【THUNDER小课堂】血管疾病的分子机制

2023-08-17 09:59:01 来源：徕卡显微系统(上海)贸易有限公司浏览量：47次

【导读】本文讨论了相比传统宽场显微镜，采用Computational Clearing（CC）技术的THUNDER Imager组织成像系统如何更为清晰地分辨小鼠主动脉的内皮、血管细胞和细胞核。动脉粥样硬化和

用于研究动脉粥样硬化和动脉瘤的高对比度快速成像

本文讨论了相比传统宽场显微镜，采用Computational Clearing（CC）技术的THUNDER Imager组织成像系统如何更为清晰地分辨小鼠主动脉的内皮、血管细胞和细胞核。动脉粥样硬化和胸主动脉瘤或脑动脉瘤等血管疾病的病因尚不清楚。因此，我们必须更好地了解影响血管疾病的分子机制以及遗传变异如何导致心脏病发作。

通过使用小鼠模型等进行进一步研究和调查，能够在一定程度上实现这一目标。对于此项研究，由于THUNDER Imager和CC可以提供更好的对比度，小鼠主动脉标本的所有4个可视化目标都可以清晰显示。

简介

血管生物学领域的研究目标之一是更好地了解动脉粥样硬化和动脉瘤等血管疾病背后的遗传原因。小鼠模型等分子生物学方法可以用于研究促进平滑肌细胞功能障碍并可能导致心脏病发作或动脉瘤破裂的遗传变异^[1-3]。最终目标是开展早期临床研究。通过探索更好地理解影响血管疾病的分子机制有朝一日能够转化为治疗这类疾病的方法^[1-3]。此处显示的结果表明，相比传统宽场显微镜，采用Computational Clearing（CC）技术的THUNDER Imager组织成像系统可以更为清晰地分辨小鼠主动脉的内皮、血管细胞和细胞核。

挑战

对于此项血管疾病研究，非常需要拥有一种能够快速筛查主动脉标本并获得能够清晰分辨目标细胞和结构的优质图像的成像解决方案。较厚的标本需要一种能够在其内部深处的点位形成良好对比度的成像解决方案。传统宽场显微镜速度快且检测灵敏度高，但厚标本的图像对比度会因为焦平面信号模糊或雾面现象而大幅下降^[4，5]。

方法

采用Computational Clearing（CC）技术的THUNDER Imager组织成像系统对具有GFP、mCherry和mOrange表达并用DAPI染色的小鼠主动脉标本进行成像。血管细胞为绿色（GFP）和红橙色（mOrange），弹性内皮为红色（mCherry），细胞核为蓝色（DAPI）。借助THUNDER Imager和LAS X软件，研究人员可以使用宽场显微镜轻松、快速获取复杂标本的清晰图像^[4，5]。

结果

下图显示了小鼠主动脉的THUNDER图像（参见图1）在原始宽场图像中，由于胆固醇和死细胞物质的自发荧光和信号散射，你很难获得相关区域的清晰图像。

图1：小鼠主动脉中四个可视化目标的原始宽场图像（A）以及THUNDER图像（B）。红色代表弹性内皮、绿色和红橙色代表血管细胞，而蓝色是细胞核。

图片来源：美国加利福尼亚州的Ying Wang博士。

结

论

相比传统宽场成像技术，成像解析图像表明小鼠主动脉标本中四个可视化目标的对比度有所提高。利用THUNDER图像，研究人员可以更清楚地了解主动脉。

参考文献：（上下滑动查看更多）

1.V. Nanda, T. Wang, M. Pjanic, B. Liu, T. Nguyen, L. Perisic Matic, U. Hedin, S. Koplev, L. Ma, O. Franzén, A. Ruusalepp, E.E. Schadt, J.L.M. Bj?rkegren, S.B. Montgomery, M.P. Snyder, T. Quertermous, N.J. Leeper, C.L. Miller, Functional regulatory mechanism of smooth muscle cell-restricted LMOD1 coronary artery disease locus, PLOS Genet. (2018) vol. 14, no. 11, e1007755, DOI: 10.1371/journal.pgen.1007755.

2.Y. Wang, H. Gao, F. Wang, Z. Ye, M. Mokry, A.W. Turner, J. Ye, S. Koplev, L. Luo, T. Alsaigh, S.S. Adkar, M. Elishaev, X. Gao, L. Maegdefessel, J.L.M. Bj?rkegren, G. Pasterkamp, C.L. Miller, E.G. Ross, N.J. Leeper, Dynamic changes in chromatin accessibility are associated with the atherogenic transitioning of vascular smooth muscle cells, Cardiovascular Research (2021) cvab347, DOI: 10.1093/cvr/cvab347.

3.Y. Kojima, J. Ye, V. Nanda, Y. Wang, A.M. Flores, K.-U. Jarr, P. Tsantilas, L. Guo, A.V. Finn, R. Virmani, N.J. Leeper, Knockout of the Murine Ortholog to the Human 9p21 Coronary Artery Disease Locus Leads to Smooth Muscle Cell Proliferation, Vascular Calcification, and Advanced Atherosclerosis, Circulation (2020) vol. 141, pp. 1274–1276, DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.119.043413.

4.J. Schumacher, L. Bertrand, THUNDER Technology Note: THUNDER Imagers: How Do They Really Work? Science Lab (2019) Leica Microsystems.

5.L. Felts, V. Kohli, J.M. Marr, J. Schumacher, O. Schlicker, An Introduction to Computational Clearing: A New Method to Remove Out-of-Focus Blur, Science Lab (2020) Leica Microsystems.

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