2-Photonen Laserscanning-Mikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das innerhalb des HBFG Verfahren erworbene 2-Photonen Mikroskop ermöglicht die Visualisierung von subzellulären Prozessen tief in lebendem Gewebe. Aufgrund der besonderen Eignung der 2-Photonen Mikroskopie für tierexperimentelle in vitro, ex vivo, in situ und in vivo Untersuchungen wurde das Gerät im Institut für Versuchstierkunde des Uniklinikums der RWTH Aachen angesiedelt. Folgende Projekte wurden bisher begonnen oder abgeschlossen: Im Bereich der Lunge wurde das Calciumsignalling im Lungengewebe unterschiedlicher Versuchtiere untersucht. In diesem Zusammenhang stand die Auswirkung von mechanischem Stress auf das Gewebe in Vordergrund. Eine Dehnung von Lungengewebe korreliert dabei mit erhöhten Calciumsignalen. Calciumfarbstoffe wurden auch zum Darstellen des Lungengewebes in 4D (3D über die Zeit) benutzt. Hierbei können globale und lokale Dehnungen des Gewebes sichtbar gemacht werden und mit dem angewendeten Zugkraft und Zugweg verglichen werden. Damit ergeben sich tiefere Einblicke in die Auswirkung von Dehnung auf bis zu zellulären Strukturen. Weitere Projekte beschäftigen sich mit der Einwanderung von Leukozyten in Leber und Darm. In transgenen und KO-Tieren wird die Einwanderung der Zellen in verschiedenen Schadensmodellen untersucht. Dabei werden die Tiere in tiefe Narkose gelegt und danach im offenen Bauchraum mikroskopiert. Zur Orientierung dient hier vor allem das Collagen, das im Multiphotonenmikroskop als „Second Harmonic Structure (SHG)“ gut sichtbar ist. Dies betrifft vor allem Gefäßstukturen bis hin zu Kapillaren die so gut sichtbar werden. In diesen Gefäßen kann nun die Wanderung von Leukozyten im Gefäßsystem, aber auch die Migration ins Gewebe, in Abhängigkeit des Schadensmodells, verfolgt werden. Eine Markierung von Leukozyten aus transgenen Tieren oder KO-Tieren erlaubt es, den Einfluss von Oberflächenmarkern und Chemokinen in diesen Modellen zu studieren. Der duale Setup aus Kamerabasiertem System für sehr schnelle Aufnahmen (bis 20 Bilder pro Sekunde) und maximale Auflösung mittels Photomultiplier, ermöglicht einen optimalen Einsatz des Multiphotonenmikroskops je nachdem ob es sich um eine hohe zeitliche – oder örtliche Auflösung handelt. Ein weiterer Untersuchungsschwerpunkt liegt auf dem Gebiet der vaskulären Biologie und Atheroskleroseforschung. Die durchgeführten Forschungsarbeiten fokussierten sich auf die Aufklärung von molekularen Mechanismen der Rekrutierung und Einwanderung von mononukleären Zellen und Vorläuferzellen der Atherosklerose und vaskulärer Entzündungsprozesse. Das Spektrum der Projekte reichte von der Visualisierung von Entzündungsprozessen, der Einwanderung von dendritischen Zellen und Monozyten in induzierten atherosklerotischen Plaques im Maus-Modell bis zur Untersuchung von neuartig beschichteter Stents auf ihre Gewebeakzeptanz. Innerhalb der bearbeiteten Projekte konnten auch in vivo Imaging Methoden zur Untersuchung von atherosklerotisch anfälligen Arterien optimiert werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Arterial radius estimation from microscopic data using a new algorithm for circle parameter estimation. J. Biomed. Opt. 2010; 15, 026012
van Triest HJW, Megens RTA, van Zandvoort MAMJ, van Assen HC, ter Haar Romeny HM
- Biaxial distension of precesioncut lung slices. J Appl Physiol. 2010;108:713-21
Dassow C, Weichert L, Martin C, Schumann S, Müller-Newen G, Pack O, Guttmann J, Wall WA, Uhlig, S
- Lysophosphatidic acid receptors LPA1 and LPA3 promote CXCL12- mediated smooth muscle progenitor cell recruitment in neointima formation. Circ. Res. 2010 ;107: 96-105
Subramanian P, Karshovska E, Reinhard P, Zhou Z, Megens RTA, Akhtar S, Li X, van Zandvoort M, Ludin M, Weber C, Schober A
- Neutrophils promote atherogenesis in mice. Circulation. 2010; 122:1837-45
Drechsler M, Megens RTA, van Zandvoort M, Weber C, Soehnlein O
- CCL17-expressing dendritic cells drive atherosclerosis by restraining regulatory T cell homeostasis in mice. J Clin Invest. 2011
Weber C, Meiler S, Döring Y, Koch M, Drechsler M, Megens RT, Rowinska Z, Bidzhekov K, Fecher C, Ribechini E, van Zandvoort MA, Binder CJ, Jelinek I, Hristov M, Boon L, Jung S, Korn T, Lutz MB, Förster I, Zenke M, Hieronymus T, Junt T, Zernecke A
(Siehe online unter https://doi.org/10.1172/JCI44925) - Lipoprotein-derived lysophosphatidic acid promotes atherosclerosis by releasing CXCL1 from the endothelium. Cell Metab. 2011;13:592-600
Zhou Z, Subramanian P, Sevilmis G, Globke B, Söhnlein O, Cell Metab. 2011;13:592-600. Karshovska E, Megens RTA, Heyll K, Chun J, Saulnier-Blanche JS, Reinholz M, van Zandvoort M, Weber C, Schober A
