$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
To protokoll zapewnia solidny, powtarzalny proces badania architektury pozakomórkowej matrycy płucnej (ECM) u myszy, ze szczególnym skupieniem na remodelacji włókien elastycznych wywołanej przez fibroblasty. Włókna elastyczne są niezbędne dla utrzymania rozciągliwości i sprężystości płuc, a ich uszkodzenie jest charakterystyczne dla wielu chorób płuc, w tym dla zwłóknienia, uszkodzenia płuc, starzenia się i zaburzeń metabolicznych2. Pomimo ich centralnej roli funkcjonalnej, ilościowa ocena organizacji i składu włókien elastycznych pozostawała ograniczona. Proces badawczy wypełnia tę lukę, umożliwiając systematyczną i ilościową charakterystykę architektoniczną sieci włókien elastycznych.
Główną zaletą tej metody jest integracja ilościowego przepływu obrazowania z analizą histologiczną struktury. Podczas gdy konwencjonalne podejścia często oceniają skład ECM lub cechy histologiczne oddzielnie, ten protokół umożliwia obiektywne ilościowe określenie organizacji włókien elastycznych, w tym długości włókien, ich rozgałęzienia i złożoność sieci. Umożliwia to bezpośrednie porównanie między warunkami fizjologicznymi a patologicznymi i dostarcza wglądu w remodelację ECM wywołaną przez fibroblasty3.
Jednakże kilka aspektów technicznych jest kluczowych dla zapewnienia spójności eksperymentu i jakości danych. Barwienie resorcyną-fuksyną jest wrażliwe na zmienne takie jak czas fiksacji, grubość przekroju i spójność odczynników, co sprawia, że standaryzacja jest niezbędna dla powtarzalności. Ilościowe wyniki z TWOMBLI zależą od jakości obrazu, rozdzielczości i spójnego doboru regionu zainteresowania, a zatem muszą być interpretowane równolegle z oceną histologiczną i zweryfikowane na wielu próbkach. Ponadto gęstość i morfologia włókien różnią się między regionami pęcherzykowymi i okołooskrzelowymi, co wymaga optymalizacji specyficznej dla regionu. To podejście uchwytuje globalną organizację sieci włókien elastycznych w dwóch wymiarach i nie rozwiązuje cech ultrastrukturalnych, które wymagają technik wyższej rozdzielczości, takich jak mikroskopia elektronowa. Trójwymiarowe metody obrazowania, w tym mikroskopię konfokalną lub wielofotonową, mogą dodatkowo poprawić analizę geometrii i połączeń włókien.
Kilka kroków w procesie badawczym jest szczególnie kluczowych dla zapewnienia niezawodnych i powtarzalnych wyników. Fiksacja tkanki, jakość przekrojów i spójne barwienie resorcyną-fuksyną znacząco wpływają na wizualizacje włókien elastycznych i dlatego powinny być starannie standaryzowane. Słaba intensywność barwienia, nierównomierne barwienie lub wysokie tło mogą wynikać z zmiennej jakości odczynników, niekonsekwentnych warunków barwienia lub nieodpowiedniej konserwacji tkanki. Ponadto zaleca się włączenie zdrowych i chorych tkanek płuc, kontroli technicznych barwienia oraz próbek referencyjnych przetworzonych w różnych partiach eksperymentalnych, aby monitorować spójność barwienia i solidność analityczną. Tkanki bogate we włókna elastyczne mogą ponadto służyć jako dodatnie kontrole, aby zweryfikować procedury akwizycji i segmentacji obrazów. Dokładna estymacja wektora barwnika podczas dekonwolucji obrazu jest kolejnym kluczowy krokiem, ponieważ niewłaściwy dobór wektora może prowadzić do niekompletnego wyodrębnienia włókien i fragmentarycznych masek. W zależności od pytania eksperymentalnego, proces badawczy może być zmodyfikowany przez dostosowanie wielkości i liczby ROI, adaptację parametrów przetwarzania obrazu lub integrację trójwymiarowych podejść do obrazowania, aby dalsze badać organizację włókien elastycznych.
Ogólnie rzecz biorąc, ta metoda stanowi wszechstronną platformę do badania remodelacji ECM zarówno w warunkach fizjologicznych, jak i patologicznych. Ponieważ integralność włókien elastycznych jest bezpośrednio związana z rozciągliwością i funkcją mechaniczną płuc, to podejście jest szczególnie ważne dla zrozumienia, jak zmiany strukturalne w ECM przekładają się na zmiany w funkcji płuc. Jest dobrze przystosowany do badania zmian strukturalnych wywołanych przez fibroblasty i zapewnia nowe możliwości lepszego zrozumienia remodelacji ECM i jej wkładu w progresję choroby i funkcję tkanki. Podejście to może również być rozszerzone na inne tkanki, w tym tkanki układu krążenia, skórę, macicę, zaburzenia tkanki łącznej, zwłknione narządy oraz ludzkie próbki, lub połączone z zaawansowanymi technikami obrazowania przestrzennego i wysokiej rozdzielczości, aby jeszcze bardziej poszerzyć jego zastosowanie.