19 stycznia 2024
Obecne protokoły opisują nowatorskie obrazowanie całego mocowania do wizualizacji struktur peryferyjnych w soczewce oka z metodami kwantyfikacji obrazu. Protokoły te mogą być wykorzystywane w badaniach w celu lepszego zrozumienia związku między strukturami mikroskali soczewek a rozwojem/funkcją soczewki.
Naszym celem jest określenie mechanizmów molekularnych, które ustanawiają skomplikowaną architekturę soczewek oraz tego, jak ta ugruntowana architektura reguluje funkcję soczewki w zakresie przezroczystości i zmiany kształtu soczewki. Aby posunąć naprzód badania w naszej dziedzinie, stosujemy nowe metody obrazowania, które pozwalają nam na wizualizację cech soczewki z wysoką rozdzielczością przestrzenną, a to z kolei pozwala na ilościową analizę obrazu struktur soczewki i cech komórkowych. Obrazowanie z mocowaniem hormonalnym jest korzystniejsze w porównaniu z wizualizacją skrawków tkanek lub procedurami montażu płaskiego, ponieważ umożliwia zachowanie całej struktury tkanki 3D.
Pozwala nam to na przeprowadzenie dogłębnego badania morfometrycznego i kwantyfikację natywnej struktury soczewki. Soczewka jest zintegrowaną tkanką biologiczną o wyspecjalizowanych funkcjach, które opierają się na zależnej od lokalizacji i głębokości geometrii komórek i powiązanych z nimi struktur. Wykorzystanie zademonstrowanych protokołów obrazowania i metod kwantyfikacji pozwoli na lepsze zrozumienie, w jaki sposób ustalane są struktury soczewek i złożona organizacja soczewki.
Rozpocznij procedurę od stworzenia wgłębień unieruchamiających w agarozie. Aby to zrobić, podgrzej i wymieszaj 2% agarozę w PBS za pomocą kuchenki mikrofalowej, aż roztwór się upłynni. Odpipetować 250 mikrolitrów skroplonej agarozy do naczynia ze szklanym dnem.
I za pomocą elastycznego plastikowego szkiełka nakrywkowego spłaszcz agarozę na naczyniu. Gdy agaroza ostygnie i całkowicie zastygnie, użyj kleszczyków z cienką końcówką, aby usunąć szkiełko nakrywkowe. Następnie za pomocą trzymilimetrowego dziurkacza do biopsji utwórz otwór w agarozie na środku naczynia.
Za pomocą delikatnej chusteczki roboczej usuń nadmiar agarozy. Przechowuj pleśń agarozową uwodnioną PBS w temperaturze czterech stopni Celsjusza do czasu użycia. Przed zamontowaniem izolowanej soczewki okularowej Mirion należy dodać dwa mililitry odpowiedniego podłoża do przygotowanej formy agarozowej w zależności od rodzaju soczewki.
Za pomocą kleszczyków do zarodków delikatnie przenieś żywą soczewkę fix store do wgłębienia w agarozie. Następnie umieść naczynie na odwróconym stoliku mikroskopowym. Upewnij się, że soczewka znajduje się w przedniej części skierowanej w stronę obiektywu, wizualizując barwienie jąder.
Jeśli nie zaobserwuje się żadnych jąder, użyj zakrzywionych kleszczyków, aby delikatnie obrócić soczewkę o około 180 stopni, tak aby przedni obszar był skierowany w stronę obiektywu. Następnie przystąp do pozyskiwania obrazów za pomocą mikroskopu konfokalnego. Aby wyświetlić kapsułki z soczewkami, uzyskaj obrazy stosu Z za pomocą obiektywu 40X o rozmiarze kroku 0,3 mikrona.
Uzyskaj pierwszy obraz przed powierzchnią torebki soczewki wskazywaną przez barwienie WGA i ostatni obraz po wierzchołkowej powierzchni komórek nabłonka. Aby uwidocznić komórki nabłonkowe, należy uzyskać obrazy stosu Z za pomocą obiektywu 63X o rozmiarze kroku 0,3 mikrona. Rozpocznij całe przygotowanie mocowania soczewki stałej od utworzenia unieruchamiających klinów agarozowych.
Aby to zrobić, weź naczynie ze szklanym dnem i wlej do niego około pięciu do sześciu mililitrów stopionej 2% agarozy w PBS. Poczekaj, aż agaroza zastygnie. Następnie za pomocą ostrego ostrza utwórz trójkątne wgłębienie w zestalonej agarozie.
Usuń ćwiartkę agarozy i dodaj jeden mililitr PBS do naczynia. Odessać resztki agarozy pozostawione po krojeniu. Utwórz wiele klinów w jednym naczyniu, aby w razie potrzeby dopasować je do wielu soczewek.
Aby przechowywać formę, dodaj do niej jeden mililitr PBS przed utrzymaniem jej w temperaturze czterech stopni Celsjusza. Za pomocą zakrzywionej pęsety umieść soczewkę w klinu agarozy zawierającym jeden mililitr PBS. Ustaw soczewkę tak, aby obszar równikowy był skierowany w dół na szkło mikroskopu, gdy jest umieszczony nad obiektywem konfokalnym.
Umieść naczynie na stoliku mikroskopu. Aby potwierdzić, że obszar równikowy jest ostry, wizualizuj jądra, upewniając się, że są wyrównane w rzędach. Sprawdź również nieregularnie upakowane i ukształtowane komórki nabłonka równikowego oraz precyzyjnie wyrównane i sześciokątne komórki rzędu meridianów, na które wskazuje afekt i barwienie na błonach komórkowych.
Losowe upakowanie jąder w polu widzenia wskazuje, że soczewka jest skierowana do przodu. Jeśli nie można zaobserwować jąder, prawdopodobnie oznacza to, że tylna strona soczewki jest skierowana w stronę obiektywu. W takich przypadkach użyj zakrzywionej pęsety, aby obrócić soczewkę, aż do zaobserwowania precyzyjnie ustawionych jąder na równiku soczewki.
Niniejsze badanie zgłębia mechanizmy molekularne odpowiedzialne za tworzenie złożonej architektury soczewki oka oraz sposób, w jaki regulują one funkcje soczewki, a w szczególności jej przejrzystość i zmiany kształtu. Wykorzystując nowoczesne techniki obrazowania całych preparatów, praca podkreśla znaczenie wysokiej rozdzielczości przestrzennej dla ilościowej analizy struktur soczewki.
Ilościowe obrazowanie całych preparatów soczewki oka umożliwia wysokorozdzielczą wizualizację obwodowych struktur soczewki oraz organizacji komórkowej, co wspiera wczesne etapy badań w biologii oka. Podejście to dostarcza kluczowych danych morfometrycznych niezbędnych do zrozumienia rozwoju soczewki, zmian związanych z wiekiem oraz mechanizmów chorobowych, bezpośrednio wpływając na walidację celów i ograniczanie ryzyka mechanistycznego w badaniach i rozwoju w dziedzinie okulistyki. Integracja tych protokołów obrazowania zwiększa pewność prognostyczną w kluczowych punktach zwrotnych procesu odkrywania nowych leków.
Niniejszy protokół obrazowania integruje się z continuum odkryć, od wczesnego testowania hipotez, poprzez identyfikację związków wiodących, aż po badania przedkliniczne w biologii oka.