Femur Fensterkammer Modell für<em> In Vivo</em> Zelltracking im Knochenmark der Maus

Das Knochenmark ist ein wichtiges Organ beteiligt bei der Hämatopoese und Immunregulation. Es besteht aus einem hämatopoetischen Komponente hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) und einem stromal Komponente , die nicht-hämatopoetischen Vorläuferzellen enthält, die zu Mesenchymzellen ¹ ergeben. Zwei Drittel der hämatopoetischen Aktivität wird ² auf die Erzeugung von myeloischen Zellen gewidmet. Insbesondere kann eine große Anzahl von Neutrophilen werden im Knochenmark produziert, mit 1-2 x 10 ¹¹ pro Tag erzeugten Zellen in einem normalen erwachsenen Menschen ^2. Neutrophile sind die erste Verteidigungslinie gegen mikrobielle Infektionen und sind meist im Knochenmark reserviert , bis Stress ihre Mobilisierung löst peripheren Neutrophilen ^1,3 zu ergänzen. Zusätzlich zu ihrer anti-mikrobiellen Wirkung, legen neuere Studien eine wichtige Rolle der Neutrophilen in der Krebsbiologie, sowohl pro- und mit anti-tumorigenen Phänotyp in Abhängigkeit von den transformierenden WachstumsFaktor beta (TGF-β) Signalisierung im Tumormikromilieu ^4,5. Darüber hinaus zeigten Studien , dass Neutrophile , die in primären Tumoren anreichern ausüben pro-tumorigenen und metastatischen Wirkungen , die durch die zytotoxische Funktion von T – Zellen zu unterdrücken ^6,7, während Neutrophilen im Umlauf eine zytotoxische, anti-metastatischen Effekt ⁸ ausüben. Als solche Untersuchung von hämatopoetischen Zellen im Knochenmark, insbesondere Neutrophilen, ist entscheidend ihre Rolle Regulierung in Immun- und Tumor Aufklären.

Histopathologie und eine vollständige periphere Blutbild werden routinemßig ⁹ auszuwerten zelluläre und strukturelle Veränderungen im Knochenmark verwendet. Jedoch liefern diese Verfahren nur statische Informationen von verschiedenen Zellpopulationen oder Gewebemikrostrukturen. Längs in vivo Bildgebung kann mit den Standardverfahren in Kombination verwendet werden , um die Dynamik mehrerer zellulärer, vaskulären und stromalen Komponenten sowie von Zelle zu c zu beurteilenell-Wechselwirkungen in einer Längs Weise. Intravitalmikroskopie (IVM), definiert als Bildgebung der Tiere bei mikroskopischer Auflösung ^10, leben , ist besonders nützlich für die in der gleichen Probe dynamische zelluläre Prozesse über die Zeit der Beurteilung, die Anzahl der Versuchstier erforderlich ist, verringert. IVM wird oft mit einer chronisch transplantierten Fensterkammer (WC) kombiniert, um das Organ von Interesse für die Bildgebung über einen Zeitraum von Wochen bis Monaten zuzugreifen. Schädel- und Rücken-skinfold WC-Modelle haben die längste Geschichte der Verwendung bis in die Mitte der 1990er Jahre zurückgehen. In jüngerer Zeit andere organspezifische WC Modelle wie diejenigen des Brustfettpolster und verschiedenen Unterleibsorgane wurden ¹¹ entwickelt.

Der typische Ansatz für die Bildgebung Knochenmark in vivo hat in erster Linie beteiligt Exposition der Schädelkalotte von Mäusen, in denen die ausgedünnten Knochen ^14.12 direkte Visualisierung von Einzelzellen mit minimalen chirurgischen Eingriff ermöglicht. Jedoch kann der Calvaria bone marrow be verschieden von der anderer Knochen, wie beispielsweise die langen Knochen, wie durch eine geringere Anzahl von HSPCs und hypoxischen Zellen in Calvaria gezeigt, die ¹⁵ Wartung und Entwicklung von HSPCs reduziert anzeigt. Daher, alternative Ansätze für die Zellkomponenten in dem langen Knochen der Beurteilung untersucht. Dazu zählen direkte Exposition des Oberschenkelknochenmark ¹⁶ und ektopische Transplantation von Spalt Femur in der Rückenhaut WC ^17. Jedoch ist die erstere eine Terminal Verfahren, das nicht Verfolgen von zellularen, strukturelle und funktionelle Veränderungen über längere Zeiträume erlaubt es, letztere wahrscheinlich stört die normale Knochenmarksfunktion aufgrund der Transplantation von Femur zu einer ektopischen Stelle innerhalb der dorsalen skinfold WC. Ein anderes Verfahren, das orthotope serielle Bildgebung von femoralen Knochenmark über die Zeit ermöglicht, ist die Verwendung eines WC in den Oberschenkelknochen. Ein früherer Bericht zeigte langfristige Bildgebung der Mikrozirkulation in der Oberschenkelknochenmark ein mitFemur WC in Mäusen ^18. Darüber hinaus zeigten die Autoren Visualisierung von Tumorzellen in dem Femur, was anzeigt, seine Nützlichkeit in marrow Metastasierung Überwachung Knochen. Allerdings wurde diese WC-Design beschränkt durch seine Größe (1,2 cm Durchmesser) und relativ kleinen Abbildungsbereich (4 mm Durchmesser), die nur geeignet für große Mäuse war (26-34 g, 3-6 Monate alt) wodurch die Ansatz unpraktisch für den Routineeinsatz.

Daher ist ein neues WC mit einer kleineren Gesamtgrße und größeren Innenabbildungsbereich wurde für die Zwecke dieser Studie entwickelt. Das Ziel dieser Studie war es, ein Verfahren bereitzustellen für verschiedene Zelltypen in dem femoralen Knochenmark-Bildgebung. Das Femur WC-Modell wurde im Haus entwickelt und wurde verwendet, Neutrophile innerhalb des 3D-Gefäßnetz zu visualisieren und zu verfolgen. Unter Verwendung dieses Modells IVM des Knochenmarks kann seriell über 40 Tage durchgeführt werden. Dieser Ansatz kann zur Erläuterung der Prozesse der Hämatopoese, Immunregulation eine auf einer Vielzahl von Gebieten angewendet werden,nd Tumorentwicklung.