Nature.comని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు.మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్ పరిమిత CSS మద్దతును కలిగి ఉంది.ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాల్సిందిగా మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా Internet Explorerలో అనుకూలత మోడ్‌ని నిలిపివేయండి).ఈ సమయంలో, నిరంతర మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము సైట్‌ను స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా రెండర్ చేస్తాము.
ఊపిరితిత్తుల సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్ చికిత్స కోసం జన్యు వాహకాలు తప్పనిసరిగా వాహక వాయుమార్గాలను లక్ష్యంగా చేసుకోవాలి, ఎందుకంటే పరిధీయ ఊపిరితిత్తుల ట్రాన్స్‌డక్షన్ చికిత్సా ప్రభావాన్ని కలిగి ఉండదు.వైరల్ ట్రాన్స్డక్షన్ యొక్క సామర్థ్యం నేరుగా క్యారియర్ యొక్క నివాస సమయానికి సంబంధించినది.అయినప్పటికీ, జన్యు వాహకాలు వంటి డెలివరీ ద్రవాలు సహజంగా ఉచ్ఛ్వాస సమయంలో అల్వియోలీలోకి వ్యాపిస్తాయి మరియు మ్యూకోసిలియరీ ట్రాన్స్‌పోర్ట్ ద్వారా ఏదైనా ఆకారపు చికిత్సా కణాలు వేగంగా తొలగించబడతాయి.శ్వాసకోశంలో జన్యు వాహకాల నివాస సమయాన్ని పొడిగించడం ముఖ్యం కానీ సాధించడం కష్టం.శ్వాసకోశ ఉపరితలంపైకి మళ్లించబడే క్యారియర్-సంయోగ అయస్కాంత కణాలు ప్రాంతీయ లక్ష్యాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.వివో ఇమేజింగ్‌లో సమస్యల కారణంగా, అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో వాయుమార్గ ఉపరితలంపై ఇటువంటి చిన్న అయస్కాంత కణాల ప్రవర్తన సరిగా అర్థం కాలేదు.వివోలోని సింగిల్ మరియు బల్క్ కణాల ప్రవర్తన యొక్క డైనమిక్స్ మరియు నమూనాలను అధ్యయనం చేయడానికి మత్తుమందు చేయబడిన ఎలుకల శ్వాసనాళంలో అయస్కాంత కణాల శ్రేణి యొక్క కదలికను వివోలో దృశ్యమానం చేయడానికి సింక్రోట్రోన్ ఇమేజింగ్‌ను ఉపయోగించడం ఈ అధ్యయనం యొక్క లక్ష్యం.అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో లెంటివైరల్ అయస్కాంత కణాల పంపిణీ ఎలుక శ్వాసనాళంలో ట్రాన్స్‌డక్షన్ సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుందా అని కూడా మేము అంచనా వేసాము.సింక్రోట్రోన్ ఎక్స్-రే ఇమేజింగ్ విట్రో మరియు వివోలో స్థిరమైన మరియు కదిలే అయస్కాంత క్షేత్రాలలో అయస్కాంత కణాల ప్రవర్తనను చూపుతుంది.అయస్కాంతాలను ఉపయోగించి జీవన వాయుమార్గాల ఉపరితలంపై కణాలను సులభంగా లాగడం సాధ్యం కాదు, కానీ రవాణా సమయంలో, డిపాజిట్లు అయస్కాంత క్షేత్రం బలంగా ఉన్న వీక్షణ క్షేత్రంలో కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి.అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో లెంటివైరల్ అయస్కాంత కణాలు పంపిణీ చేయబడినప్పుడు ట్రాన్స్‌డక్షన్ సామర్థ్యం కూడా ఆరు రెట్లు పెరిగింది.కలిసి చూస్తే, వివోలోని వాహక వాయుమార్గాలలో జన్యు వెక్టర్ లక్ష్యం మరియు ట్రాన్స్‌డక్షన్ స్థాయిలను మెరుగుపరచడానికి లెంటివైరల్ అయస్కాంత కణాలు మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలు విలువైన విధానాలు కావచ్చని ఈ ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి.
సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్ (CF) అనేది CF ట్రాన్స్‌మెంబ్రేన్ కండక్టెన్స్ రెగ్యులేటర్ (CFTR) అని పిలువబడే ఒకే జన్యువులోని వైవిధ్యాల వల్ల కలుగుతుంది.CFTR ప్రోటీన్ అనేది సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్ యొక్క వ్యాధికారకంలో ప్రధాన సైట్ అయిన వాయుమార్గాలతో సహా శరీరం అంతటా అనేక ఎపిథీలియల్ కణాలలో ఉండే అయాన్ ఛానల్.CFTR లో లోపాలు అసాధారణ నీటి రవాణాకు దారితీస్తాయి, వాయుమార్గ ఉపరితలం యొక్క నిర్జలీకరణం మరియు వాయుమార్గ ఉపరితల ద్రవ పొర (ASL) లోతు తగ్గుతుంది.ఇది పీల్చే కణాలు మరియు వ్యాధికారక కణాల వాయుమార్గాలను క్లియర్ చేయడానికి మ్యూకోసిలియరీ ట్రాన్స్‌పోర్ట్ (MCT) వ్యవస్థ సామర్థ్యాన్ని కూడా బలహీనపరుస్తుంది.CFTR జన్యువు యొక్క సరైన కాపీని అందించడానికి మరియు ASL, MCT మరియు ఊపిరితిత్తుల ఆరోగ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి లెంటివైరల్ (LV) జన్యు చికిత్సను అభివృద్ధి చేయడం మరియు vivo1లో ఈ పారామితులను కొలవగల కొత్త సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేయడం మా లక్ష్యం.
సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్ జన్యు చికిత్స కోసం ఎల్‌వి వెక్టర్స్ ప్రముఖ అభ్యర్థులలో ఒకటి, ప్రధానంగా అవి చికిత్సా జన్యువును వాయుమార్గ బేసల్ కణాలు (ఎయిర్‌వే స్టెమ్ సెల్స్)లో శాశ్వతంగా ఏకీకృతం చేయగలవు.ఇది ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే అవి సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్‌తో సంబంధం ఉన్న ఫంక్షనల్ జీన్-కరెక్టెడ్ ఎయిర్‌వే ఉపరితల కణాలను వేరు చేయడం ద్వారా సాధారణ ఆర్ద్రీకరణ మరియు శ్లేష్మ క్లియరెన్స్‌ను పునరుద్ధరించగలవు, ఫలితంగా జీవితకాల ప్రయోజనాలు ఉంటాయి.LV వెక్టర్స్ తప్పనిసరిగా వాహక వాయుమార్గాలకు వ్యతిరేకంగా ఉండాలి, ఇక్కడే CFలో ఊపిరితిత్తుల ప్రమేయం ప్రారంభమవుతుంది.ఊపిరితిత్తులలోకి వెక్టార్ లోతుగా చేరడం వల్ల అల్వియోలార్ ట్రాన్స్‌డక్షన్ ఏర్పడవచ్చు, అయితే ఇది సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్‌లో చికిత్సా ప్రభావాన్ని కలిగి ఉండదు.అయినప్పటికీ, ప్రసవం తర్వాత పీల్చినప్పుడు జన్యు వాహకాలు వంటి ద్రవాలు సహజంగా అల్వియోలీలోకి వలసపోతాయి3,4 మరియు చికిత్సా కణాలు MCTల ద్వారా నోటి కుహరంలోకి వేగంగా బహిష్కరించబడతాయి.LV ట్రాన్స్‌డక్షన్ యొక్క సామర్థ్యం నేరుగా సెల్యులార్ టేక్‌ను అనుమతించడానికి లక్ష్య కణాలకు దగ్గరగా ఉండే సమయ నిడివికి సంబంధించినది - "నివాస సమయం" 5 ఇది సాధారణ ప్రాంతీయ వాయుప్రసరణతో పాటు శ్లేష్మం మరియు MCT కణాల సమన్వయంతో సులభంగా తగ్గించబడుతుంది.సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్ కోసం, ఈ ప్రాంతంలో అధిక స్థాయి ట్రాన్స్‌డక్షన్ సాధించడానికి ఎయిర్‌వేస్‌లో ఎల్‌వి నివాస సమయాన్ని పొడిగించే సామర్థ్యం చాలా ముఖ్యం, అయితే ఇది ఇప్పటివరకు సవాలుగా ఉంది.
ఈ అడ్డంకిని అధిగమించడానికి, LV మాగ్నెటిక్ పార్టికల్స్ (MPలు) రెండు పరిపూరకరమైన మార్గాల్లో సహాయపడతాయని మేము ప్రతిపాదిస్తున్నాము.ముందుగా, లక్ష్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు వాయుమార్గం యొక్క సరైన ప్రాంతంలో ఉండేలా జన్యు వాహక కణాలకు సహాయం చేయడానికి వాటిని వాయుమార్గ ఉపరితలంపై అయస్కాంతం ద్వారా మార్గనిర్దేశం చేయవచ్చు;మరియు ASL) సెల్ లేయర్‌లోకి వెళ్లడం 6. MP లు యాంటీబాడీస్, కెమోథెరపీ డ్రగ్స్ లేదా కణ త్వచాలకు అటాచ్ చేసే లేదా వాటి సంబంధిత కణ ఉపరితల గ్రాహకాలకు బంధించే మరియు కణితి ప్రదేశాలలో పేరుకుపోయే ఇతర చిన్న అణువులతో బంధించినప్పుడు లక్ష్యంగా ఉన్న డ్రగ్ డెలివరీ వాహనాలుగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. స్థిర విద్యుత్ ఉనికి.క్యాన్సర్ చికిత్స కోసం అయస్కాంత క్షేత్రాలు 7. ఇతర "హైపర్థెర్మిక్" పద్ధతులు డోలనం చేసే అయస్కాంత క్షేత్రాలకు గురైనప్పుడు MPలను వేడి చేయడం ద్వారా కణితి కణాలను చంపే లక్ష్యంతో ఉంటాయి.కణాలలోకి DNA బదిలీని మెరుగుపరచడానికి అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని బదిలీ ఏజెంట్‌గా ఉపయోగించే అయస్కాంత బదిలీ సూత్రం, కణ తంతువుల కోసం కష్టతరమైన నాన్-వైరల్ మరియు వైరల్ జన్యు వెక్టర్‌ల శ్రేణిని ఉపయోగించి సాధారణంగా విట్రోలో ఉపయోగించబడుతుంది. ..స్థిరమైన అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో మానవ శ్వాసనాళ ఎపిథీలియం యొక్క సెల్ లైన్‌లోకి LV MP ఇన్ విట్రో డెలివరీతో LV మాగ్నెటోట్రాన్స్‌ఫెక్షన్ యొక్క సామర్థ్యం స్థాపించబడింది, ఇది LV వెక్టర్‌తో పోలిస్తే 186 రెట్లు ట్రాన్స్‌డక్షన్ సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది.సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్ యొక్క ఇన్ విట్రో మోడల్‌కు కూడా LV MT వర్తింపజేయబడింది, ఇక్కడ అయస్కాంత బదిలీ వలన సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్ కఫం సమక్షంలో గాలి-ద్రవ ఇంటర్‌ఫేస్ కల్చర్‌లలో LV ట్రాన్స్‌డక్షన్‌ను 20 కారకాలతో పెంచారు.అయినప్పటికీ, వివో ఆర్గాన్ మాగ్నెటోట్రాన్స్‌ఫెక్షన్ సాపేక్షంగా తక్కువ శ్రద్ధను పొందింది మరియు కొన్ని జంతు అధ్యయనాలలో మాత్రమే అంచనా వేయబడింది11,12,13,14,15, ముఖ్యంగా ఊపిరితిత్తులలో.అయినప్పటికీ, సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్‌లో ఊపిరితిత్తుల చికిత్సలో అయస్కాంత బదిలీ యొక్క అవకాశాలు స్పష్టంగా ఉన్నాయి.టాన్ మరియు ఇతరులు.(2020) "మాగ్నెటిక్ నానోపార్టికల్స్ యొక్క సమర్థవంతమైన పల్మనరీ డెలివరీపై ధ్రువీకరణ అధ్యయనం సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్ ఉన్న రోగులలో క్లినికల్ ఫలితాలను మెరుగుపరచడానికి భవిష్యత్తులో CFTR ఇన్హేలేషన్ వ్యూహాలకు మార్గం సుగమం చేస్తుంది" అని పేర్కొంది.
అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో శ్వాసకోశ ఉపరితలంపై చిన్న అయస్కాంత కణాల ప్రవర్తనను దృశ్యమానం చేయడం మరియు అధ్యయనం చేయడం కష్టం, అందువల్ల అవి సరిగా అర్థం కాలేదు.ఇతర అధ్యయనాలలో, గ్యాస్ ఛానల్ ఉపరితల ఆర్ద్రీకరణను నేరుగా కొలవడానికి ASL18 డెప్త్ మరియు MCT19 ప్రవర్తనలో వివో మార్పులలో నాన్-ఇన్వాసివ్ ఇమేజింగ్ మరియు నిమిషం యొక్క పరిమాణీకరణ కోసం మేము సింక్రోట్రోన్ ప్రోపగేషన్ బేస్డ్ ఫేజ్ కాంట్రాస్ట్ ఎక్స్-రే ఇమేజింగ్ (PB-PCXI) పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసాము. మరియు ప్రారంభ సూచిక చికిత్స ప్రభావంగా ఉపయోగించబడుతుంది.అదనంగా, మా MCT స్కోరింగ్ పద్ధతి PB-PCXI21తో కనిపించే MCT గుర్తులుగా అల్యూమినా లేదా అధిక వక్రీభవన సూచిక గాజుతో కూడిన 10–35 µm వ్యాసం కలిగిన కణాలను ఉపయోగిస్తుంది.రెండు పద్ధతులు MPలతో సహా కణ రకాల శ్రేణిని చిత్రించడానికి అనుకూలంగా ఉంటాయి.
అధిక ప్రాదేశిక మరియు తాత్కాలిక రిజల్యూషన్ కారణంగా, మా PB-PCXI-ఆధారిత ASL మరియు MCT పరీక్షలు MP జన్యు పంపిణీ పద్ధతులను అర్థం చేసుకోవడంలో మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడంలో మాకు సహాయపడేందుకు vivoలోని సింగిల్ మరియు బల్క్ పార్టికల్స్ యొక్క డైనమిక్స్ మరియు ప్రవర్తనా విధానాలను అధ్యయనం చేయడానికి బాగా సరిపోతాయి.మేము ఇక్కడ ఉపయోగించే విధానం SPring-8 BL20B2 బీమ్‌లైన్‌ని ఉపయోగించి మా అధ్యయనాలపై ఆధారపడింది, దీనిలో మేము గమనించిన మా భిన్నమైన జన్యు వ్యక్తీకరణ నమూనాలను వివరించడంలో సహాయపడటానికి ఎలుకల నాసికా మరియు పల్మనరీ వాయుమార్గాలలోకి డమ్మీ వెక్టర్ యొక్క మోతాదును అందించిన తర్వాత ద్రవ కదలికను మేము దృశ్యమానం చేసాము. మన జన్యువులో.3.4 క్యారియర్ మోతాదుతో జంతు అధ్యయనాలు.
ఈ అధ్యయనం యొక్క లక్ష్యం ప్రత్యక్ష ఎలుకల శ్వాసనాళంలో MPల శ్రేణి యొక్క వివో కదలికలను దృశ్యమానం చేయడానికి PB-PCXI సింక్రోట్రోన్‌ను ఉపయోగించడం.ఈ PB-PCXI ఇమేజింగ్ అధ్యయనాలు MP శ్రేణి, అయస్కాంత క్షేత్ర బలం మరియు MP కదలికపై వాటి ప్రభావాన్ని గుర్తించడానికి స్థానాన్ని పరీక్షించడానికి రూపొందించబడ్డాయి.డెలివరీ చేయబడిన MF ఉండేందుకు లేదా లక్ష్య ప్రాంతానికి తరలించడానికి బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం సహాయపడుతుందని మేము ఊహించాము.ఈ అధ్యయనాలు నిక్షేపణ తర్వాత శ్వాసనాళంలో మిగిలి ఉన్న కణాల మొత్తాన్ని పెంచే అయస్కాంత కాన్ఫిగరేషన్‌లను గుర్తించడానికి కూడా మాకు అనుమతినిచ్చాయి.రెండవ శ్రేణి అధ్యయనాలలో, ఎల్‌వి-ఎంపిలను ఎలుక ఎయిర్‌వేస్‌కు వివో డెలివరీ చేయడం వల్ల ఏర్పడే ట్రాన్స్‌డక్షన్ నమూనాను ప్రదర్శించడానికి ఈ సరైన కాన్ఫిగరేషన్‌ను ఉపయోగించాలని మేము లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాము, ఎయిర్‌వే టార్గెటింగ్ సందర్భంలో ఎల్‌వి-ఎంపిల డెలివరీ ఫలితంగా ఉంటుంది. పెరిగిన LV ట్రాన్స్‌డక్షన్ సామర్థ్యంలో..
అన్ని జంతు అధ్యయనాలు అడిలైడ్ విశ్వవిద్యాలయం (M-2019-060 మరియు M-2020-022) మరియు SPring-8 సింక్రోట్రోన్ యానిమల్ ఎథిక్స్ కమిటీ ఆమోదించిన ప్రోటోకాల్‌లకు అనుగుణంగా నిర్వహించబడ్డాయి.ARRIVE యొక్క సిఫార్సులకు అనుగుణంగా ప్రయోగాలు జరిగాయి.
అన్ని ఎక్స్-రే చిత్రాలు జపాన్‌లోని SPring-8 సింక్రోట్రోన్ వద్ద BL20XU బీమ్‌లైన్ వద్ద గతంలో వివరించిన విధంగానే సెటప్‌ను ఉపయోగించి తీయబడ్డాయి.క్లుప్తంగా, ప్రయోగాత్మక పెట్టె సింక్రోట్రోన్ నిల్వ రింగ్ నుండి 245 మీటర్ల దూరంలో ఉంది.ఫేజ్ కాంట్రాస్ట్ ఎఫెక్ట్‌లను సృష్టించడానికి పార్టికల్ ఇమేజింగ్ అధ్యయనాలకు 0.6 మీ మరియు వివో ఇమేజింగ్ అధ్యయనాలకు 0.3 మీ నమూనా నుండి డిటెక్టర్ దూరం ఉపయోగించబడుతుంది.25 కెవి శక్తితో ఏకవర్ణ పుంజం ఉపయోగించబడింది.sCMOS డిటెక్టర్‌తో జతచేయబడిన అధిక రిజల్యూషన్ ఎక్స్-రే ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ (SPring-8 BM3) ఉపయోగించి చిత్రాలు పొందబడ్డాయి.ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ 10 µm మందపాటి సింటిలేటర్ (Gd3Al2Ga3O12) ఉపయోగించి X-కిరణాలను కనిపించే కాంతిగా మారుస్తుంది, ఇది ×10 (NA 0.3) మైక్రోస్కోప్ ఆబ్జెక్టివ్‌ని ఉపయోగించి sCMOS సెన్సార్‌కు మళ్లించబడుతుంది.sCMOS డిటెక్టర్ అనేది 2048 × 2048 పిక్సెల్‌ల శ్రేణి పరిమాణం మరియు 6.5 × 6.5 µm యొక్క ముడి పిక్సెల్ పరిమాణంతో ఓర్కా-ఫ్లాష్4.0 (హమామట్సు ఫోటోనిక్స్, జపాన్).ఈ సెట్టింగ్ ప్రభావవంతమైన ఐసోట్రోపిక్ పిక్సెల్ పరిమాణాన్ని 0.51 µm మరియు సుమారు 1.1 mm × 1.1 mm వీక్షణ క్షేత్రాన్ని అందిస్తుంది.శ్వాసనాళాల లోపల మరియు వెలుపల ఉన్న అయస్కాంత కణాల సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తిని పెంచడానికి 100 ms ఎక్స్పోజర్ వ్యవధి ఎంపిక చేయబడింది, అదే సమయంలో శ్వాస తీసుకోవడం వల్ల కలిగే చలన కళాఖండాలను తగ్గిస్తుంది.వివో అధ్యయనాల కోసం, ఎక్స్‌పోజర్‌ల మధ్య ఎక్స్-రే పుంజాన్ని నిరోధించడం ద్వారా రేడియేషన్ మోతాదును పరిమితం చేయడానికి ఎక్స్-రే మార్గంలో వేగవంతమైన ఎక్స్-రే షట్టర్ ఉంచబడింది.
BL20XU ఇమేజింగ్ చాంబర్ బయోసేఫ్టీ లెవల్ 2 సర్టిఫికేట్ పొందనందున LV మీడియా ఏ SPring-8 PB-PCXI ఇమేజింగ్ అధ్యయనాలలో ఉపయోగించబడలేదు.బదులుగా, మేము పరిమాణాలు, పదార్థాలు, ఇనుము సాంద్రతలు మరియు అనువర్తనాల శ్రేణిని కవర్ చేసే ఇద్దరు వాణిజ్య విక్రేతల నుండి మంచి-వర్ణించబడిన MPల శ్రేణిని ఎంచుకున్నాము - ముందుగా అయస్కాంత క్షేత్రాలు గాజు కేశనాళికలలో MPల కదలికను ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడానికి, ఆపై జీవన వాయుమార్గాలు.ఉపరితల.MP యొక్క పరిమాణం 0.25 నుండి 18 µm వరకు ఉంటుంది మరియు వివిధ పదార్థాల నుండి తయారు చేయబడింది (టేబుల్ 1 చూడండి), అయితే MPలోని అయస్కాంత కణాల పరిమాణంతో సహా ప్రతి నమూనా యొక్క కూర్పు తెలియదు.మా విస్తృతమైన MCT అధ్యయనాలు 19, 20, 21, 23, 24 ఆధారంగా, ట్రాచల్ ఎయిర్‌వే ఉపరితలంపై 5 µm వరకు ఉన్న MPలను చూడవచ్చని మేము ఆశిస్తున్నాము, ఉదాహరణకు, MP కదలిక యొక్క మెరుగైన దృశ్యమానతను చూడటానికి వరుస ఫ్రేమ్‌లను తీసివేయడం ద్వారా.ఒకే MP 0.25 µm ఇమేజింగ్ పరికరం యొక్క రిజల్యూషన్ కంటే చిన్నది, అయితే PB-PCXI వాటి వాల్యూమెట్రిక్ కాంట్రాస్ట్ మరియు డిపాజిట్ చేసిన తర్వాత అవి జమ చేయబడిన ఉపరితల ద్రవం యొక్క కదలికను గుర్తించగలదని భావిస్తున్నారు.
పట్టికలో ప్రతి MP కోసం నమూనాలు.1 0.63 మిమీ అంతర్గత వ్యాసంతో 20 μl గాజు కేశనాళికలలో (డ్రమ్మండ్ మైక్రోక్యాప్స్, PA, USA) తయారు చేయబడింది.కార్పస్కులర్ కణాలు నీటిలో అందుబాటులో ఉంటాయి, అయితే CombiMag కణాలు తయారీదారు యొక్క యాజమాన్య ద్రవంలో అందుబాటులో ఉంటాయి.ప్రతి గొట్టం సగం ద్రవంతో నిండి ఉంటుంది (సుమారు 11 µl) మరియు నమూనా హోల్డర్‌పై ఉంచబడుతుంది (మూర్తి 1 చూడండి).గాజు కేశనాళికలు వరుసగా ఇమేజింగ్ చాంబర్‌లోని వేదికపై అడ్డంగా ఉంచబడ్డాయి మరియు ద్రవ అంచుల వద్ద ఉంచబడ్డాయి.అరుదైన ఎర్త్, నియోడైమియం, ఐరన్ మరియు బోరాన్ (NdFeB) (N35, cat. No. LM1652, Jaycar Electronics, Australia)తో తయారు చేయబడిన 19 mm వ్యాసం (28 mm పొడవు) నికెల్-షెల్ అయస్కాంతం 1.17 T యొక్క పునశ్చరణతో జతచేయబడింది. రెండరింగ్ సమయంలో మీ స్థానాన్ని రిమోట్‌గా మార్చడానికి ప్రత్యేక బదిలీ పట్టిక.అయస్కాంతం నమూనా కంటే సుమారు 30 మి.మీ ఎత్తులో ఉంచబడినప్పుడు X-రే ఇమేజింగ్ ప్రారంభమవుతుంది మరియు సెకనుకు 4 ఫ్రేమ్‌ల వద్ద చిత్రాలు సేకరించబడతాయి.ఇమేజింగ్ సమయంలో, అయస్కాంతం గ్లాస్ కేశనాళిక ట్యూబ్‌కు దగ్గరగా (సుమారు 1 మిమీ దూరంలో) తీసుకురాబడింది మరియు ఫీల్డ్ బలం మరియు స్థానం యొక్క ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి ట్యూబ్ వెంట తరలించబడింది.
xy నమూనా యొక్క అనువాద దశలో గాజు కేశనాళికలలో MP నమూనాలను కలిగి ఉన్న ఇన్ విట్రో ఇమేజింగ్ సెటప్.X- రే పుంజం యొక్క మార్గం ఎరుపు చుక్కల గీతతో గుర్తించబడింది.
MPల ఇన్ విట్రో విజిబిలిటీని స్థాపించిన తర్వాత, వాటిలోని ఉపసమితి వైల్డ్-టైప్ ఆడ విస్టార్ అల్బినో ఎలుకలపై వివోలో పరీక్షించబడింది (~12 వారాల వయస్సు, ~200 గ్రా).మెడెటోమిడిన్ 0.24 mg/kg (Domitor®, Zenoaq, జపాన్), మిడజోలం 3.2 mg/kg (డోర్మికం®, ఆస్టెల్లాస్ ఫార్మా, జపాన్) మరియు బ్యూటోర్ఫానాల్ 4 mg/kg (వెటోర్‌ఫేల్®, మీజీ సీకా).ఇంట్రాపెరిటోనియల్ ఇంజెక్షన్ ద్వారా ఎలుకలకు ఫార్మా (జపాన్) మిశ్రమంతో మత్తుమందు ఇచ్చారు.అనస్థీషియా తర్వాత, వారు శ్వాసనాళం చుట్టూ ఉన్న బొచ్చును తీసివేసి, ఒక ఎండోట్రాషియల్ ట్యూబ్ (ET; 16 Ga ఇంట్రావీనస్ కాన్యులా, టెరుమో BCT)ని చొప్పించడం ద్వారా మరియు థర్మల్ బ్యాగ్‌తో కూడిన అనుకూల-నిర్మిత ఇమేజింగ్ ప్లేట్‌లో వాటిని సుపీన్ స్థానంలో ఉంచడం ద్వారా ఇమేజింగ్ కోసం సిద్ధం చేశారు. శరీర ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహించడానికి.22. Figure 2aలో చూపిన విధంగా x-ray చిత్రంపై శ్వాసనాళాన్ని క్షితిజ సమాంతరంగా సమలేఖనం చేయడానికి ఇమేజింగ్ ప్లేట్ ఇమేజింగ్ బాక్స్‌లోని నమూనా దశకు కొంచెం కోణంలో జోడించబడింది.
(a) SPring-8 ఇమేజింగ్ యూనిట్‌లోని vivo ఇమేజింగ్ సెటప్‌లో, X-ray బీమ్ మార్గం ఎరుపు చుక్కల రేఖతో గుర్తించబడింది.(బి, సి) రెండు ఆర్తోగోనల్‌గా మౌంట్ చేయబడిన IP కెమెరాలను ఉపయోగించి ట్రాచల్ మాగ్నెట్ స్థానికీకరణ రిమోట్‌గా నిర్వహించబడింది.స్క్రీన్‌పై చిత్రం యొక్క ఎడమ వైపున, మీరు తలని పట్టుకున్న వైర్ లూప్ మరియు ET ట్యూబ్ లోపల ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన డెలివరీ కాన్యులాను చూడవచ్చు.
100 µl గాజు సిరంజిని ఉపయోగించి రిమోట్ కంట్రోల్డ్ సిరంజి పంప్ సిస్టమ్ (UMP2, వరల్డ్ ప్రెసిషన్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్, సరసోటా, FL) 30 Ga సూదిని ఉపయోగించి PE10 గొట్టాలకు (0.61 mm OD, 0.28 mm ID) కనెక్ట్ చేయబడింది.ఎండోట్రాషియల్ ట్యూబ్‌ను చొప్పించేటప్పుడు ట్రాకియాలో చిట్కా సరైన స్థితిలో ఉందని నిర్ధారించుకోవడానికి ట్యూబ్‌ను గుర్తించండి.మైక్రోపంప్‌ని ఉపయోగించి, సిరంజి ప్లాంగర్ తీసివేయబడింది మరియు ట్యూబ్ యొక్క కొనను పంపిణీ చేయాల్సిన MP నమూనాలో ముంచారు.లోడ్ చేయబడిన డెలివరీ ట్యూబ్ అప్పుడు ఎండోట్రాషియల్ ట్యూబ్‌లోకి చొప్పించబడింది, మేము ఊహించిన అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలమైన భాగంలో చిట్కాను ఉంచుతుంది.మా Arduino-ఆధారిత టైమింగ్ బాక్స్‌కు కనెక్ట్ చేయబడిన బ్రీత్ డిటెక్టర్‌ని ఉపయోగించి చిత్ర సేకరణ నియంత్రించబడింది మరియు పవర్‌ల్యాబ్ మరియు ల్యాబ్‌చార్ట్ (AD ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్, సిడ్నీ, ఆస్ట్రేలియా) ఉపయోగించి అన్ని సిగ్నల్‌లు (ఉదా, ఉష్ణోగ్రత, శ్వాసక్రియ, షట్టర్ ఓపెన్/క్లోజ్ మరియు ఇమేజ్ అక్విజిషన్) రికార్డ్ చేయబడ్డాయి. 22 ఇమేజింగ్ చేసినప్పుడు హౌసింగ్ అందుబాటులో లేనప్పుడు, రెండు IP కెమెరాలు (పానాసోనిక్ BB-SC382) ఒకదానికొకటి దాదాపు 90° వద్ద ఉంచబడ్డాయి మరియు ఇమేజింగ్ సమయంలో శ్వాసనాళానికి సంబంధించి అయస్కాంతం యొక్క స్థానాన్ని నియంత్రించడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి (మూర్తి 2b, c).చలన కళాఖండాలను తగ్గించడానికి, టెర్మినల్ రెస్పిరేటరీ ఫ్లో పీఠభూమి సమయంలో ప్రతి శ్వాసకు ఒక చిత్రం పొందబడింది.
అయస్కాంతం రెండవ దశకు జోడించబడింది, ఇది ఇమేజింగ్ బాడీ వెలుపల రిమోట్‌గా ఉంటుంది.అయస్కాంతం యొక్క వివిధ స్థానాలు మరియు కాన్ఫిగరేషన్‌లు పరీక్షించబడ్డాయి, వీటిలో: శ్వాసనాళం పైన సుమారు 30° కోణంలో ఉంచబడింది (కాన్ఫిగరేషన్‌లు బొమ్మలు 2a మరియు 3aలో చూపబడ్డాయి);ఒక అయస్కాంతం జంతువు పైన మరియు మరొకటి క్రింద, ఆకర్షణ కోసం అమర్చబడిన స్తంభాలతో (మూర్తి 3b)., జంతువు పైన ఒక అయస్కాంతం మరియు క్రింద ఒక అయస్కాంతం, వికర్షణ కోసం అమర్చబడిన పోల్స్ (మూర్తి 3c), మరియు ఒక అయస్కాంతం పైన మరియు శ్వాసనాళానికి లంబంగా ఉంటుంది (మూర్తి 3d).జంతువు మరియు అయస్కాంతాన్ని సెటప్ చేసి, పరీక్షలో ఉన్న MPని సిరంజి పంప్‌లోకి లోడ్ చేసిన తర్వాత, చిత్రాలను పొందిన తర్వాత 4 µl/సెకను చొప్పున 50 µl మోతాదును అందించండి.చిత్రాలను పొందడం కొనసాగించేటప్పుడు అయస్కాంతం శ్వాసనాళం వెంట లేదా అంతటా ముందుకు వెనుకకు తరలించబడుతుంది.
వివో ఇమేజింగ్‌లో మాగ్నెట్ కాన్ఫిగరేషన్ (ఎ) శ్వాసనాళం పైన సుమారు 30° కోణంలో ఒక అయస్కాంతం, (బి) ఆకర్షణ కోసం కాన్ఫిగర్ చేయబడిన రెండు అయస్కాంతాలు, (సి) వికర్షణ కోసం కాన్ఫిగర్ చేయబడిన రెండు అయస్కాంతాలు, (డి) పైన మరియు లంబంగా ఒక అయస్కాంతం శ్వాసనాళము.పరిశీలకుడు శ్వాసనాళం ద్వారా నోటి నుండి ఊపిరితిత్తుల వరకు చూశాడు మరియు ఎక్స్-రే కిరణం ఎలుక యొక్క ఎడమ వైపు గుండా వెళ్లి కుడి వైపు నుండి నిష్క్రమించింది.అయస్కాంతం శ్వాసమార్గం పొడవునా లేదా X-రే పుంజం యొక్క దిశలో శ్వాసనాళానికి ఎగువన ఎడమ మరియు కుడి వైపుకు తరలించబడుతుంది.
శ్వాసక్రియ మరియు హృదయ స్పందనల కలయిక లేనప్పుడు వాయుమార్గాలలో కణాల దృశ్యమానత మరియు ప్రవర్తనను గుర్తించడానికి కూడా మేము ప్రయత్నించాము.అందువల్ల, ఇమేజింగ్ వ్యవధి ముగింపులో, పెంటోబార్బిటల్ అధిక మోతాదు (సోమ్నోపెంటిల్, పిట్‌మాన్-మూర్, వాషింగ్టన్ క్రాసింగ్, USA; ~65 mg/kg ip) కారణంగా జంతువులు మానవీయంగా అనాయాసంగా మార్చబడ్డాయి.కొన్ని జంతువులు ఇమేజింగ్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌పై వదిలివేయబడ్డాయి మరియు శ్వాస మరియు హృదయ స్పందనను నిలిపివేసిన తర్వాత, ఇమేజింగ్ ప్రక్రియ పునరావృతమైంది, వాయుమార్గ ఉపరితలంపై MP కనిపించనట్లయితే MP యొక్క అదనపు మోతాదును జోడించడం జరిగింది.
ఫలిత చిత్రాలు ఫ్లాట్ మరియు డార్క్ ఫీల్డ్ కోసం సరిదిద్దబడ్డాయి మరియు MATLAB (R2020a, The Mathworks)లో వ్రాసిన అనుకూల స్క్రిప్ట్‌ను ఉపయోగించి చలనచిత్రంగా (సెకనుకు 20 ఫ్రేమ్‌లు; శ్వాసక్రియ రేటుపై ఆధారపడి 15–25 × సాధారణ వేగం) అసెంబుల్ చేయబడ్డాయి.
LV జన్యు వెక్టర్ డెలివరీపై అన్ని అధ్యయనాలు అడిలైడ్ లాబొరేటరీ యానిమల్ రీసెర్చ్ సెంటర్ విశ్వవిద్యాలయంలో నిర్వహించబడ్డాయి మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో LV-MP డెలివరీ vivoలో జన్యు బదిలీని మెరుగుపరుస్తుందో లేదో అంచనా వేయడానికి SPring-8 ప్రయోగం యొక్క ఫలితాలను ఉపయోగించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. .MF మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ప్రభావాలను అంచనా వేయడానికి, జంతువుల యొక్క రెండు సమూహాలు చికిత్స చేయబడ్డాయి: ఒక సమూహం LV MFతో మాగ్నెట్ ప్లేస్‌మెంట్‌తో ఇంజెక్ట్ చేయబడింది మరియు మరొక సమూహం అయస్కాంతం లేకుండా LV MFతో నియంత్రణ సమూహంతో ఇంజెక్ట్ చేయబడింది.
LV జన్యు వెక్టర్స్ గతంలో వివరించిన పద్ధతులు 25, 26 ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి.LacZ వెక్టర్ MPSV కాన్‌స్టిట్యూటివ్ ప్రమోటర్ (LV-LacZ)చే నడపబడే న్యూక్లియర్ లోకలైజ్డ్ బీటా-గెలాక్టోసిడేస్ జన్యువును వ్యక్తపరుస్తుంది, ఇది ట్రాన్స్‌డ్యూస్డ్ సెల్స్‌లో బ్లూ రియాక్షన్ ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది ఊపిరితిత్తుల కణజాలం యొక్క ఫ్రంట్‌లు మరియు విభాగాలపై కనిపిస్తుంది.TU/mlలో టైటర్‌ను లెక్కించడానికి హెమోసైటోమీటర్‌ని ఉపయోగించి LacZ-పాజిటివ్ కణాల సంఖ్యను మాన్యువల్‌గా లెక్కించడం ద్వారా సెల్ కల్చర్‌లలో టైట్రేషన్ నిర్వహించబడుతుంది.క్యారియర్‌లు -80°C వద్ద క్రియోప్రెజర్డ్ చేయబడి, ఉపయోగించడానికి ముందు కరిగించబడతాయి మరియు 1:1ని కలపడం ద్వారా కాంబిమ్యాగ్‌కి కట్టుబడి డెలివరీకి కనీసం 30 నిమిషాల ముందు మంచు మీద పొదిగేవి.
సాధారణ స్ప్రాగ్ డావ్లీ ఎలుకలు (n = 3/సమూహం, 1 నెల వయస్సులో 0.4mg/kg మెడెటోమిడిన్ (డోమిటర్, ఇలియం, ఆస్ట్రేలియా) మరియు 60mg/kg కెటామైన్ (ఇలియం, ఆస్ట్రేలియా) మిశ్రమంతో ~2-3 మత్తుమందు ip ) 16 Ga ఇంట్రావీనస్ కాన్యులాతో ఇంజెక్షన్ మరియు నాన్-సర్జికల్ నోటి కాన్యులేషన్.శ్వాసనాళ వాయుమార్గ కణజాలం LV ట్రాన్స్‌డక్షన్‌ని పొందుతుందని నిర్ధారించడానికి, ఇది మా మునుపు వివరించిన మెకానికల్ పెర్‌టర్బేషన్ ప్రోటోకాల్‌ను ఉపయోగించి కండిషన్ చేయబడింది, దీనిలో ట్రాచల్ ఎయిర్‌వే ఉపరితలం ఒక వైర్ బాస్కెట్‌తో అక్షంగా రుద్దబడింది (N-సర్కిల్, చిట్కా NTSE-022115 లేకుండా నిటినోల్ స్టోన్ ఎక్స్‌ట్రాక్టర్) -UDH, కుక్ మెడికల్, USA) 30 p28.అప్పుడు, బయోసేఫ్టీ క్యాబినెట్‌లో కలవరపరిచిన 10 నిమిషాల తర్వాత, LV-MP యొక్క ట్రాచల్ అడ్మినిస్ట్రేషన్ నిర్వహించబడింది.
ఈ ప్రయోగంలో ఉపయోగించిన అయస్కాంత క్షేత్రం ఇన్ వివో ఎక్స్-రే అధ్యయనం వలె కాన్ఫిగర్ చేయబడింది, అదే అయస్కాంతాలను స్వేదనం స్టెంట్ క్లాంప్‌లతో శ్వాసనాళంపై ఉంచారు (మూర్తి 4).LV-MP యొక్క 50 µl వాల్యూమ్ (2 x 25 µl ఆల్కాట్స్) గతంలో వివరించిన విధంగా జెల్-టిప్డ్ పైపెట్‌ను ఉపయోగించి శ్వాసనాళానికి (n = 3 జంతువులు) పంపిణీ చేయబడింది.నియంత్రణ సమూహం (n = 3 జంతువులు) అయస్కాంతాన్ని ఉపయోగించకుండా అదే LV-MPని పొందింది.ఇన్ఫ్యూషన్ పూర్తయిన తర్వాత, ఎండోట్రాషియల్ ట్యూబ్ నుండి కాన్యులా తొలగించబడుతుంది మరియు జంతువును బయటకు తీయబడుతుంది.అయస్కాంతం తొలగించబడటానికి ముందు 10 నిమిషాలు అలాగే ఉంటుంది.ఎలుకలకు మెలోక్సికామ్ (1 ml/kg) (ఇలియం, ఆస్ట్రేలియా)తో చర్మాంతరంగా డోస్ చేయబడింది, తర్వాత 1 mg/kg అటిపామజోల్ హైడ్రోక్లోరైడ్ (యాంటీసెడాన్, జోయెటిస్, ఆస్ట్రేలియా) ఇంట్రాపెరిటోనియల్ ఇంజెక్షన్ ద్వారా అనస్థీషియా ఉపసంహరణ జరిగింది.ఎలుకలు వెచ్చగా ఉంచబడ్డాయి మరియు అనస్థీషియా నుండి పూర్తిగా కోలుకునే వరకు గమనించబడ్డాయి.
బయోలాజికల్ సేఫ్టీ క్యాబినెట్‌లో LV-MP డెలివరీ పరికరం.ET ట్యూబ్ యొక్క లేత బూడిద రంగు లూయర్-లాక్ స్లీవ్ నోటి నుండి పొడుచుకు వచ్చినట్లు మీరు చూడవచ్చు మరియు చిత్రంలో చూపిన జెల్ పైపెట్ చిట్కా ET ట్యూబ్ ద్వారా శ్వాసనాళంలోకి కావలసిన లోతుకు చేర్చబడుతుంది.
LV-MP అడ్మినిస్ట్రేషన్ ప్రక్రియ తర్వాత ఒక వారం తర్వాత, 100% CO2 పీల్చడం ద్వారా జంతువులు మానవీయంగా బలి ఇవ్వబడ్డాయి మరియు మా ప్రామాణిక X-gal చికిత్సను ఉపయోగించి LacZ వ్యక్తీకరణ అంచనా వేయబడింది.ఎండోట్రాషియల్ ట్యూబ్ ప్లేస్‌మెంట్ కారణంగా ఏదైనా యాంత్రిక నష్టం లేదా ద్రవం నిలుపుదల విశ్లేషణలో చేర్చబడదని నిర్ధారించడానికి మూడు అత్యంత కాడల్ మృదులాస్థి వలయాలు తొలగించబడ్డాయి.విశ్లేషణ కోసం రెండు భాగాలను పొందేందుకు ప్రతి శ్వాసనాళం పొడవుగా కత్తిరించబడింది మరియు లూమినల్ ఉపరితలాన్ని దృశ్యమానం చేయడానికి మినిటియన్ సూదిని (ఫైన్ సైన్స్ టూల్స్) ఉపయోగించి సిలికాన్ రబ్బరు (సిల్గార్డ్, డౌ ఇంక్) కలిగిన కప్పులో ఉంచబడింది.డిజిలైట్ కెమెరా మరియు టికాప్చర్ సాఫ్ట్‌వేర్ (టక్సెన్ ఫోటోనిక్స్, చైనా)తో నికాన్ మైక్రోస్కోప్ (SMZ1500)ని ఉపయోగించి ఫ్రంటల్ ఫోటోగ్రఫీ ద్వారా ప్రసారం చేయబడిన కణాల పంపిణీ మరియు పాత్ర నిర్ధారించబడింది.చిత్రాలు 20x మాగ్నిఫికేషన్‌లో (శ్వాసనాళం యొక్క పూర్తి వెడల్పు కోసం గరిష్ట సెట్టింగ్‌తో సహా) పొందబడ్డాయి, శ్వాసనాళం యొక్క మొత్తం పొడవు దశలవారీగా ప్రదర్శించబడుతుంది, చిత్రాలను "కుట్టడానికి" అనుమతించడానికి ప్రతి చిత్రం మధ్య తగినంత అతివ్యాప్తిని అందిస్తుంది.కాంపోజిట్ ఇమేజ్ ఎడిటర్ వెర్షన్ 2.0.3 (మైక్రోసాఫ్ట్ రీసెర్చ్)ని ఉపయోగించి ప్లానార్ మోషన్ అల్గోరిథం ఉపయోగించి ప్రతి శ్వాసనాళం నుండి చిత్రాలు ఒకే మిశ్రమ చిత్రంగా మిళితం చేయబడ్డాయి. 0.35 < హ్యూ < 0.58, సంతృప్తత > 0.15 మరియు విలువ < 0.7 సెట్టింగ్‌లను ఉపయోగించి ప్రతి జంతువు నుండి ట్రాచల్ కాంపోజిట్ ఇమేజ్‌లలోని లాక్‌జెడ్ ఎక్స్‌ప్రెషన్ వైశాల్యం గతంలో వివరించిన విధంగా ఆటోమేటెడ్ MATLAB స్క్రిప్ట్ (R2020a, MathWorks) ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది. 0.35 < హ్యూ < 0.58, సంతృప్తత > 0.15 మరియు విలువ < 0.7 సెట్టింగ్‌లను ఉపయోగించి, ప్రతి జంతువు నుండి ట్రాచల్ కాంపోజిట్ ఇమేజ్‌లలోని లాక్‌జెడ్ వ్యక్తీకరణ యొక్క వైశాల్యం గతంలో వివరించిన విధంగా ఆటోమేటెడ్ MATLAB స్క్రిప్ట్ (R2020a, MathWorks) ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది. Ллощадь экспрессиరకు LACZ в составных зазениях трахеи оажеиого живогогరికి квозено రికి оматирванног ц ценария Matlab (R2020A, Mathworks), как о описано ране 28, с 0,35 యొక్క 0,35, 0,35 значение <0 ,7. ప్రతి జంతువు నుండి మిశ్రమ శ్వాసనాళ చిత్రాలలో LacZ వ్యక్తీకరణ యొక్క వైశాల్యం 0.35 సెట్టింగ్‌లను ఉపయోగించి గతంలో వివరించిన విధంగా ఆటోమేటెడ్ MATLAB స్క్రిప్ట్ (R2020a, MathWorks) ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది.0.15 మరియు విలువ<0 .7.如前所述, 使用自动 MATLAB 脚本（R2020a,MathWorks量化，使用0.35 < 色调< 0.58、饱和度> 0.15 和值< 0.7 的设置。如 前所 述 , 自动 自动 Matlab 脚本 （r2020a , Mathworks量化 , 使用 使用 使用 0.35 <色调 <0.58 、> 0.15 .. … Области экспрессии LacZ на составных изображениях трахеи каждого животного количественно определяли с использованием автоматизированного сценария MATLAB (R2020a, MathWorks), как описано ранее, с использованием настроек 0,35 <оттенок <0,58, насыщенность> 0,15 и значение <0,7 . 0.35 <హ్యూ <0.58, సంతృప్తత> 0.15 మరియు విలువ <0.7 సెట్టింగ్‌లను ఉపయోగించి గతంలో వివరించిన విధంగా ప్రతి జంతువు యొక్క శ్వాసనాళం యొక్క మిశ్రమ చిత్రాలపై LacZ వ్యక్తీకరణ యొక్క ప్రాంతాలు ఆటోమేటెడ్ MATLAB స్క్రిప్ట్ (R2020a, MathWorks) ఉపయోగించి లెక్కించబడ్డాయి.GIMP v2.10.24లో కణజాల ఆకృతులను ట్రాక్ చేయడం ద్వారా, కణజాల ప్రాంతాన్ని గుర్తించడానికి మరియు శ్వాసనాళ కణజాలం వెలుపల ఏవైనా తప్పుడు గుర్తింపులను నిరోధించడానికి ప్రతి మిశ్రమ చిత్రం కోసం ఒక ముసుగు మానవీయంగా సృష్టించబడుతుంది.ప్రతి జంతువు నుండి అన్ని మిశ్రమ చిత్రాల నుండి తడిసిన ప్రాంతాలు ఆ జంతువు కోసం మొత్తం తడిసిన ప్రాంతాన్ని ఇవ్వడానికి సంగ్రహించబడ్డాయి.సాధారణీకరించిన ప్రాంతాన్ని పొందడానికి పెయింట్ చేసిన ప్రాంతం ముసుగు యొక్క మొత్తం వైశాల్యంతో విభజించబడింది.
ప్రతి శ్వాసనాళం పారాఫిన్‌లో పొందుపరచబడింది మరియు 5 µm మందంతో విభజించబడింది.విభాగాలు 5 నిమిషాల పాటు న్యూట్రల్ ఫాస్ట్ రెడ్‌తో ప్రతిఘటించబడ్డాయి మరియు నికాన్ ఎక్లిప్స్ E400 మైక్రోస్కోప్, DS-Fi3 కెమెరా మరియు NIS ఎలిమెంట్ క్యాప్చర్ సాఫ్ట్‌వేర్ (వెర్షన్ 5.20.00) ఉపయోగించి చిత్రాలు పొందబడ్డాయి.
అన్ని గణాంక విశ్లేషణలు గ్రాప్‌ప్యాడ్ ప్రిజం v9 (గ్రాప్‌ప్యాడ్ సాఫ్ట్‌వేర్, ఇంక్.)లో నిర్వహించబడ్డాయి.గణాంక ప్రాముఖ్యత p ≤ 0.05 వద్ద సెట్ చేయబడింది.షాపిరో-విల్క్ పరీక్షను ఉపయోగించి సాధారణతను పరీక్షించారు మరియు జతచేయని t-పరీక్షను ఉపయోగించి LacZ స్టెయినింగ్‌లో తేడాలు అంచనా వేయబడ్డాయి.
టేబుల్ 1లో వివరించిన ఆరు MPలు PCXI ద్వారా పరిశీలించబడ్డాయి మరియు దృశ్యమానత టేబుల్ 2లో వివరించబడింది. రెండు పాలీస్టైరిన్ MPలు (MP1 మరియు MP2; 18 µm మరియు 0.25 µm, వరుసగా) PCXI ద్వారా కనిపించలేదు, కానీ మిగిలిన నమూనాలను గుర్తించవచ్చు. (ఉదాహరణలు మూర్తి 5 లో చూపబడ్డాయి).MP3 మరియు MP4 బలహీనంగా కనిపిస్తాయి (10-15% Fe3O4; 0.25 µm మరియు 0.9 µm, వరుసగా).MP5 (98% Fe3O4; 0.25 µm) పరీక్షించబడిన కొన్ని చిన్న కణాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఇది చాలా స్పష్టంగా ఉంది.CombiMag MP6 ఉత్పత్తిని గుర్తించడం కష్టం.అన్ని సందర్భాల్లో, అయస్కాంతాన్ని కేశనాళికకు సమాంతరంగా ముందుకు వెనుకకు తరలించడం ద్వారా MFలను గుర్తించే మా సామర్థ్యం బాగా మెరుగుపడింది.అయస్కాంతాలు కేశనాళిక నుండి దూరంగా వెళ్ళినప్పుడు, కణాలు పొడవాటి గొలుసులలో బయటకు తీయబడ్డాయి, అయితే అయస్కాంతాలు సమీపించేకొద్దీ మరియు అయస్కాంత క్షేత్ర బలం పెరగడంతో, కణాలు కేశనాళిక ఎగువ ఉపరితలం వైపుకు మారడంతో కణ గొలుసులు కుదించబడతాయి (అనుబంధ వీడియో S1 చూడండి : MP4), ఉపరితలం వద్ద కణ సాంద్రతను పెంచుతుంది.దీనికి విరుద్ధంగా, కేశనాళిక నుండి అయస్కాంతం తొలగించబడినప్పుడు, క్షేత్ర బలం తగ్గుతుంది మరియు MP లు కేశనాళిక ఎగువ ఉపరితలం నుండి విస్తరించి ఉన్న పొడవైన గొలుసులుగా మార్చబడతాయి (సప్లిమెంటరీ వీడియో S2: MP4 చూడండి).అయస్కాంతం కదలడం ఆగిపోయిన తర్వాత, కణాలు సమతౌల్య స్థితికి చేరుకున్న తర్వాత కొంత సమయం వరకు కదులుతూనే ఉంటాయి.MP కేశనాళిక ఎగువ ఉపరితలం వైపు మరియు దూరంగా కదులుతున్నప్పుడు, అయస్కాంత కణాలు ద్రవం ద్వారా శిధిలాలను లాగుతాయి.
PCXI కింద MP యొక్క దృశ్యమానత నమూనాల మధ్య గణనీయంగా మారుతుంది.(a) MP3, (b) MP4, (c) MP5 మరియు (d) MP6.ఇక్కడ చూపిన చిత్రాలన్నీ కేశనాళికకు నేరుగా దాదాపు 10 మిమీ పైన ఉన్న అయస్కాంతంతో తీయబడ్డాయి.స్పష్టమైన పెద్ద వృత్తాలు కేశనాళికలలో చిక్కుకున్న గాలి బుడగలు, దశ కాంట్రాస్ట్ ఇమేజ్ యొక్క నలుపు మరియు తెలుపు అంచు లక్షణాలను స్పష్టంగా చూపుతాయి.ఎరుపు పెట్టె కాంట్రాస్ట్‌ను పెంచే మాగ్నిఫికేషన్‌ను సూచిస్తుంది.అన్ని బొమ్మలలోని మాగ్నెట్ సర్క్యూట్‌ల వ్యాసాలు స్కేల్‌గా ఉండవని మరియు చూపిన దానికంటే దాదాపు 100 రెట్లు పెద్దవిగా ఉన్నాయని గమనించండి.
అయస్కాంతం కేశనాళిక పైభాగంలో ఎడమ మరియు కుడి వైపుకు కదులుతున్నప్పుడు, MP స్ట్రింగ్ యొక్క కోణం అయస్కాంతంతో సమలేఖనం చేయడానికి మారుతుంది (మూర్తి 6 చూడండి), తద్వారా అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలను వివరిస్తుంది.MP3-5 కోసం, తీగ థ్రెషోల్డ్ కోణాన్ని చేరుకున్న తర్వాత, కణాలు కేశనాళిక ఎగువ ఉపరితలం వెంట లాగబడతాయి.ఇది తరచుగా అయస్కాంత క్షేత్రం బలంగా ఉన్న చోట MPలు పెద్ద సమూహాలుగా ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది (అనుబంధ వీడియో S3: MP5 చూడండి).కేశనాళిక చివరకి దగ్గరగా ఇమేజింగ్ చేస్తున్నప్పుడు ఇది ప్రత్యేకంగా స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది, దీని వలన MP ద్రవ-గాలి ఇంటర్‌ఫేస్‌లో సమగ్రంగా మరియు కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది.MP3-5లో ఉన్న వాటి కంటే వేరు చేయడం కష్టంగా ఉన్న MP6లోని కణాలు, అయస్కాంతం కేశనాళిక వెంట కదిలినప్పుడు లాగలేదు, కానీ MP స్ట్రింగ్‌లు విడిపోయి, కణాలను వీక్షణలో వదిలివేసాయి (అనుబంధ వీడియో S4: MP6 చూడండి).కొన్ని సందర్భాల్లో, అయస్కాంతాన్ని ఇమేజింగ్ సైట్ నుండి చాలా దూరం తరలించడం ద్వారా అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రం తగ్గించబడినప్పుడు, మిగిలిన MPలు ఎవరైనా స్ట్రింగ్‌లో మిగిలి ఉన్న గురుత్వాకర్షణ ద్వారా నెమ్మదిగా ట్యూబ్ దిగువ ఉపరితలంపైకి దిగారు (అనుబంధ వీడియో S5: MP3 చూడండి) .
అయస్కాంతం కేశనాళిక పైన కుడి వైపుకు కదులుతున్నప్పుడు MP స్ట్రింగ్ యొక్క కోణం మారుతుంది.(a) MP3, (b) MP4, (c) MP5 మరియు (d) MP6.ఎరుపు పెట్టె కాంట్రాస్ట్‌ను పెంచే మాగ్నిఫికేషన్‌ను సూచిస్తుంది.ఈ స్టాటిక్ ఇమేజ్‌లలో దృశ్యమానం చేయలేని ముఖ్యమైన పార్టికల్ స్ట్రక్చర్ మరియు డైనమిక్ సమాచారాన్ని బహిర్గతం చేస్తున్నందున అదనపు వీడియోలు సమాచార ప్రయోజనాల కోసం అని దయచేసి గమనించండి.
శ్వాసనాళం వెంట నెమ్మదిగా అయస్కాంతాన్ని ముందుకు వెనుకకు తరలించడం వలన వివోలో సంక్లిష్ట కదలికల సందర్భంలో MF యొక్క విజువలైజేషన్‌ను సులభతరం చేస్తుందని మా పరీక్షలు చూపించాయి.కేశనాళికలో పాలీస్టైరిన్ పూసలు (MP1 మరియు MP2) కనిపించనందున ఇన్ వివో పరీక్షలు నిర్వహించబడలేదు.మిగిలిన నాలుగు MFలలో ప్రతి ఒక్కటి శ్వాసనాళంపై 30° కోణంలో నిలువుగా ఉండే అయస్కాంతం యొక్క పొడవాటి అక్షంతో వివోలో పరీక్షించబడింది (గణాంకాలు 2b మరియు 3a చూడండి), దీని ఫలితంగా పొడవైన MF గొలుసులు ఏర్పడి మరింత ప్రభావవంతంగా ఉంటాయి. ఒక అయస్కాంతం కంటే..కాన్ఫిగరేషన్ ముగించబడింది.MP3, MP4 మరియు MP6 ఏ సజీవ జంతువుల శ్వాసనాళంలో కనుగొనబడలేదు.జంతువులను మానవీయంగా చంపిన తర్వాత ఎలుకల శ్వాసకోశాన్ని దృశ్యమానం చేసినప్పుడు, సిరంజి పంపును ఉపయోగించి అదనపు వాల్యూమ్‌ను జోడించినప్పుడు కూడా కణాలు కనిపించవు.MP5 అత్యధిక ఐరన్ ఆక్సైడ్ కంటెంట్‌ను కలిగి ఉంది మరియు ఇది కనిపించే ఏకైక కణం, కాబట్టి ఇది vivoలో MP ప్రవర్తనను అంచనా వేయడానికి మరియు వర్గీకరించడానికి ఉపయోగించబడింది.
MF చొప్పించే సమయంలో శ్వాసనాళంపై అయస్కాంతాన్ని ఉంచడం వలన అనేకం, కానీ అన్నీ కాదు, MFలు వీక్షణ క్షేత్రంలో కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి.మానవీయంగా అనాయాసంగా మార్చబడిన జంతువులలో కణాల శ్వాసనాళ ప్రవేశం ఉత్తమంగా గమనించబడుతుంది.ఫిగర్ 7 మరియు సప్లిమెంటరీ వీడియో S6: MP5 వెంట్రల్ శ్వాసనాళం యొక్క ఉపరితలంపై రేణువుల వేగవంతమైన అయస్కాంత సంగ్రహణ మరియు అమరికను చూపుతుంది, ఇది MP లను శ్వాసనాళంలోని కావలసిన ప్రాంతాలకు లక్ష్యంగా చేసుకోవచ్చని సూచిస్తుంది.MF డెలివరీ తర్వాత శ్వాసనాళం వెంట మరింత దూరం శోధిస్తున్నప్పుడు, కొన్ని MFలు కారినాకు దగ్గరగా కనుగొనబడ్డాయి, ఇది అన్ని MFలను సేకరించి పట్టుకోవడానికి తగినంత అయస్కాంత క్షేత్ర బలాన్ని సూచిస్తుంది, ఎందుకంటే అవి ద్రవ పరిపాలన సమయంలో గరిష్ట అయస్కాంత క్షేత్ర బలం ఉన్న ప్రాంతం ద్వారా పంపిణీ చేయబడ్డాయి.ప్రక్రియ.ఏదేమైనప్పటికీ, ప్రసవానంతర MP సాంద్రతలు ఇమేజ్ ప్రాంతం చుట్టూ ఎక్కువగా ఉన్నాయి, చాలా మంది MPలు అయస్కాంత క్షేత్ర బలం ఎక్కువగా ఉన్న ఎయిర్‌వే ప్రాంతాలలో ఉండిపోయారని సూచిస్తున్నారు.
ఇటీవల అనాయాసంగా మారిన ఎలుక శ్వాసనాళంలోకి (ఎ) ముందు మరియు (బి) ఇమేజింగ్ ప్రాంతం పైన ఉంచబడిన అయస్కాంతం యొక్క శ్వాసనాళంలోకి పంపబడిన చిత్రాలు.చిత్రీకరించబడిన ప్రాంతం రెండు మృదులాస్థి వలయాల మధ్య ఉంది.MP ప్రసవించే ముందు శ్వాసనాళంలో కొంత ద్రవం ఉంది.ఎరుపు పెట్టె కాంట్రాస్ట్‌ను పెంచే మాగ్నిఫికేషన్‌ను సూచిస్తుంది.ఈ చిత్రాలు S6: MP5 సప్లిమెంటరీ వీడియోలో ఫీచర్ చేయబడిన వీడియో నుండి తీసుకోబడ్డాయి.
వివోలో శ్వాసనాళం వెంట అయస్కాంతాన్ని తరలించడం వలన కేశనాళికలలో గమనించిన విధంగానే, వాయుమార్గ ఉపరితలంపై MP చైన్ యొక్క కోణంలో మార్పు వచ్చింది (మూర్తి 8 మరియు అనుబంధ వీడియో S7: MP5 చూడండి).అయినప్పటికీ, మా అధ్యయనంలో, కేశనాళికలు చేయగలిగినట్లుగా, MP లను జీవన శ్వాసనాళాల ఉపరితలం వెంట లాగడం సాధ్యం కాదు.కొన్ని సందర్భాల్లో, అయస్కాంతం ఎడమ మరియు కుడికి కదులుతున్నప్పుడు MP గొలుసు పొడవుగా ఉంటుంది.ఆసక్తికరంగా, అయస్కాంతాన్ని శ్వాసనాళం వెంట రేఖాంశంగా తరలించినప్పుడు కణ గొలుసు ద్రవం యొక్క ఉపరితల పొర యొక్క లోతును మారుస్తుందని మరియు అయస్కాంతాన్ని నేరుగా పైకి తరలించినప్పుడు మరియు కణ గొలుసును నిలువు స్థానానికి తిప్పినప్పుడు విస్తరిస్తుంది (చూడండి అనుబంధ వీడియో S7).: MP5 0:09 వద్ద, దిగువ కుడివైపు).అయస్కాంతాన్ని శ్వాసనాళం (అంటే జంతువు యొక్క ఎడమ లేదా కుడి వైపుకు, శ్వాసనాళం పొడవుతో కాకుండా) పార్శ్వంగా తరలించినప్పుడు లక్షణ కదలిక నమూనా మారింది.కణాలు వాటి కదలిక సమయంలో ఇప్పటికీ స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి, అయితే శ్వాసనాళం నుండి అయస్కాంతం తొలగించబడినప్పుడు, కణ తీగల యొక్క చిట్కాలు కనిపిస్తాయి (సప్లిమెంటరీ వీడియో S8: MP5, 0:08 నుండి ప్రారంభించి చూడండి).ఇది గాజు కేశనాళికలో అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క చర్యలో అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క గమనించిన ప్రవర్తనతో అంగీకరిస్తుంది.
ప్రత్యక్ష మత్తుమందు పొందిన ఎలుక శ్వాసనాళంలో MP5ని చూపుతున్న నమూనా చిత్రాలు.(ఎ) శ్వాసనాళం పైన మరియు ఎడమవైపు చిత్రాలను పొందేందుకు అయస్కాంతం ఉపయోగించబడుతుంది, తర్వాత (బి) అయస్కాంతాన్ని కుడివైపుకి తరలించిన తర్వాత.ఎరుపు పెట్టె కాంట్రాస్ట్‌ను పెంచే మాగ్నిఫికేషన్‌ను సూచిస్తుంది.ఈ చిత్రాలు S7's సప్లిమెంటరీ వీడియో: MP5లో ప్రదర్శించబడిన వీడియో నుండి వచ్చినవి.
రెండు ధ్రువాలను శ్వాసనాళం పైన మరియు దిగువన ఉత్తర-దక్షిణ దిశలో ట్యూన్ చేసినప్పుడు (అంటే, ఆకర్షించడం; Fig. 3b), MP తీగలు పొడవుగా కనిపించాయి మరియు శ్వాసనాళం యొక్క డోర్సల్ ఉపరితలంపై కాకుండా పార్శ్వ గోడపై ఉన్నాయి. శ్వాసనాళం (అపెండిక్స్ చూడండి).వీడియో S9:MP5).అయినప్పటికీ, ద్వంద్వ అయస్కాంత పరికరాన్ని ఉపయోగించి ద్రవ పరిపాలన తర్వాత ఒక సైట్‌లో (అంటే, శ్వాసనాళం యొక్క డోర్సల్ ఉపరితలం) కణాల యొక్క అధిక సాంద్రతలు కనుగొనబడలేదు, ఇది సాధారణంగా ఒకే అయస్కాంత పరికరంతో సంభవిస్తుంది.అప్పుడు, వ్యతిరేక ధ్రువాలను తిప్పికొట్టడానికి ఒక అయస్కాంతాన్ని కాన్ఫిగర్ చేసినప్పుడు (మూర్తి 3 సి), డెలివరీ తర్వాత వీక్షణ క్షేత్రంలో కనిపించే కణాల సంఖ్య పెరగలేదు.అయస్కాంతాలను వరుసగా ఆకర్షిస్తుంది లేదా నెట్టివేసే అధిక అయస్కాంత క్షేత్ర బలం కారణంగా రెండు మాగ్నెట్ కాన్ఫిగరేషన్‌లను సెటప్ చేయడం సవాలుగా ఉంది.సెటప్ అప్పుడు వాయుమార్గాలకు సమాంతరంగా ఒకే అయస్కాంతంగా మార్చబడింది, అయితే 90 డిగ్రీల కోణంలో వాయుమార్గాల గుండా వెళుతుంది, తద్వారా శక్తి రేఖలు ట్రాచల్ గోడను ఆర్తోగోనల్‌గా దాటాయి (మూర్తి 3 డి), ఇది కణ సముదాయం యొక్క అవకాశాన్ని నిర్ణయించడానికి ఉద్దేశించబడింది. పార్శ్వ గోడ.గమనించాలి.అయితే, ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌లో, గుర్తించదగిన MF సంచిత కదలిక లేదా అయస్కాంత కదలిక లేదు.ఈ ఫలితాలన్నింటి ఆధారంగా, జన్యు వాహకాల యొక్క వివో అధ్యయనాలలో (Fig. 3a) ఒకే అయస్కాంతం మరియు 30-డిగ్రీల ధోరణితో కూడిన కాన్ఫిగరేషన్ ఎంపిక చేయబడింది.
మానవీయంగా బలి ఇచ్చిన వెంటనే జంతువును అనేకసార్లు చిత్రించినప్పుడు, అంతరాయం కలిగించే కణజాల చలనం లేకపోవటం వలన అయస్కాంతం యొక్క అనువాద చలనానికి అనుగుణంగా 'ఊగుతూ' స్పష్టమైన ఇంటర్‌కార్టిలాజినస్ ఫీల్డ్‌లో సూక్ష్మమైన, చిన్న కణ రేఖలను గుర్తించవచ్చు.MP6 కణాల ఉనికి మరియు కదలికను స్పష్టంగా చూడండి.
LV-LacZ యొక్క టైటర్ 1.8 x 108 IU/mL, మరియు CombiMag MP (MP6)తో 1:1 కలిపిన తర్వాత, జంతువులకు 50 µl ట్రాచల్ డోస్ 9 x 107 IU/ml LV వాహనం (అంటే 4.5) ఇంజెక్ట్ చేయబడింది. x 106 TU/ఎలుక).)).ఈ అధ్యయనాలలో, ప్రసవ సమయంలో అయస్కాంతాన్ని కదిలించే బదులు, అయస్కాంత క్షేత్రం లేనప్పుడు వెక్టార్ డెలివరీతో పోలిస్తే (ఎ) ఎల్‌వి ట్రాన్స్‌డక్షన్ మెరుగుపడుతుందా మరియు (బి) వాయుమార్గం చేయగలిగితే దాన్ని గుర్తించడానికి మేము అయస్కాంతాన్ని ఒక స్థానంలో ఉంచాము. దృష్టి ఉంటుంది.ఎగువ శ్వాసకోశంలోని అయస్కాంత లక్ష్య ప్రాంతాలలో కణాలు ప్రసారం చేయబడతాయి.
మా ప్రామాణిక LV వెక్టర్ డెలివరీ ప్రోటోకాల్ వలె, అయస్కాంతాల ఉనికి మరియు LV వెక్టర్స్‌తో కలిపి CombiMag యొక్క ఉపయోగం జంతువుల ఆరోగ్యాన్ని ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేసినట్లు కనిపించలేదు.ట్రాచల్ ప్రాంతం యొక్క ఫ్రంటల్ చిత్రాలు యాంత్రిక కలవరానికి లోనవుతాయి (సప్లిమెంటరీ ఫిగ్. 1) LV-MP చికిత్స సమూహం ఒక అయస్కాంతం (Fig. 9a) సమక్షంలో ట్రాన్స్‌డక్షన్ యొక్క అధిక స్థాయిని కలిగి ఉందని చూపించింది.నియంత్రణ సమూహంలో తక్కువ మొత్తంలో బ్లూ LacZ స్టెయినింగ్ మాత్రమే ఉంది (మూర్తి 9 బి).X-Gal-స్టెయిన్డ్ నార్మల్‌లైజ్డ్ రీజియన్‌ల పరిమాణీకరణ అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో LV-MP యొక్క పరిపాలన సుమారు 6 రెట్లు మెరుగుదలకు దారితీసిందని చూపింది (Fig. 9c).
అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో LV-MP (a) మరియు అయస్కాంతం లేనప్పుడు (b) ట్రాచల్ ట్రాన్స్‌డక్షన్‌ని చూపే మిశ్రమ చిత్రాల ఉదాహరణ.(సి) అయస్కాంతం (*p = 0.029, t-test, n = 3 సమూహానికి, సగటు ± ప్రామాణిక లోపం) ఉపయోగించడంతో శ్వాసనాళంలో LacZ ట్రాన్స్‌డక్షన్ యొక్క సాధారణ ప్రాంతంలో గణాంకపరంగా గణనీయమైన మెరుగుదల.
తటస్థ ఫాస్ట్ రెడ్-స్టెయిన్డ్ సెక్షన్‌లు (సప్లిమెంటరీ ఫిగ్. 2లో చూపిన ఉదాహరణ) LacZ-స్టెయిన్డ్ కణాలు ఒకే నమూనాలో మరియు గతంలో నివేదించిన అదే ప్రదేశంలో ఉన్నాయని సూచించింది.
వాయుమార్గ జన్యు చికిత్సలో కీలకమైన సవాలు ఏమిటంటే, ఆసక్తి ఉన్న ప్రాంతాలలో క్యారియర్ కణాల యొక్క ఖచ్చితమైన స్థానికీకరణ మరియు గాలి ప్రవాహం మరియు క్రియాశీల శ్లేష్మం క్లియరెన్స్ సమక్షంలో మొబైల్ ఊపిరితిత్తులలో అధిక స్థాయి ట్రాన్స్‌డక్షన్ సామర్థ్యాన్ని సాధించడం.సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్‌లో శ్వాసకోశ వ్యాధుల చికిత్స కోసం ఉద్దేశించిన LV క్యారియర్‌ల కోసం, వాహక వాయుమార్గాలలో క్యారియర్ కణాల నివాస సమయాన్ని పెంచడం ఇప్పటివరకు సాధించలేని లక్ష్యం.కాస్టెల్లాని మరియు ఇతరులు ఎత్తి చూపినట్లుగా., ట్రాన్స్‌డక్షన్‌ను మెరుగుపరచడానికి అయస్కాంత క్షేత్రాల ఉపయోగం ఎలక్ట్రోపోరేషన్ వంటి ఇతర జన్యు పంపిణీ పద్ధతుల కంటే ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది ఎందుకంటే ఇది సరళత, ఆర్థిక వ్యవస్థ, స్థానికీకరించిన డెలివరీ, పెరిగిన సామర్థ్యం మరియు తక్కువ పొదిగే సమయాన్ని మిళితం చేస్తుంది.మరియు బహుశా వాహనం 10 తక్కువ మోతాదు.అయినప్పటికీ, బాహ్య అయస్కాంత శక్తుల ప్రభావంతో వాయుమార్గాలలోని అయస్కాంత కణాల వివో నిక్షేపణ మరియు ప్రవర్తన ఎప్పుడూ వివరించబడలేదు మరియు వాస్తవానికి చెక్కుచెదరకుండా జీవించే వాయుమార్గాలలో జన్యు వ్యక్తీకరణ స్థాయిలను పెంచే ఈ పద్ధతి యొక్క సామర్థ్యం వివోలో ప్రదర్శించబడలేదు.
PCXI సింక్రోట్రోన్‌పై మా ఇన్ విట్రో ప్రయోగాలు మేము ఉపయోగించిన ఇమేజింగ్ సెటప్‌లో MP పాలీస్టైరిన్ మినహా మేము పరీక్షించిన అన్ని కణాలు కనిపిస్తున్నాయని చూపించాయి.అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో, అయస్కాంత క్షేత్రాలు తీగలను ఏర్పరుస్తాయి, దీని పొడవు కణాల రకం మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలానికి సంబంధించినది (అనగా, అయస్కాంతం యొక్క సామీప్యత మరియు కదలిక).మూర్తి 10లో చూపినట్లుగా, ప్రతి ఒక్క కణం అయస్కాంతీకరించబడి దాని స్వంత స్థానిక అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది కాబట్టి మనం గమనించే తీగలు ఏర్పడతాయి.ఈ ప్రత్యేక క్షేత్రాలు ఇతర కణాల ఆకర్షణ మరియు వికర్షణ యొక్క స్థానిక శక్తుల నుండి స్థానిక శక్తుల కారణంగా సమూహ స్ట్రింగ్ కదలికలతో ఇతర సారూప్య కణాలను సేకరించడానికి మరియు కనెక్ట్ చేయడానికి కారణమవుతాయి.
రేఖాచిత్రం (a, b) ద్రవంతో నిండిన కేశనాళికల లోపల ఏర్పడే కణాల గొలుసులను మరియు (c, d) గాలితో నిండిన శ్వాసనాళాన్ని చూపుతుంది.కేశనాళికలు మరియు శ్వాసనాళాలు స్కేల్‌కు లాగబడలేదని గమనించండి.ప్యానెల్ (a) గొలుసులలో అమర్చబడిన Fe3O4 కణాలను కలిగి ఉన్న MF యొక్క వివరణను కూడా కలిగి ఉంది.
అయస్కాంతం కేశనాళికపై కదిలినప్పుడు, పార్టికల్ స్ట్రింగ్ యొక్క కోణం Fe3O4 కలిగి ఉన్న MP3-5 కోసం క్లిష్టమైన థ్రెషోల్డ్‌కు చేరుకుంది, ఆ తర్వాత కణ తీగ దాని అసలు స్థానంలో ఉండదు, కానీ ఉపరితలం వెంట కొత్త స్థానానికి తరలించబడింది.అయస్కాంతం.గ్లాస్ కేశనాళిక యొక్క ఉపరితలం ఈ కదలికను అనుమతించేంత మృదువైనందున ఈ ప్రభావం సంభవించవచ్చు.ఆసక్తికరంగా, MP6 (CombiMag) ఈ విధంగా ప్రవర్తించలేదు, బహుశా కణాలు చిన్నవిగా ఉన్నందున, వేరే పూత లేదా ఉపరితల ఛార్జ్ కలిగి ఉండవచ్చు లేదా యాజమాన్య క్యారియర్ ద్రవం వారి కదిలే సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.CombiMag పార్టికల్ ఇమేజ్‌లోని కాంట్రాస్ట్ కూడా బలహీనంగా ఉంది, ఇది ద్రవం మరియు కణాలు ఒకే సాంద్రత కలిగి ఉండవచ్చని మరియు అందువల్ల సులభంగా ఒకదానికొకటి కదలలేవని సూచిస్తున్నాయి.అయస్కాంతం చాలా వేగంగా కదులుతున్నట్లయితే కణాలు కూడా చిక్కుకుపోతాయి, అయస్కాంత క్షేత్ర బలం ఎల్లప్పుడూ ద్రవంలోని కణాల మధ్య ఘర్షణను అధిగమించలేదని సూచిస్తుంది, అయస్కాంత క్షేత్ర బలం మరియు అయస్కాంతం మరియు లక్ష్య ప్రాంతం మధ్య దూరం రాకూడదని సూచిస్తుంది. ఆశ్చర్యం.ముఖ్యమైన.లక్ష్య ప్రాంతం గుండా ప్రవహించే అనేక సూక్ష్మకణాలను అయస్కాంతాలు సంగ్రహించగలిగినప్పటికీ, శ్వాసనాళం యొక్క ఉపరితలం వెంట CombiMag కణాలను తరలించడానికి అయస్కాంతాలు ఆధారపడే అవకాశం లేదని కూడా ఈ ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి.అందువల్ల, vivo LV MF అధ్యయనాలు వాయుమార్గ చెట్టు యొక్క నిర్దిష్ట ప్రాంతాలను భౌతికంగా లక్ష్యంగా చేసుకోవడానికి స్థిరమైన అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఉపయోగించాలని మేము నిర్ధారించాము.
కణాలను శరీరంలోకి పంపిన తర్వాత, శరీరం యొక్క సంక్లిష్టమైన కదిలే కణజాలం నేపథ్యంలో వాటిని గుర్తించడం కష్టం, అయితే MP తీగలను "విగ్లే" చేయడానికి శ్వాసనాళంపై అయస్కాంతాన్ని అడ్డంగా తరలించడం ద్వారా వాటి గుర్తింపు సామర్థ్యం మెరుగుపరచబడింది.నిజ-సమయ ఇమేజింగ్ సాధ్యమైనప్పటికీ, జంతువు మానవీయంగా చంపబడిన తర్వాత కణాల కదలికను గుర్తించడం సులభం.అయస్కాంతం ఇమేజింగ్ ప్రాంతంపై ఉంచబడినప్పుడు MP సాంద్రతలు సాధారణంగా ఈ ప్రదేశంలో అత్యధికంగా ఉంటాయి, అయితే కొన్ని కణాలు సాధారణంగా శ్వాసనాళంలో మరింత దిగువన కనిపిస్తాయి.ఇన్ విట్రో అధ్యయనాల మాదిరిగా కాకుండా, అయస్కాంతం యొక్క కదలిక ద్వారా కణాలను శ్వాసనాళంలోకి లాగడం సాధ్యం కాదు.ఈ అన్వేషణ శ్వాసనాళం యొక్క ఉపరితలాన్ని కప్పి ఉంచే శ్లేష్మం సాధారణంగా పీల్చే కణాలను ఎలా ప్రాసెస్ చేస్తుంది, వాటిని శ్లేష్మంలో బంధిస్తుంది మరియు తరువాత వాటిని మ్యూకో-సిలియరీ క్లియరెన్స్ మెకానిజం ద్వారా క్లియర్ చేస్తుంది.
ఆకర్షణ కోసం శ్వాసనాళం పైన మరియు దిగువన ఉన్న అయస్కాంతాలను ఉపయోగించడం (Fig. 3b) ఒక పాయింట్ వద్ద ఎక్కువగా కేంద్రీకృతమై ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్రం కాకుండా మరింత ఏకరీతి అయస్కాంత క్షేత్రానికి దారితీస్తుందని మేము ఊహిస్తున్నాము, దీని ఫలితంగా కణాల యొక్క మరింత ఏకరీతి పంపిణీకి అవకాశం ఉంది..అయినప్పటికీ, మా ప్రాథమిక అధ్యయనంలో ఈ పరికల్పనకు మద్దతు ఇవ్వడానికి స్పష్టమైన ఆధారాలు కనుగొనబడలేదు.అదేవిధంగా, ఒక జత అయస్కాంతాలను తిప్పికొట్టడానికి (Fig. 3c) అమర్చడం వలన ఇమేజ్ ప్రాంతంలో ఎక్కువ కణాలు స్థిరపడలేదు.ఈ రెండు పరిశోధనలు MP పాయింటింగ్ యొక్క స్థానిక నియంత్రణను డ్యూయల్-మాగ్నెట్ సెటప్ గణనీయంగా మెరుగుపరచలేదని మరియు ఫలితంగా బలమైన అయస్కాంత శక్తులను ట్యూన్ చేయడం కష్టమని, ఈ విధానాన్ని తక్కువ ఆచరణాత్మకంగా చేస్తుంది.అదేవిధంగా, శ్వాసనాళం పైన మరియు అంతటా అయస్కాంతాన్ని ఓరియంట్ చేయడం (మూర్తి 3d) కూడా చిత్రీకరించబడిన ప్రాంతంలో మిగిలి ఉన్న కణాల సంఖ్యను పెంచలేదు.ఈ ప్రత్యామ్నాయ కాన్ఫిగరేషన్‌లలో కొన్ని విజయవంతం కాకపోవచ్చు ఎందుకంటే అవి డిపాజిషన్ జోన్‌లో అయస్కాంత క్షేత్ర బలం తగ్గుతుంది.అందువలన, 30 డిగ్రీల (Fig. 3a) వద్ద ఒకే మాగ్నెట్ కాన్ఫిగరేషన్ vivo పరీక్ష పద్ధతిలో సరళమైనది మరియు అత్యంత సమర్థవంతమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది.
LV-MP అధ్యయనం ప్రకారం, LV వెక్టర్స్‌ను CombiMagతో కలిపి మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో భౌతికంగా కలవరపడిన తర్వాత పంపిణీ చేసినప్పుడు, నియంత్రణలతో పోలిస్తే శ్వాసనాళంలో ట్రాన్స్‌డక్షన్ స్థాయిలు గణనీయంగా పెరిగాయి.సింక్రోట్రోన్ ఇమేజింగ్ అధ్యయనాలు మరియు LacZ ఫలితాల ఆధారంగా, అయస్కాంత క్షేత్రం LVని శ్వాసనాళంలో ఉంచగలదు మరియు వెంటనే ఊపిరితిత్తులలోకి లోతుగా చొచ్చుకుపోయే వెక్టార్ కణాల సంఖ్యను తగ్గించగలదు.డెలివరీ చేయబడిన టైటర్‌లు, నాన్-టార్గెటెడ్ ట్రాన్స్‌డక్షన్, ఇన్ఫ్లమేటరీ మరియు ఇమ్యూన్ సైడ్ ఎఫెక్ట్స్ మరియు జన్యు బదిలీ ఖర్చులను తగ్గించేటప్పుడు ఇటువంటి లక్ష్య మెరుగుదలలు అధిక సామర్థ్యానికి దారితీస్తాయి.ముఖ్యంగా, తయారీదారు ప్రకారం, ఇతర వైరల్ వెక్టర్స్ (AAV వంటివి) మరియు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలతో సహా ఇతర జన్యు బదిలీ పద్ధతులతో కలిపి CombiMagని ఉపయోగించవచ్చు.