Оценка динамики распределения частиц размером 100 нм в легких мышей при помощи лазерной сканирующей микроскопии

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Ежедневно в респираторный тракт человека попадают переносимые воздушными массами патогены вирусной природы размером около 100 нм, среди которых и частицы SARS-CoV-2. Динамика пространственного распределения частиц 100 нм в легких в различных стадиях воспалительного процесса важный, но недостаточно исследованный вопрос.

Цель — оценить распределение инертных вирусных частиц в различных отделах респираторного тракта на основании данных о пространственном расположении флуоресцентных частиц размером 100 нм в легких мышей через различные интервалы времени после введения.

Материалы и методы. Флуоресцентные частицы размером 100 нм вводили орофарингеально мышам линии C57BL/6. Через 6, 24, 48 и 72 ч легкие извлекали и фиксировали. Тотальные препараты долей легкого подвергали иммуногистохимическому окрашиванию и оптическому просветлению. Трехмерные изображения тотальных препаратов долей легкого получали при помощи конфокальной лазерной сканирующей микроскопии.

Результаты. Через 6 ч после введения в легких были обнаружены как единичные флуоресцентные частицы, так и агломераты частиц. Частицы присутствовали как в свободном состоянии, так и поглощенные клетками. Через 24 ч большинство частиц находилось внутри клеток, как на обращенной в просвет стороне эпителия бронхов, так и в альвеолярном пространстве. Частицы детектировали в тотальных препаратах легких мышей вплоть до 72 ч после введения.

Заключение. Попадая в респираторный тракт, инертные частицы, размер которых сопоставим с размером частиц вируса SARS-CoV-2, распределяются по слизистой оболочке бронхов и альвеолярному пространству и подвергаются поглощению клетками-фагоцитами.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Юлия Дмитриевна Вавилова

Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: Juliateterina12@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9075-218X

аспирант, младший научный сотрудник

Россия, Москва

Елена Леонидовна Болховитина

Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: alenkash83@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3386-509X

младший научный сотрудник

Россия, Москва

Андрей Олегович Богородский

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: bogorodskiy173@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7589-7823

младший научный сотрудник

Россия, Долгопрудный

Иван Станиславович Охрименко

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: ivan.okhrimenko@phystech.edu
ORCID iD: 0000-0002-1053-2778
SPIN-код: 8418-0194

научный сотрудник

Россия, Долгопрудный

Валентин Иванович Борщевский

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: borshchevskiy.vi@phystech.edu
ORCID iD: 0000-0003-4398-9712
SPIN-код: 2018-8957

ведущий научный сотрудник

Россия, Долгопрудный

Марина Александровна Шевченко

Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: mshevch@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5278-9937
SPIN-код: 8509-1096

научный сотрудник

Россия, Москва

Список литературы

  1. Rao G.V., Tinkle S., Weissman D.N. et al. Efficacy of a technique for exposing the mouse lung to particles aspirated from the pharynx // J. Toxicol. Environ. Health A. 2003. Vol. 66, No. 15. P. 1441–1452. doi: 10.1080/15287390306417
  2. Scott G.D., Blum E.D., Fryer A.D., Jacoby D.B. Tissue optical clearing, three-dimensional imaging, and computer morphometry in whole mouse lungs and human airways // Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 2014. Vol. 1, No. 51. P. 43–55. doi: 10.1165/rcmb.2013-0284OC
  3. Li W., Germain R.N., Gerner M.Y. High-dimensional cell-level analysis of tissues with Ce3D multiplex volume imaging // Nat. Protoc. 2019. Vol. 14, No. 6. P. 1708–1733. doi: 10.1038/s41596-019-0156-4
  4. References
  5. Rao GV, Tinkle S, Weissman DN, et al. Efficacy of a technique for exposing the mouse lung to particles aspirated from the pharynx. J Toxicol Environ Health A. 2003;66(15):1441–1452. doi: 10.1080/15287390306417
  6. Scott GD, Blum ED, Fryer AD, Jacoby DB. Tissue optical clearing, three-dimensional imaging, and computer morphometry in whole mouse lungs and human airways. Am J Respir Cell Mol Biol. 2014;1(51):43–55. doi: 10.1165/rcmb.2013-0284OC
  7. Li W, Germain RN, Gerner MY. High-dimensional cell-level analysis of tissues with Ce3D multiplex volume imaging. Nat Protoc. 2019;14(6):1708–1733. doi: 10.1038/s41596-019-0156-4

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Распределение частиц размером 100 нм в дыхательных путях мышей: а — репрезентативное изображение тотального препарата легкого мыши через 24 ч после орофарингеального введения флуоресцентных частиц (розовый); дыхательные пути окрашены стрептавидином (оттенки серого); масштаб — 1000 мкм; b — увеличенное изображение региона, выделенного пунктиром на рис. а; скопления частиц в бронхах обозначены стрелками, в альвеолярном пространстве головками стрелок; масштаб — 100 мкм

Скачать (392KB)
3. Рис. 2. Различные состояния частиц размером 100 нм в дыхательных путях: a, b — репрезентативные изображения частиц (розовый) в тотальном препарате легкого мыши через 24 ч после введения; масштаб — 40 мкм; c, d — увеличенное изображение региона, выделенного на рис. а; стрелки указывают на скопления частиц в клетках, головки стрелок на скопления частиц вне клеток; масштаб — 20 мкм. Филаменты актина окрашены стрептавидином (оттенки серого) (a, c, d)

Скачать (406KB)
4. Рис. 3. Образование агломератов частицами размером 100 нм в легких мышей. Репрезентативные изображения регионов тотальных препаратов легких мышей через 6 (a), 24 (b), 48 (c) и 72 ч (d) после введения частиц. Стенка бронха (стрептавидин, оттенки серого), частицы (розовый). Масштаб — 100 мкм

Скачать (840KB)

© Вавилова Ю.Д., Болховитина Е.Л., Богородский А.О., Охрименко И.С., Борщевский В.И., Шевченко М.А., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.