Die Hämatopoese ist der Prozess der Bildung der Blutzellen, die sich vorwiegend im Knochenmark. Das Knochenmark produziert alle Arten von Blutzellen: rote Blutkörperchen, Blutplättchen und weißen Blutkörperchen (Leukozyten). Einer der prominentesten weißen Blutkörperchen-Typen sind Neutrophile-Sie helfen dem Körper Kampf gegen Infektionen und sind die am häufigsten vorkommenden subpopulation von Leukozyten. Sie sind kurzlebig und sehr Mobil ist, und geben Sie Teile des Gewebes, wo andere Zellen/Moleküle nicht.
Alle hämatopoetischen Zellen entwickeln sich im Knochenmark muss über die Blut-Gefäßwand zu geben Sie die Kreislauf-system. Blutplättchen freigesetzt werden, die von den größeren Behälter eindringen Vorsprüngen der riesigen, weitgehend unbeweglich progenitor-Zellen genannt megakaryozyten. Auf diese Weise Reifen megakaryozyten Thrombozyten produzieren und geben diese in die Blutbahn, um die Konstante Thrombozytenzahl. Zusätzlich, Sie aktiv regulieren hämatopoetischen Stammzellen Akkumulation in positiver wie negativer Weise.
Imaging das gesamte Knochenmark mit subzellulärer Auflösung zu verstehen, wie alle Spieler an einem Strang ziehen, ist weiterhin eine Herausforderung dar. Die Arbeitsgruppen von Prof. Katrin Heinze und Dr. David Stegner eingerichtet, ein profundes Bild 3D Rekonstruktion und Segmentierung pipeline für verschiedene Knochenmark-Komponenten. Diese segmentierte Objekte, die ursprünglich abgeleitet von Light Sheet Fluorescence Microscopy, dienen dann als templates für numerische Simulationen der Zelle Distributionen und deren Verhalten für die migration in das Knochenmark.
Megakaryozyten Einfluss auf zellmigration deutlich
In dieser Studie fanden die Wissenschaftler, dass hämatopoetische Stammzellen aus dem Knochenmark und Neutrophilen migration hängt von der megakaryozyten-Größe und-Verteilungen. Damit diese Simulation legt nahe, dass megakaryozyten spielen eine wichtige Rolle bei der Zell-migration, auch wenn Sie nicht die Migration selbst. Stattdessen werden die großen megakaryozyten repräsentieren passive Hindernisse, und damit erheblich Einfluss auf die migration von anderen Zellen, wie hämatopoetische Stammzellen und Neutrophilen Granulozyten im Knochenmark. In der Tat, intravital-Mikroskopie bestätigt, dass Neutrophile Mobilität reduziert war Thrombozyten-dezimierten Mäuse, wo megakaryozyten Bände erhöht werden.
Diese Studie zeigt exemplarisch, wie die Kombination von fortschrittlichen bildgebenden Verfahren in Kombination mit Computersimulationen schärfen können diese Hypothese. Heinze sagt, “Für Simulationen, Gitter und Bereiche nicht ausreichend repräsentieren die Komplexität der Gefässe und Zellen. Im Gegensatz dazu, unsere Bild-abgeleitet Vorlagen sind geeignet und daher besonders gut überlegen, da Sie widerspiegeln die physiologischen Architektur in die Knochen sehr gut.”
“Diese Studie weist auf die Bedeutung der biomechanischen Eigenschaften der Knochenmark-Umgebung bei der Regulierung der Zell-Motilität, ein Faktor, der bisher nicht geschätzt gut. Unsere Daten zeigen deutlich, dass die volumetrische Analyse der Anzahl und Lokalisierung von megakaryozyten enthält zusätzliche Informationen, schärft unser Bild von der Knochenmark-Dynamik und Mechanismen,” Stegner erklärt.
Die rechnerische tool kann nicht nur Unterstützung, 3D-Studien der dynamischen Zelle Verhalten, sondern auch helfen, zu fokussieren oder zu reduzieren, Tierversuche, wenn Hypothesen können getestet werden rechnerisch. Über Knochen und Blut Forschung, die Methode kann verwendet werden für jedes organ oder Gewebe zu befragen, dynamische Karten von ausgewählten Zelltypen und Strukturen in Gesundheit und Krankheit.
