血管ネットワークの3Dイメージングと定量分析：超顕微鏡法とマイクロコンピュータ断層撮影の比較

理論的根拠：古典的な組織学は、血管ネットワークのイメージングと分析のゴールドスタンダードです。ただし、この方法は面倒で、人工物が生息しやすいです。ここでは、組織学の潜在的な代替案を確立するために、超顕微鏡検査（UM）およびマイクロコンピュータ断層撮影（CT）の適合性を研究しました。 方法：マウス臓器（腎臓、心臓、アテローム性動脈硬化性頸動脈）の血管系は、従来の2D顕微鏡、3D光シート超顕微鏡（UM）および微小CTを使用して視覚化されました。さらに、マウスにおけるスフェロイドベースのヒト内皮細胞血管形成が定量化されました。蛍光標識されたIsolectin GS-IB4 A647は、UM分析のために血管系のin vivo標識に使用され、サンプル調製後に分析がin vivoで行われました。CTイメージングの場合、動物は放射線透明造影剤を含む死後灌流されました。 結果：UMイメージングを使用して、3D血管ネットワーク情報は、蛍光標識されたISOLECTIN GS-IB4のin vivo注射を受けた動物のサンプルで得られる可能性があります。解像度は、スフェロイドベースのマトリゲルプラグアッセイの毛細血管への単一内皮細胞の統合を測定するのに十分でした。内皮の選択的染色のため、大きな容器のイメージングはあまり好ましくない結果をもたらしました。マイクロCTまたはナノCTさえも使用して、毛細血管のイメージングは不可能であり、したがって信号対雑音比が不十分であるため、不可能でした。マイクロCTを使用したマウス動脈における内腔の同定は、UMよりも優れていました。 結論：UMとMicro-CTは2つの補完的な手法です。UMはイメージング、特に毛細管ネットワークと細動脈の定量化に最適ですが、より大きな血管構造は、マイクロCTを使用して定量化および視覚化するのが簡単かつ速いです。両方の手法の3D情報は、2D組織学よりも優れています。umとmicro-ctを一緒に一緒にすると、臨床病理診断の新しい分野が開かれる可能性があります。

RATIONALE: Classic histology is the gold standard for vascular network imaging and analysis. The method however is laborious and prone to artefacts. Here, the suitability of ultramicroscopy (UM) and micro-computed tomography (CT) was studied to establish potential alternatives to histology. METHODS: The vasculature of murine organs (kidney, heart and atherosclerotic carotid arteries) was visualized using conventional 2D microscopy, 3D light sheet ultramicroscopy (UM) and micro-CT. Moreover, spheroid-based human endothelial cell vessel formation in mice was quantified. Fluorescently labeled Isolectin GS-IB4 A647 was used for in vivo labeling of vasculature for UM analysis, and analyses were performed ex vivo after sample preparation. For CT imaging, animals were perfused postmortem with radiopaque contrast agent. RESULTS: Using UM imaging, 3D vascular network information could be obtained in samples of animals receiving in vivo injection of the fluorescently labeled Isolectin GS-IB4. Resolution was sufficient to measure single endothelial cell integration into capillaries in the spheroid-based matrigel plug assay. Because of the selective staining of the endothelium, imaging of larger vessels yielded less favorable results. Using micro-CT or even nano-CT, imaging of capillaries was impossible due to insufficient X-ray absorption and thus insufficient signal-to-noise ratio. Identification of lumen in murine arteries using micro-CT was in contrast superior to UM. CONCLUSION: UM and micro-CT are two complementary techniques. Whereas UM is ideal for imaging and especially quantifying capillary networks and arterioles, larger vascular structures are easier and faster to quantify and visualize using micro-CT. 3D information of both techniques is superior to 2D histology. UM and micro-CT together may open a new field of clinical pathology diagnosis.