Benmargs er et viktig organ som er involvert i hematopoiesis og immunregulering. Den består av en komponent som inneholder hematopoetisk hematopoietiske stamceller og forløperceller (HSPCs), og en stromal komponent inneholdende ikke-hematopoetiske stamceller som gir opphav til mesenchymale celler ^1. To tredjedeler av blodkreft aktivitet er dedikert til produksjon av myeloide celler ^2. Særlig er et stort antall nøytrofile celler som produseres i benmargen, med 1-2 x 10 ¹¹ celler ble generert per dag i et normalt voksent menneske ^2. Neutrophils er den første forsvarslinje mot mikrobielle infeksjoner og er stort sett reservert i benmargen til stress utløser deres mobilisering for å supplere perifere nøytrofile ^1,3. I tillegg til sine antimikrobielle effekter, nyere studier tyder på en viktig rolle nøytrofile i kreft biologi, har både pro- og anti-tumorigen fenotyper avhengig av trans vekstfaktor beta (TGF-β) signalering i svulsten mikromiljøet ^4,5. Videre studier viste at neutrofiler som akkumuleres i primære svulster utøve pro-tumorigene og metastatiske virkninger ved å undertrykke den cytotoksiske funksjon av T-celler ^6,7, mens nøytrofile i omløp utøve en cytotoksisk, anti-metastatisk effekt ^8. Som sådan, er undersøkelse av hematopoetiske celler i benmargen, særlig neutrofiler, avgjørende for å belyse deres rolle i immunsystemet og tumor regulering.

Histopatologi og en fullstendig perifer blodtelling blir rutinemessig anvendt for å vurdere celle og strukturelle forandringer i benmargen ^9. Imidlertid har disse fremgangsmåter bare gir statisk informasjon fra forskjellige cellepopulasjoner eller vev mikrostrukturer. Langsgående in vivo avbildning kan anvendes i kombinasjon med standard metoder for å vurdere dynamikken i flere cellulære, vaskulære og stromale komponenter samt celle-til-cell interaksjoner i en langsgående måte. Intravital mikroskopi (IVM), definert som avbildning av levende dyr ved mikroskopisk oppløsning ^10, er spesielt nyttig for å vurdere dynamiske cellulære prosesser over tid i den samme prøven, å redusere antall forsøksdyr nødvendig. IVM er ofte kombinert med en kronisk transplantert vindu kammer (WC) for å få tilgang til orgel av interesse for avbildning over en varighet på uker til måneder. Hjerne og rygg-skinfold WC modellene har den lengste historien til bruk dateres tilbake til midten av 1990-tallet. I den senere tid har andre organspesifikke WC-modeller, slik som de i melkefettpute og forskjellige abdominale organer blitt utviklet ^11.

Den typiske tilnærming for å avbilde benmarg in vivo har hovedsakelig involvert eksponering av calvaria mus, der tynnet bein muliggjør direkte visualisering av enkeltceller med minimal kirurgiske inngrep ^12-14. Imidlertid kan calvarial benmargen be forskjellig fra andre ben, slik som den lange ben, som vist ved et lavere antall HSPCs og hypoksiske celler i calvaria, noe som indikerer redusert vedlikehold og utvikling av HSPCs ^15. Derfor har alternative metoder for vurdering av cellulære komponenter i det lange ben blitt undersøkt. Disse inkluderer direkte eksponering av femoral benmarg ¹⁶ og ektopisk transplantasjon av split femur i rygg skinfold WC ^17. Imidlertid er den tidligere en terminal prosedyre som ikke tillater sporing av cellulære, strukturelle og funksjonelle forandringer over lengre tidsperioder, og den sistnevnte sannsynligvis forstyrrer normale benmargsfunksjon på grunn av transplantasjon av femur til en ektopisk område inne i dorsal skinfold WC. En annen metode som gjør det mulig ortotopisk serie avbildning av femoral benmarg over tid er bruken av en WC i lårbenet. En tidligere rapport viste langsiktig avbildning av mikrosirkulasjon i femoral benmarg ved hjelp av enfemur WC i mus ^18. I tillegg forfatterne viste visualisering av kreftceller i femur, noe som indikerer dens nytte i overvåkingsbenmargsmetastasering. Men dette WC motivet er begrenset av sin store størrelse (1,2 cm diameter) og relativt små bildeområdet (4 mm i diameter), som var bare egnet for stor-mus (26-34 g, 3-6 måneder gamle) og dermed gjøre nærme seg upraktisk for rutinemessig bruk.

Derfor ble et nytt toalett med en mindre total størrelse og større indre bildeområdet utformet for formålet med denne studien. Målet med denne studien var å tilveiebringe en fremgangsmåte for avbildning av forskjellige celletyper i den femorale benmargen. Femur WC Modellen ble utviklet i huset og ble brukt til å visualisere og spore nøytrofile innen 3D-vaskulære nettverket. Ved hjelp av denne modellen, kan IVM i benmargen utføres i serie over 40 dager. Denne tilnærmingen kan brukes på en rekke felt for å belyse de prosesser hematopoiesis, immunregulering ennd svulst utvikling.