Multimodale Bildgebung von Stem Cell Implantation in das zentrale Nervensystem der Mäuse
Summary
Dieser Artikel beschreibt eine optimierte Abfolge der Ereignisse für multimodale Bildgebung von zellulären Transplantaten im Gehirn von Nagetieren mit: (i) In-vivo-Biolumineszenz-und Kernspintomographie, und (ii) post mortem histologische Analyse. Die Kombination dieser bildgebenden Verfahren auf einem einzigen Tier erlaubt zelluläre Transplantat Auswertung mit hoher Auflösung, Empfindlichkeit und Spezifität.
Abstract
Während der letzten zehn Jahre hat Stammzelltransplantation zunehmendes Interesse als primäre oder sekundäre therapeutische Modalität für eine Vielzahl von Krankheiten, sowohl in vorklinischen und klinischen Studien gewonnen wurden. Bis heute wurde jedoch Ergebnisse in Bezug auf funktionelle Ergebnis und / oder Geweberegeneration folgenden Stammzelltransplantation sind sehr unterschiedlich. Im Allgemeinen wird eine klinische Nutzen ohne tiefes Verständnis der zugrunde liegende Mechanismus (n) 1 beobachtet. Deshalb haben mehrere Bemühungen um die Entwicklung der verschiedenen molekularen Bildgebungsverfahren führte zur Stammzell-Transplantation mit dem Ziel, richtig einschätzen zu Überleben, Schicksal und Physiologie der aufgepfropft Stammzellen und / oder deren Mikro-Umgebung zu überwachen. Änderungen in der einen oder mehrere Parameter bestimmt durch molekulare Bildgebung beobachtet könnte zu der beobachteten klinischen Effekt stehen. In diesem Zusammenhang unsere Studien über den kombinierten Einsatz von Biolumineszenz-Imaging (BLI), Kernspintomographie (MRT) und histologische analysi konzentrierens zu bewerten Stammzell-Transplantation.
BLI wird allgemein nicht-invasiv durchgeführt Zellverfolgung und überwachen das Überleben der Zelle in der Zeit nach der Transplantation 2-7, basierend auf einer biochemischen Reaktion, bei der Zellen, die das Luciferase-Reportergen verwendet werden können, um Licht nach der Wechselwirkung mit seinem Substrat emittieren (z. B. D- Luciferin) 8, 9. MRI auf der anderen Seite ist eine nicht-invasive Technik, die klinisch anwendbare 10 ist und kann verwendet werden, um genau zu lokalisieren zelluläre Transplantate mit sehr hoher Auflösung von 11 bis 15 werden, obwohl seine Empfindlichkeit hängt stark von der Kontrast nach der Markierung von Zellen mit einem MRT-Kontrastmittel erzeugt . Schließlich ist post-mortem histologische Analyse die Methode der Wahl, um Forschungsergebnisse mit nicht-invasiven Techniken mit höchster Auflösung und Empfindlichkeit erhalten zu validieren. Außerdem Endpunkt histologische Analyse ermöglicht es uns, detaillierte phänotypische Analysen von transplantierten Zellen und / oder des umgebenden Gewebes, ba durchführenSED auf die Verwendung von fluoreszierenden Reporter-Proteine und / oder direkte Markierung von Zellen mit spezifischen Antikörpern.
Zusammenfassend haben wir hier visuell demonstrieren die Komplementarität von BLI, MRT und Histologie an verschiedenen Stammzell-und / oder Umwelt-assoziierten Merkmalen nach Stammzell-Transplantation in das ZNS von Mäusen zu entwirren. Als ein Beispiel, Knochenmark-abgeleiteten Stromazellen, gentechnisch verändert, um die verstärkte grün fluoreszierende Protein (EGFP) und Glühwürmchen-Luciferase (Fluc), und markiert mit blau-fluoreszierenden Mikrometergröße Eisenoxidteilchen (MPIOs) exprimieren, wird in der gepfropft werden ZNS von immunkompetenten Mäusen und das Ergebnis wird von BLI, MRT und Histologie (Abbildung 1) überwacht werden.
Protocol
Discussion
In diesem Bericht beschreiben wir ein optimiertes Protokoll für die Kombination aus drei sich ergänzenden bildgebenden Verfahren (BLI, MRT und Histologie) für eine detaillierte Charakterisierung der zellulären Implantaten im ZNS von immunkompetenten Mäusen. Eine Kombination von Reportergen Markierung von Zellen, auf genetische Modifikation mit der Reportergene Luciferase und eGFP, und eine direkte Markierung von Zellen mit GB MPIO basiert, führt zu einer genauen Beurteilung der Stammzellläppchen in vivo.…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| IMDM | Lonza | BE12-722F | Component of the cell growth medium CEM |
| Fetal bovine serum | Gibco | 10270-106 | Component of the cell growth medium CEM |
| Horse serum | Gibco | 1605-122 | Component of the cell growth medium CEM |
| Penicillin-streptomycin | Gibco | 15140 | Component of the cell growth medium CEM |
| Fungizone | Gibco | 15290-018 | Component of the cell growth medium CEM |
| PBS | Gibco | 14190 | |
| Puromycine | Invivogen | ant-pr-1 | |
| trypsin | Gibco | 25300 | |
| GB MPIO | Bangs Laboratories | ME04F/7833 | |
| D-luciferin | Promega | E1601 | |
| Ketamine (Ketalar) | Pfizer | ||
| Xylazine (Rompun) | Bayer Health care | ||
| Isoflurane | Isoflo | 05260-05 | |
| 0.9% NaCl solution | Baxter | ||
| paraformaldehyde | Merck | 1.04005.1000 | |
| sucrose | Applichem | A1125 | |
| Micro-injection pump | KD scientific | KDS100 | |
| Photon imager | Biospace Lab | ||
| 9.4T MR scanner | Bruker Biospin | Biospec 94/20 USR | |
| BX51 microscope | Olympus | BX51 | |
| Mycrom HM cryostat | Prosan | HM525 | |
| syringe | Hamilton | 7635-01 | |
| 30 gauge needle | Hamilton | 7762-03 | |
| Photo Vision software | Biospace Lab | ||
| M3vision software | Biospace Lab | ||
| Paravision 5.1 software | Bruker Biospin | ||
| Amira 4.0 software | Visage Imaging |
References
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