultrastructural על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים. הדגימות ניתן שגם מעובד במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים קונבנציונאלי (TEM) סעיפים ודק במיוחד או בלוק טורי סריקת הפנים מיקרוסקופ אלקטרונים (SBF-SEM)3,11.
ג'לים פיברין קבוע יכול להיות מאוחסנים במשך מספר שבועות, מוכתמת כולה-הר immunofluorescence18,19. הדגימות מוכתם יציבים באופן דומה כאשר הוא מאוחסן ב 4 ° C בחושך. ג'לים מטרים/פיברין עבה יכולה לדימות זמן-ביעילות עם מיקרוסקופ epifluorescence מצויד עם פונקצית אופטים אופטי, שימושי עבור הסרת פזורים out-of-להתמקד אור. הדמיה בשיטה זו מספק בסדר ויזואליזציה של המבנים. לחלופין, מיקרוסקופיה קונפוקלית, למרות הזמן-תובעני יותר, באפשרותך לאפשר לכידתו של הפרטים הקטנים. האפיון של טרי פיברין-מוטבע, קבוע, FTs מחציתה, מקורית מאת כולה-הר immunofluorescence מאפשרת אפיון מבנה כלי הדם, סוגי תאים מרובים ובפיזור הדדיים בתוך רקמת PDR תלת-ממד הנוף11. למשל, נוגדנים CD31 יכול לשמש כדי להציג את אנדותל וגילה NG2 להצגת pericytes (איור 3), בעוד Lyve1 נוגדנים לדמיין שזה עתה הלימפה-אנדותל מבני (איור 4)11. צירופים מרובים של נוגדנים יכול לשמש כדי להמחיש כמה מבנים, סוגי תאים (ראה טבלה של חומרים); לדוגמה, ארג יכולה גם לדמיין את אנדותל, אשר יש דפוס ביטוי discontinuos neovasculature PDR חריג. המבנים וסקולרית צבעונית עם סמן ממברנה (למשל, CD31 ו- Lyve1) ניתן באופן כמותי לנתח עבור שימור וצפיפות באמצעות Angiotool, תוכנה חינם-מקור שפותחה על ידי מכון הסרטן הלאומי NIH11, 20. אמצעי אחסון תלת-ממד שיכול להתבצע גם מן הנתונים (dataset) שהושג (ראה וידאו 1). אם נוגדן אינו מתאים immunofluorescence כולה-הר, טיפות פיברין ניתן לחלופין להיות מוטבע פרפין, לגזור לסעיפים דק, נותחו על ידי אימונוהיסטוכימיה. במקרה זה טיפות תועלת קיבוע לילה ב 4 ° C במקום האחד עשר-RT.
Ex-vivo תרבות ומקיימת את הצמיחה של FTs פיברין-מוטבע, פיתוח outgrowths הסלולר כבר אחרי יומיים (איור 5). הג'ל פיברין במבחנה משמשת גם המטריצה עבור ex-vivo תרבות, מאז זה מאפיינת את ECM הזמנית ויוו, נוצר אחרי תרומבין המחשוף של פיברינוגן סרום באתרים של דליפה וסקולרית, במגע ישיר עם neovessels PDR דולפים ב דלקתי וחשש שהותירה15,21,22.
PDR הוא סיבוך microvascular מאופיין האנגיוגנזה והתגובה שהותירה, explants מטרים לשמר את רפרטואר הסלולר בתרבות, כמו גם להגיב ביעילות לגירויים אקסוגני הוסיף את תרבות המדיה בגרסה11. הנתונים נציג איור 6 מראה כי התרבויות לשעבר vivo PDR המושרה לבלוב CD31-חיוביות אנדותל, להערכת השימור בתגובה VEGFA, בעוד TGFβ המושרה לתגובה שהותירה בא לידי ביטוי תוצר NG2-חיוביות pericytes/SMCs. כמה גירויים אקסוגני יכול להיבדק ו, כאשר הודיע על ידי מדידות של שפע vitreal ויוו שלהם, PDR בזאת מפותחת ex-vivo המודל יכול לחשוף הרומן microenvironment ולהקשר התלויים PDR פתולוגיים מנגנונים שלא ניתן דמיינו בחומר רקמות קבוע.
איור 1. Ex-vivo PDR תרביות רקמה fibrovascular דגם- ייצוג סכמטי של זרימת העבודה מהניתוח vitreoretinal (pars plana vitrectomy) עבור הכריתה של רגל לנתיחה שלה לתוך explants, הטמעה לתוך פיברין לתרבות אפיון ו- ex-vivo תלת מימדי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
באיור 2. טרי טוחנות PDR רקמות fibrovascular לפני ניתוח. שלב contast micrographs של FTs טרי נכרת נלקח לפני ניתוח. FTs הם משתנה מאוד גודל, צפיפות, שפע של מבנים כלי הדם. ראשי חצים מצביעות על מבנה כלי הדם של קליבר שונה. הקו האדום שקופים חלקית מדגיש שתי ספינות בודדות של קליבר שונה. התמונות צולמו באמצעות מיקרוסקופ epifluorescence הפוכה עם 5 x, מפתח נומרי 0.15 (NA), המטרה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3. כולה-הר immunofluorescence של טישו PDR מקורי fibrovascular. Epifluorescence micrograph של יליד PDR מטרים מוכתם על ידי כולה-הר immunofluorescence. CD31 (A, ירוק) מדמיין את אנדותל תוך NG2 (B, אדום) מדמיין את pericytes בתוך המבנים neovascular לא סדיר. התמונות הממוזגות מוצגים (C). דאפי (כחול) counterstain מדמיין גרעינים. התמונה שצולמו באמצעות מיקרוסקופ epifluorescence זקופה עם פונקציית אופטים אופטי, בשילוב עם מבוקר-מחשב 1.3 מגה פיקסל בשחור-לבן CCD מצלמה ותמונה רכישת תוכנה, באמצעות סימן x 40, נה 1.4, שמן אובייקטיבי. לתשעה חלקים אופטי משולב באמצעות תוכנת עיבוד תמונה ImageJ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
באיור 4. כולה-הר immunofluorescence של טישו PDR מקורי fibrovascular. Epifluorescence micrograph של יליד PDR מטרים מוכתם על ידי כולה-הר immunofluorescence. CD31 (A, ירוק) מדמיין את אנדותל תוך Lyve1 (B, אדום) מדמיין את שהתגלתה הלימפה-אנדותל מבני. התמונות הממוזגות מוצגים (C). Counterstain (כחול) Hoechst-33342 מדמיין גרעינים. התמונה שצולמו באמצעות מיקרוסקופ epifluorescence זקופה עם פונקציית אופטים אופטי, בשילוב עם מבוקר-מחשב 1.3 מגה פיקסל מונוכרום מצלמת CCD ואת התמונה רכישת התוכנה, באמצעות מטרה x 20, 0.8 NA. ארבעה מקטעים אופטי משולב באמצעות תוכנת עיבוד תמונה ImageJ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 5. Ex-vivo הצמיחה של הרקמות PDR fibrovascular. שלב החדות micrographs של שני מטרים ex vivo תרבויות בנקודות הזמן המצוין (יום). FTs לגדול ex-vivo תרבות, פיתוח outgrowths הסלולר כבר אחרי יומיים. התמונות צולמו באמצעות מיקרוסקופ epifluorescence הפוכה עם מטרה 5 x, 0.15 NA. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 6. כולה-הר immunofluorescence של רקמות fibrovascular PDR תרבותי ex-vivo לא מטופל (CTRL), או נוכחות של VEGFA או TGFβ. Epifluorescence micrograph רגל תרבותי ex-vivo לא מטופל (CTRL) או בנוכחות של VEGFA או TGFβ 9 ימים, לאחר מכן מוכתמת כולה-הר immunofluorescence. CD31 (ירוק) מדמיין את אנדותל בזמן NG2 (אדום) מדמיין את pericytes. דאפי (כחול) counterstain מדמיין גרעינים. VEGFA התייצב על להערכת בזמן TGFβ המושרה לתגובה שהותירה. התמונות שצולמו באמצעות מיקרוסקופ epifluorescence זקופה עם פונקציית אופטים אופטי, בשילוב עם מבוקר-מחשב 1.3 מגה פיקסל מונוכרום מצלמת CCD ואת התמונה רכישת התוכנה, באמצעות מטרה x 20, 0.8 NA. לתשעה חלקים אופטי משולב באמצעות תוכנת עיבוד תמונה ImageJ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
וידאו 1. שחזור תלת-ממדי של מטרים יליד מוכתמת כולה-הר immunofluorescence. CD31 (ירוק) Lyve1 (אדום). Counterstain Hoechst-33342 (כחול) מדמיין גרעינים. התמונה שצולמו באמצעות מיקרוסקופ epifluorescence זקופה עם פונקציית אופטים אופטי, בשילוב עם מבוקר-מחשב 1.3 מגה פיקסל מונוכרום מצלמת CCD ואת התמונה רכישת התוכנה, באמצעות מטרה x 20, 0.8 NA. שחזור תלת-ממדי, עיבוד הווידאו בוצעה באמצעות תוכנה מסחרית. חלק הווידאו מודפס ברשות Gucciardo. et al. 11. אנא לחץ כאן כדי לצפות בסרטון. (לחיצה ימנית כדי להוריד.)
בהתחשב החשיבות של רקמות הרלוונטיים microenvironment עבור תוצאות מכניסטית מולקולרית ותא פונקציונלי אמין, זה הכרחי כדי למצוא גרסאות ניסיוניות המתאימות המספקים סביבה זו רקמה. המתוארים במסמך זה שמחוץ PDR תרבות המודל FTs פיברין-מוטבע מאפשר החקירה על מנגנוני PDR פתופסיולוגיה בהקשר מקורית, מורכבים ולא multicellular של הדגימות PDR קליניים.
השלבים הקריטיים בתוך הפרוטוקול הם היווצרות ג'ל פיברין תקין, המיקום של מטרים, כביסה נאותה במהלך ההכתמה. מאז היווצרות ג'ל פיברין תלויה בעיקר הפעילות תרומבין, מושפעות על ידי ריכוז טמפרטורה, כמות תרומבין צריך להיות מותאם עבור כל אצווה של תכשיר ג'ל פיברין. היווצרות ג'ל פיברין צריך להיות מספיק מהיר למנוע צמיחה דו-מימדית של explants מטרים אך גם איטי מספיק כדי לאפשר מיקום רגל למרכז טיפות אנכית או אופקית. במקרה שרגל יקרה לאתר בקצה ה-droplet, pipetting נוספים יכול לסייע הצבת רגל למרכז. FTs נשארים עדיין בקצה טיפות או זה לגדול ב- 2D יהיה צורך ייכללו. נאותה שוטף במהלך צביעת והימנעות ייבוש של טיפות הם בתורו קריטיים כדי למטב את צביעת ולצמצם את הרקע אות. זמני ההעברה עשוי גם להיות קריטי. אנחנו שהטבעת של FTs עד שעתיים לאחר vitrectomy, לא השפיעה על האקסית vivo צמיחה. ההשפעה של זמני ההעברה יותר על הצלחה התרבות צריכים להיבדק.
פרוטוקול זה יכול להיות שונה באמצעות מטריצות חלופי להטבעת מטרים. אין ויוו, neovessels PDR להתעשר לעבר קליפת בזגוגית קולגן23. עם זאת, על בריחת הדם סרום הרכיבים, כולל פיברינוגן, להתמוסס אל תוך הזגוגיות בסמיכות כלי לפיה התגובה שהותירה מאותחלת. לכן, קריש פיברין במבחנה היה מנוצל כאן עבור האקס תרבות vivo כדי typify את ה-ECM הזמנית שהוקמה ב חצרו שהותירה דלקתי של PDR15,21,22. לחלופין, קרישי פיברין יכול להיות בתוספת laminin ו- fibronectin לשנות את היציבות של לבלוב נימים, או explants יכול להיות מוטבע בתוך מסוג קולגן, מטריצות מעורבים אחרים כדי typify את microenvironments ביותר שהותירה ב neovascular רקמות. מטריצות אלה מתאימים בדרך כלל תרבות 3D ו immunofluorescence כולה-הר אבל השפעתם על FTs PDR נשארים להיבדק שיקולים על העיתוי היווצרות מטריקס תלת-ממד יצטרך להיעשות כדי להישאר בגבולות למניעת 2D צמיחה18,19. כאשר הקרבה הפיזית של יחידת המחקר לבית החולים מייצג מגבלה, זמני ההעברה יותר יכול לקבל פיצוי עם עבודת צוות; ת א פתרון הכנה, פיברינוגן סטרילי-סינון ובדיקות פיברין ג'ל היווצרות ניתן לבצע במהלך העברה מטרים. אם ג'לים פיברין לא בצורת גם אחרי שעה, ייתכן שאירעה בעיה עם פיברינוגן או ת א פתרון הכנה. במקרה זה, אינו יכול לשמש את ג'לים מטרים/פיברין.
מגבלות של גישה זו, כמו עם כל לשעבר vivo להתקרב, נמצאים האיכות משתנה של דגימות רקמה העיקרי מעבר אנשים, כמו גם רקמות החולה התוך וסבלני הבין-הטרוגניות. במקרה של חולי סוכרת, חלק ההשתנות כוללת את מידת vascularization, פיברוזיס אשר תלויים בגורמים רבים כמו משך המחלה, מצב מטבולי, גורמים גנטיים/epigenetic, סוג של סוכרת טיפול מערכתית. גודל רגל PDR כירורגי התאושש הוא גם גורם מגביל בקביעת מספר תנאים יכול ייחקרו עבור כל דגימה. תוך מתן מידע מרחבי הדדיים, immunofluorescence כולה-הר מאפשר החקירה של רק כמות מוגבלת של תכונות/סמנים לכל droplet. בתור פשרה, טיפות פיברין יכולים לחלופין להיות מוטבע פרפין, חותכים למקטעים דק ועוברים אימונוהיסטוכימיה.
קיים עכבר סוכרתית מודלים לפתח תכונות רבות של שלב מוקדם ד ר אבל להיכשל באופן מקיף לסכם את השינויים מתקדמת המתרחשים PDR אנושי, ובכך פוגע המחקרים של7,8מנגנוני המחלה PDR. יתר על כן, העין מאתר שונה באופן מהותי מן העין האנושית, כי חסר בו המקולה, בהמשך הדגשת החשיבות של הלומדים את מחלות אנושיות24. FTs PDR כירורגי בעבר או בוטלו, או שימוש עבור מקטעים פרפין, במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים, מיקרוסקופ אלקטרונים סריקת הפנים בלוק טורי, לרשימת תפוצה רצפי RNA או 2D התרבות של תאים חלופה מועדפת3,25 . המודל המתואר במסמך זה מאפשרת אפיון 3D חומר זה ניתוח יקר, כמו גם את חקירת PDR פתופסיולוגיה microenvironment יליד רקמות חולות. בשילוב עם השימוש של נוזל בזגוגית, מודל זה גם מאפשר החקירה של התרומה של שניהם הסלולר, acellular PDR microenvironment. מאז התרבויות להגיב ביעילות ל גורמי גדילה זוהה הזגוגיות, כגון VEGFA, bFGF, VEGFC, TGFβ, ובכך recapitulating תכונות של PDR פתופיזיולוגיה, זו PDR ex-vivo המודל הוא לשכנוע בדיקה או לפתח טיפולים חדשים PDR 11. במודל זה, anti-VEGFA מנעו הלבלוב נימי, המושרה סימני רגרסיה נימי, תגובות כי הם תואמים התוצאות הקליניות הצפויות של אנטי-VEGFA טיפול26,27. לכן, מודל זה יכול לשמש גם עבור יותר להבין את ההשפעות של טיפולים שוטפים, כולל טיפולים אנטי-VEGFA, הסטרואידים.
עם מכשור הדמיה לחיות תאים, המתואר במסמך זה שמחוץ המודל יכול יהיה נתון זמן לשגות מיקרוסקופ כדי לאפשר חקירה בזמן אמת של תהליכים כגון כלי דם רגרסיה, נבטי וסלולריות פלסטיות. בשילוב עם דגמים במבחנה ויוו, כמו גם נתונים קליניים, זה ex-vivo PDR דגם יעזור בחקירת תגובות החולה המבוסס על קבוצות מסוימות של זיהוי סמנים, צעד אחד קדימה אבניו עבור אישית רפואה. זיהוי תגובות המטופל הספציפי ו/או סמני תגובה ספציפית היא רלבנטית במיוחד במקרה של PDR, שהיא מחלה multifactorial עם המרצד מורכבים microvascular, ניווניות, מטבולית, גנטי/epigenetic. אימונולוגי, הקשורות דלקת גורמים, וכך מצריכים יותר ויותר רב תחומיים מאמצים לפיתוח של ניהול מיקוד ומחלות טיפולית משופר. חוץ immunofluorescence כולה-הר, לשעבר FTs vivo תרבותי יכול גם להיות מאוחזר פיברין על ידי טיפול nattokinase פלסמין/, נתון transcriptomic פרוטיאומיה מבנית מנתח28. ההתאמה של המודל שתואר בזאת ex-vivo מחקרים של fibrovascular עם רקמות בתנאים עינית אחרים, כגון במקרים חמורים של רטינופתיה חרמשית, יכול להיות גם חוקרים בעתיד.
המחברים אין לחשוף.
המחברים אסירי רשתית רפואי וכירורגי עמיתים, אחיות, כל הצוות של יחידת סוכרת, יחידת הניתוח Vitreoretinal מחלקת עיניים, בית החולים האוניברסיטאי הלסינקי עבור המשתתפים באופן פעיל בלשכת הגיוס של חולים. אנו מודים Biomedicum יחידת הדמיה מולקולרית על מתקני הדמיה. אנו מודים זולטן צ'רניינקו לסיוע טכני מעולה. מחקר זה נתמך על ידי מענקים האקדמיה של פינלנד (KL), אוניברסיטת הלסינקי (KL), סיגריד Juselius קרן (KL), קרן ג'והנסון אלבין ק' (KL), מכון הסרטן פינית (KL), קרולינסקה Institutet (KL), פינית העין קרן (SL), עין, קרן בנק רקמות (SL), מרי, קרן Ehrnrooth ג גאורג (SL) ו מענקי מחקר קליני HUCH (TYH2018127 לאחר TYH2016230, SL), לסוכרת (SL, KL, AK, למשל), כמו גם את תכנית הדוקטורט וההתערבות (למשל).
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 |
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