2017年6月16日
利用亲脂性的1,1'-二十八烷基-3,3,3',3'-四甲基吲哚羰花青高氯酸盐(DiI)染色技术,可对Ambystoma mexicanum进行血管灌注,从而便于清晰观察其血管系统。
本实验的总体目标是可视化墨西哥钝口螈的血管系统。该方法有助于回答再生医学领域中的关键问题,即墨西哥钝口螈再生组织再血管化的复杂过程。这种血管可视化技术的主要优势在于,可在标准荧光显微镜下轻松成像动物体内的全部血管。
尽管该方法可用于研究墨西哥钝口螈肢体的再生,也可应用于其他组织,如尾部、心脏、眼睛、鳃或其他器官。在打开墨西哥钝口螈胸腔前,应先通过脚趾夹捏法确认其已达到适当的麻醉深度。然后,使用手术镊在肩线稍下方沿胸腔中轴线夹捏皮肤。
使用手术刀在皮肤被提起处做一切口,切除胸部的一块方形皮肤,以暴露两块软骨板。接着,在胸腔上方打开一个窗口,小心撕开结缔组织,避免切断任何主要血管。用镊子逐个提起每一块软骨板,并用手术剪将其切除。
用镊子小心夹住暴露的心包膜。将组织轻轻提起,用手术剪刀刺穿心包膜,深度以刚好能去除心包膜而不损伤心脏为宜。随后,轻柔地移除心包膜,以暴露心脏和主动脉,从而清晰观察从心脏分出的大约五毫米处的主动脉及心脏本身。
为了灌注墨西哥钝口螈,将装有蝶形针头的铁架台放置在聚苯乙烯泡沫支架旁边,使铁架的臂部便于操作以插入针头。打开蠕动泵,使0.7x PBS缓冲液流经泵管,并将针头尖端朝向前脑方向。将镊子滑至主动脉弓下方,轻轻向上提起。
然后,移动针头与夹子的组合,使针头沿主动脉长度方向朝向动物头部,并将针头插入主动脉约五毫米,同时用镊子在主动脉后方提供支撑。成功插入可通过观察到心脏心房明显扩张来确认。迅速刺破一个心房,使血液流出。
然后,用约 20 至 30 毫升 PBS 灌注蝾螈。成功灌注后,动物体色应由浅粉色变为白色。当所有 PBS 均已完成灌注后,暂停蠕动泵,并将管路的游离端移入含有 15 毫升稀释液(Dil solution)的离心管中。
重新启动泵,注意避免在管路中产生气泡,并用全部工作浓度的Dil储备液灌注动物。在成功的灌注过程中,墨西哥钝口螈的身体将变为鲜粉色,这一变化在鳃部最为明显。当所有Dil溶液完成灌注后,暂停泵的运行,并将管路的游离端放入4%多聚甲醛溶液中。
然后,重新启动泵,灌注至少10毫升固定液。当所有多聚甲醛注射完毕后,停止泵运行并移除针头。将墨西哥钝口螈转移至塑料培养皿中,并将培养皿放置于荧光显微镜载物台上。
然后,在关闭光源的情况下,选择一个允许 Dil 激发的滤光片,Dil 可发出红橙色光。成功灌注后,Dil 染料在所有墨西哥钝口螈组织中均可见,表现为红色的标记信号,包括尾部、四肢、鳃和眼睛。一旦掌握该技术,若操作得当,可在一小时内完成。
在进行该操作时,需注意在打开胸腔时避免损伤主要血管或心脏,并应沿主动脉方向插入针头,以防止贯穿性穿刺。完成该操作后,可进一步采用其他方法(如骨骼制备)来回答更多科学问题。该技术建立后,为生物医学领域的研究人员探索不同物种的血管系统奠定了基础。
观看本视频后,您应能够充分掌握如何使用碳菁染料Dil对墨西哥钝口螈进行心脏灌注。请务必注意,操作针头和多聚甲醛时可能存在极高危险性,因此在进行实验操作时,应始终采取预防措施,例如佩戴适当个人防护装备。
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本文介绍了一种利用脂溶性DiI染色方法对墨西哥钝口螈(Ambystoma mexicanum)血管系统进行可视化观察的技术。该方法对于再生医学中血管再建过程的研究具有重要意义。
在再生模型中可视化血管网络有助于阐明血流动力学对组织修复的贡献,从而支持靶点验证。该方法能够在临床前研究中对促血管生成通路进行机制层面的风险评估。它提供了一个与疾病相关的系统,用于评估肢体和器官再生过程中的再血管化动态。
该方法适用于从靶点假设验证到血管生成调节剂的临床前验证这一发现连续体。