특정 및 라벨

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 10808(2023) 이 기사 인용

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영양실조 근육은 괴사/재생 주기, 염증 및 섬유지방생성 발달이 특징입니다. 기존의 조직학적 염색은 이러한 리모델링에 대한 필수적인 지형학적 데이터를 제공하지만 밀접하게 관련된 병리생리학적 맥락을 식별하는 데 제한될 수 있습니다. 그들은 조직 구획 구성 요소의 특성 및 공간 분포와 관련된 미세 구조 변화를 언급하지 못했습니다. 우리는 싱크로트론 심자외선(DUV) 방사선에 의해 밝혀진 라벨 없는 조직 자가형광이 영양 장애 근육 리모델링을 모니터링하기 위한 추가 도구 역할을 할 수 있는지 여부를 조사했습니다. 특정 방출 형광 필터가 포함된 광시야 현미경과 높은 스펙트럼 해상도로 정의된 현미경을 사용하여 우리는 건강한 개와 영양 장애가 있는 개 두 그룹, 즉 순진한(심각한 영향을 받은) 동물과 MuStem 세포 이식(임상적으로 안정화된) 동물의 샘플을 분석했습니다. 다변량 통계 분석 및 기계 학습 접근법은 대퇴 이두근 근육에 의해 420-480 nm에서 방출되는 자가형광이 건강한 개 샘플, 영양 장애가 있는 개 샘플 및 이식된 개 샘플을 효과적으로 구별한다는 것을 입증했습니다. 현미경 분광학은 영양 장애가 있는 개 근육이 건강한 개와 이식된 개에 비해 각각 콜라겐 교차 결합과 NADH로 인해 더 높고 낮은 자가형광을 나타내는 것으로 나타났으며, 이는 세포 이식의 영향을 평가하기 위한 바이오마커를 정의합니다. 우리의 연구 결과는 DUV 방사선이 소량의 조직을 사용하여 영양 장애 근육의 조직병리학적 상태를 평가하고 재생 의학에 잠재적으로 적용할 수 있는 민감하고 라벨이 없는 방법임을 보여줍니다.

근이영양증(MD)은 골격근과 관련된 50개 이상의 신경근 질환으로 구성된 유전적으로 이질적인 그룹입니다. 그들은 모두 점진적인 근육 약화와 소모를 공유하지만 임상 양상과 증상의 심각도는 다양합니다1,2. 이는 국소적 또는 전신적 근섬유 퇴화를 특징으로 합니다1. 뒤시엔 근이영양증(DMD)은 가장 흔한 MD로, 남아 신생아 3,500~5,500명당 1명에게 영향을 미칩니다3. 이 X-연관 열성 치명적인 근육 질환은 디스트로핀 유전자의 돌연변이로 인해 발생하며, 이로 인해 근육 섬유 무결성을 유지하는 데 필수적인 기능성 단백질이 부족해집니다4. 이로 인해 섬유질 구성의 변화, 섬유질 크기의 변화 증가, 중심핵 생성, 염증, 근육 섬유가 섬유질 및 지방 조직으로 대체되는 것을 특징으로 하는 조직 항상성의 심각한 파괴가 발생합니다5,6.

위축성 골격근의 확장된 변화에 대한 조직학적 특성화는 질병의 병태생리학에 대한 중요한 정보를 제공하며 새로운 치료 전략의 효과를 평가하는 데 사용되는 핵심 도구입니다7. 섬유 수, 페레 직경, 섬유 유형 구성, 중심핵 섬유의 백분율, 섬유증 및 지방증의 비율을 포함한 정량화 가능한 표준 조직 매개변수는 헤마톡실린-에오신과 같은 고전적인 지형 염색 기술을 사용하여 염색된 골격근 단면에서 측정됩니다. - 사프란(HES), 피크로시리우스 레드, 고모리 삼색 및/또는 특정 면역 표지8. 그러나 결합 조직 재형성에 대한 평가는 때때로 더 어려울 수 있습니다. 기계적 기능에 중요한 것으로 밝혀진 세포외 기질 내의 콜라겐 배열을 통합하지 않고 점유 표면적을 엄격하게 고려하는 경우 근내 섬유증을 정확하게 정량화하기 어려울 수 있습니다9. 따라서 이는 질병 진행을 정밀하게 평가하기 위한 충분히 차별적인 기준이 아닐 수 있습니다. 치료 전략의 효능을 평가하는 방법도 마찬가지로 부족합니다10. 최근 증거에 따르면 콜라겐 네트워크 구성, 특히 콜라겐 교차 결합이 DMD11,12,13의 잠재적인 바이오마커로 구성됩니다. 기능적 수준에서 콜라겐 교차 결합은 근육 경직에 중요한 역할을 하며 Herovici 및 Picrosirius red로 염색된 조직 절편에서 편광 현미경 및 SHG(2차 고조파 생성) 이미징을 사용하여 분석되었습니다. 우리는 최근 제거된 조직의 SHG 이미징이 DMD16의 심장 섬유증의 3D 특성화를 위한 강력한 라벨 없는 접근 방식임을 보여주었습니다. 더욱이, 싱크로트론 심자외선(DUV) 현미경 검사법에 반응하는 생체 거대분자의 자가형광은 다양한 동물 조직의 미세구조 특성화와 근육 섬유 유형 및 대사 상태 모니터링을 위한 유용한 마커가 될 수 있습니다.