Dijbeen Window Chamber Model voor<em> In Vivo</em> Cell Tracking in het Muizen Bone Marrow

Beenmerg is een belangrijk orgaan betrokken bij hematopoiese en immuun regelgeving. Het bestaat uit een bestanddeel dat hematopoietische stamcellen en hematopoietische progenitorcellen (HSPCs) en een stromale component met niet-hematopoietische stamcellen die aanleiding geven tot mesenchymale cellen ^1. Tweederde van hematopoietische activiteit is gewijd aan het genereren van myeloïde cellen ^2. Vooral een groot aantal neutrofielen geproduceerd in het beenmerg, met 1-2 x 10 ¹¹ cellen per dag gegenereerd in een normaal volwassen mens ^2. Neutrofielen zijn de eerste verdedigingslinie tegen microbiële infecties en zijn meestal gereserveerd in het beenmerg tot stress-triggers hun mobilisatie van perifere neutrofielen ^1,3 vullen. Naast hun antimicrobiële effecten, suggereren recente studies een belangrijke rol van neutrofielen in kankerbiologie heeft zowel pro- als anti-tumorigene fenotype afhankelijk transforming growthfactor beta (TGF-β) signalering in de tumor micro ^4,5. Bovendien hebben onderzoeken aangetoond dat neutrofielen die accumuleren in primaire tumoren uitoefenen pro-tumorigene en metastatische effect van onderdrukken van de cytotoxische functie van T-cellen ^6,7, terwijl neutrofielen in omloop oefenen een cytotoxische anti-metastatisch effect ^8. Als zodanig onderzoek hematopoietische cellen in het beenmerg, met name neutrofielen, is cruciaal voor het ophelderen van hun rol bij immuun en tumor regelgeving.

Histopathologie en volledig perifeer bloedbeeld worden routinematig gebruikt om cellulaire en structurele veranderingen in het beenmerg ⁹ evalueren. Echter, deze methoden leveren alleen statische informatie van verschillende celpopulaties of weefsel microstructuren. Longitudinale in vivo beeldvorming kan worden gebruikt in combinatie met standaardmethoden om de dynamiek van meerdere cellulaire en vasculaire stromale componenten en beoordeelt cel-Cell interacties in een longitudinale wijze. Intravitale microscopie (IVM), gedefinieerd als beeldvorming van levende dieren bij microscopische resolutie van ^10, is met name handig voor de beoordeling van dynamische cellulaire processen in de tijd in hetzelfde monster, vermindering van het aantal proefdieren nodig. IVM wordt vaak gecombineerd met een chronisch getransplanteerde venster kamer (WC) om het betreffende orgaan voor beeldvorming over een periode van weken tot maanden. Cranial en dorsale-huidplooi WC-modellen hebben de langste geschiedenis van gebruik teruggaat tot het midden van de jaren 1990. Meer recent zijn andere orgaanspecifieke WC modellen zoals die van de uiervet pad en verschillende buikorganen ontwikkeld ^11.

De typische aanpak voor het afbeelden van het beenmerg in vivo heeft voornamelijk bezig blootstelling van het schedeldak van muizen, waarbij de verdunde bot maakt directe visualisatie van afzonderlijke cellen met een minimale chirurgische ingreep ^12-14. Echter de calvarial beenmerg be verschillend van die van andere botten, zoals de lange botten, hetgeen blijkt uit een lager aantal HSPCs en hypoxische cellen calvaria, aanduidt, minder onderhoud en de ontwikkeling van HSPCs ^15. Daarom zijn alternatieve werkwijzen om de cellulaire componenten in het pijpbeen onderzocht. Deze omvatten directe blootstelling van de femorale beenmerg ¹⁶ en buitenbaarmoederlijke transplantatie van split dijbeen in de dorsale huidplooi WC ^17. De eerste is een terminal procedure die niet volgen van cellulaire structurele en functionele veranderingen toelaat gedurende langere perioden, en deze waarschijnlijk verstoort normale beenmergfunctie door de transplantatie van dijbeen een ectopische plaats in het dorsale huidplooi WC. Een andere methode die orthotope seriële beeldvorming van femorale beenmerg maakt de tijd is het gebruik van een toilet in het dijbeen. Een vorige verslag aangetoond op lange termijn beeldvorming van de microcirculatie in het dijbeen beenmerg met behulp van eenfemur WC in muizen ^18. Bovendien, de auteurs aangetoond visualisatie van tumorcellen in het dijbeen met vermelding van de bruikbaarheid in controle beenmerg metastase. Dit was echter WC ontwerp beperkt door zijn grote omvang (1,2 cm diameter) en relatief kleine opnamegebied (4 mm diameter), die alleen voor grote muizen (26-34 g, 3-6 maanden oud) werd aldus het benadering onpraktisch voor routinegebruik.

Derhalve een nieuw toilet met een kleinere totale afmeting en grotere binnendiameter opnamegebied is ontworpen voor het doel van deze studie. Het doel van deze studie was om een ​​werkwijze voor het afbeelden van verschillende celtypes in de femorale beenmerg verschaffen. Het dijbeen WC model werd in eigen huis ontwikkeld en werd gebruikt om neutrofielen te visualiseren en te volgen binnen het 3D-vasculaire netwerk. Met behulp van dit model, kan IVM van het beenmerg in serie worden uitgevoerd over 40 dagen. Deze benadering kan worden toegepast op verschillende gebieden voor het ophelderen van de processen van hematopoiese, immuunregulatie eennd de ontwikkeling van tumoren.