Nature.com സന്ദർശിച്ചതിന് നന്ദി. നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ബ്രൗസർ പതിപ്പിന് CSS-ന് പരിമിതമായ പിന്തുണയേ ഉള്ളൂ. മികച്ച അനുഭവത്തിനായി, നിങ്ങൾ ഒരു അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്ത ബ്രൗസർ ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു (അല്ലെങ്കിൽ ഇന്റർനെറ്റ് എക്സ്പ്ലോററിൽ കോംപാറ്റിബിലിറ്റി മോഡ് ഓഫ് ചെയ്യുക). അതേസമയം, തുടർച്ചയായ പിന്തുണ ഉറപ്പാക്കാൻ, സ്റ്റൈലുകളും ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റും ഇല്ലാതെ ഞങ്ങൾ സൈറ്റ് പ്രദർശിപ്പിക്കും.
സിസ്റ്റിക് ഫൈബ്രോസിസ് ശ്വാസകോശ രോഗത്തിന്റെ ചികിത്സയ്ക്കുള്ള ജീൻ വെക്‌ടറുകൾ ചാലക വായുമാർഗങ്ങളെ ലക്ഷ്യം വയ്ക്കണം, കാരണം പെരിഫറൽ ശ്വാസകോശ ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ ചികിത്സാ ഗുണം നൽകില്ല. വൈറൽ ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ കാര്യക്ഷമത വെക്റ്റർ റെസിഡൻസ് സമയവുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ജീൻ കാരിയറുകൾ പോലുള്ള ഡെലിവറി ദ്രാവകങ്ങൾ പ്രചോദന സമയത്ത് സ്വാഭാവികമായും അൽവിയോളിയിലേക്ക് വ്യാപിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഏതെങ്കിലും രൂപത്തിലുള്ള ചികിത്സാ കണികകൾ മ്യൂക്കോസിലിയറി ട്രാൻസ്‌പോർട്ട് വഴി വേഗത്തിൽ ശുദ്ധീകരിക്കപ്പെടുന്നു. വായുമാർഗങ്ങളിലെ ജീൻ കാരിയറുകളുടെ താമസ സമയം നീട്ടുന്നത് പ്രധാനമാണ്, പക്ഷേ അത് നേടാൻ പ്രയാസമാണ്. വായുമാർഗങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് നയിക്കാൻ കഴിയുന്ന ജീൻ കാരിയർ-സംയോജിത കാന്തിക കണികകൾക്ക് പ്രാദേശിക ലക്ഷ്യം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. ഇൻ വിവോ വിഷ്വലൈസേഷന്റെ വെല്ലുവിളികൾ കാരണം, പ്രയോഗിച്ച കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ വായുമാർഗ ഉപരിതലത്തിലെ അത്തരം ചെറിയ കാന്തിക കണങ്ങളുടെ സ്വഭാവം മോശമായി മനസ്സിലാക്കിയിട്ടില്ല. അനസ്തേഷ്യ ചെയ്ത എലികളുടെ ശ്വാസനാളത്തിലെ കാന്തിക കണങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പരയുടെ ഇൻ വിവോ ചലനം ദൃശ്യവൽക്കരിക്കാൻ സിൻക്രോട്രോൺ ഇമേജിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് ഇൻ വിവോയിൽ വ്യക്തിഗതവും ബൾക്ക് കണിക സ്വഭാവത്തിന്റെയും ചലനാത്മകതയും പാറ്റേണുകളും പരിശോധിക്കുക എന്നതായിരുന്നു ഈ പഠനത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം. ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ലെന്റിവൈറൽ കാന്തിക കണങ്ങളുടെ ഡെലിവറി എലിയിൽ ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുമോ എന്നും ഞങ്ങൾ വിലയിരുത്തി. ശ്വാസനാളം. ഇൻ വിട്രോയിലും ഇൻ വിവോയിലും നിശ്ചലവും ചലിക്കുന്നതുമായ കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളിലെ കാന്തിക കണങ്ങളുടെ സ്വഭാവം സിൻക്രോട്രോൺ എക്സ്-റേ ഇമേജിംഗ് വെളിപ്പെടുത്തുന്നു. കാന്തങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ജീവനുള്ള വായുമാർഗത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിലൂടെ കണികകളെ എളുപ്പത്തിൽ വലിച്ചിടാൻ കഴിയില്ല, പക്ഷേ ഗതാഗത സമയത്ത്, കാന്തികക്ഷേത്രം ഏറ്റവും ശക്തമായിരിക്കുന്ന കാഴ്ച മണ്ഡലത്തിലാണ് നിക്ഷേപങ്ങൾ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്. ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ലെന്റിവൈറൽ കാന്തിക കണികകൾ വിതരണം ചെയ്തപ്പോൾ ട്രാൻസ്ഡക്ഷൻ കാര്യക്ഷമതയും ആറ് മടങ്ങ് വർദ്ധിച്ചു. ജീൻ വെക്റ്റർ ടാർഗെറ്റിംഗ് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഇൻ വിവോയിൽ എയർവേകൾ നടത്തുന്നതിൽ ട്രാൻസ്ഡക്ഷൻ ലെവലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും ലെന്റിവൈറൽ കാന്തിക കണികകളും കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളും വിലപ്പെട്ട സമീപനങ്ങളായിരിക്കാമെന്ന് ഈ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
സിസ്റ്റിക് ഫൈബ്രോസിസ് (CF) CF ട്രാൻസ്മെംബ്രെൻ കണ്ടക്റ്റൻസ് റെഗുലേറ്റർ (CFTR) എന്ന ഒരൊറ്റ ജീനിലെ വ്യതിയാനം മൂലമാണ് ഉണ്ടാകുന്നത്. CF രോഗകാരിയുടെ പ്രധാന സ്ഥലമായ കണ്ടക്റ്റിംഗ് എയർവേകൾ ഉൾപ്പെടെ ശരീരത്തിലുടനീളമുള്ള നിരവധി എപ്പിത്തീലിയൽ കോശങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഒരു അയോൺ ചാനലാണ് CFTR പ്രോട്ടീൻ. CFTR വൈകല്യങ്ങൾ അസാധാരണമായ ജലഗതാഗതത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, വായുമാർഗ ഉപരിതലത്തെ നിർജ്ജലീകരണം ചെയ്യുന്നു, വായുമാർഗ ഉപരിതല ദ്രാവക (ASL) പാളിയുടെ ആഴം കുറയ്ക്കുന്നു. വായുമാർഗങ്ങളിൽ നിന്ന് ശ്വസിക്കുന്ന കണികകളെയും രോഗകാരികളെയും നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള മ്യൂക്കോസിലിയറി ട്രാൻസ്പോർട്ട് (MCT) സിസ്റ്റത്തിന്റെ കഴിവിനെയും ഇത് തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. CFTR ജീനിന്റെ ശരിയായ പകർപ്പ് നൽകുന്നതിനും ASL, MCT, ശ്വാസകോശ ആരോഗ്യം എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഒരു ലെന്റിവൈറൽ (LV) ജീൻ തെറാപ്പി വികസിപ്പിക്കുക, കൂടാതെ vivo1-ൽ ഈ പാരാമീറ്ററുകൾ അളക്കാൻ കഴിവുള്ള പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നത് തുടരുക എന്നിവയാണ് ഞങ്ങളുടെ ലക്ഷ്യം.
CF എയർവേ ജീൻ തെറാപ്പിക്ക് എൽവി വെക്റ്ററുകൾ മുൻനിര സ്ഥാനാർത്ഥികളിൽ ഒന്നാണ്, പ്രധാനമായും അവയ്ക്ക് ചികിത്സാ ജീനിനെ എയർവേ ബേസൽ സെല്ലുകളിലേക്ക് (എയർവേ സ്റ്റെം സെല്ലുകൾ) സ്ഥിരമായി സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും എന്നതിനാലാണ്. ഇത് പ്രധാനമാണ്, കാരണം അവയ്ക്ക് ഫങ്ഷണൽ ജീൻ-തിരുത്തപ്പെട്ട CF-അനുബന്ധ എയർവേ ഉപരിതല കോശങ്ങളായി വേർതിരിച്ചുകൊണ്ട് സാധാരണ ജലാംശം, മ്യൂക്കസ് ക്ലിയറൻസ് എന്നിവ പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ആജീവനാന്ത നേട്ടങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. എൽവി വെക്റ്ററുകൾ ചാലക വായുമാർഗത്തിനെതിരെ നയിക്കണം, കാരണം ഇവിടെയാണ് CF ശ്വാസകോശ രോഗം ആരംഭിക്കുന്നത്. ശ്വാസകോശത്തിലേക്ക് കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ വെക്റ്റർ എത്തിക്കുന്നത് ആൽവിയോളാർ ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷന് കാരണമായേക്കാം, പക്ഷേ CF-ൽ ഇതിന് ചികിത്സാ ഗുണമില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ജീൻ കാരിയറുകൾ പോലുള്ള ദ്രാവകങ്ങൾ പ്രസവശേഷം പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട് സ്വാഭാവികമായും അൽവിയോളിയിലേക്ക് മൈഗ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നു3,4 കൂടാതെ ചികിത്സാ കണികകൾ MCT വഴി വേഗത്തിൽ ഓറൽ അറയിലേക്ക് ക്ലിയർ ചെയ്യപ്പെടുന്നു. സെല്ലുലാർ ആഗിരണം അനുവദിക്കുന്നതിന് വെക്റ്റർ ലക്ഷ്യ കോശങ്ങൾക്ക് സമീപം തുടരുന്ന സമയവുമായി എൽവി ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ കാര്യക്ഷമത നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു - "താമസ സമയം"5 - ഇത് സാധാരണ പ്രാദേശിക വായുപ്രവാഹവും ഏകോപിത കണികാ മ്യൂക്കസ് ക്യാപ്‌ചറും MCTയും വഴി എളുപ്പത്തിൽ കുറയ്ക്കുന്നു. CF-ന്, എയർവേയ്ക്കുള്ളിലെ LV-യുടെ താമസ സമയം നീട്ടാനുള്ള കഴിവ് ഈ മേഖലയിൽ ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ നേടുന്നതിന് പ്രധാനമാണ്, പക്ഷേ ഇതുവരെ വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതായിരുന്നു.
ഈ തടസ്സം മറികടക്കാൻ, എൽവി മാഗ്നറ്റിക് കണികകൾ (എംപികൾ) രണ്ട് പൂരക രീതികളിൽ സഹായിച്ചേക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു. ഒന്നാമതായി, അവയെ കാന്തികമായി എയർവേ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നതിലൂടെ ടാർഗെറ്റിംഗ് മെച്ചപ്പെടുത്താനും ജീൻ കാരിയർ കണികകൾ ആവശ്യമുള്ള എയർവേ മേഖലയിൽ താമസിക്കാൻ സഹായിക്കാനും; എഎസ്എൽ) സെൽ ലെയർ 6 ലേക്ക് നീങ്ങാനും കഴിയും. ആന്റിബോഡികൾ, കീമോതെറാപ്പിറ്റിക് മരുന്നുകൾ, അല്ലെങ്കിൽ കോശ സ്തരങ്ങളിൽ ഘടിപ്പിക്കുന്ന അല്ലെങ്കിൽ പ്രസക്തമായ സെൽ ഉപരിതല റിസപ്റ്ററുകളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് സ്റ്റാറ്റിക് വൈദ്യുതിയുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ട്യൂമർ സൈറ്റുകളിൽ അടിഞ്ഞുകൂടുന്ന മറ്റ് ചെറിയ തന്മാത്രകൾ എന്നിവയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, എംപികൾ ടാർഗെറ്റുചെയ്‌ത മയക്കുമരുന്ന് വിതരണ വാഹനങ്ങളായി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. കാൻസർ ചികിത്സയ്ക്കുള്ള കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ 7. മറ്റ് "ഹൈപ്പർതെർമൽ" സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ആന്ദോളന കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകുമ്പോൾ MP-കളെ ചൂടാക്കുകയും അതുവഴി ട്യൂമർ കോശങ്ങളെ നശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കോശങ്ങളിലേക്കുള്ള DNA കൈമാറ്റം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഒരു ട്രാൻസ്ഫെക്ഷൻ ഏജന്റായി ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം ഉപയോഗിക്കുന്ന കാന്തിക ട്രാൻസ്ഫെക്ഷൻ തത്വം, ട്രാൻസ്ഡ്യൂസ് ചെയ്യാൻ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള സെൽ ലൈനുകൾക്കായി വൈറൽ അല്ലാത്തതും വൈറൽ ജീൻ വെക്റ്ററുകളുടെ ഒരു ശ്രേണിയും ഉപയോഗിച്ച് സാധാരണയായി ഇൻ വിട്രോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. എൽവി മാഗ്നെറ്റോട്രാൻസ്ഫെക്ഷന്റെ ഫലപ്രാപ്തി സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടു, ഒരു സ്റ്റാറ്റിക് കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ മനുഷ്യ ബ്രോങ്കിയൽ എപ്പിത്തീലിയൽ സെൽ ലൈനിലേക്ക് എൽവി-എംപികൾ ഇൻ വിട്രോയിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, എൽവി വെക്റ്ററിനെ മാത്രം അപേക്ഷിച്ച് ട്രാൻസ്ഡക്ഷൻ കാര്യക്ഷമത 186 മടങ്ങ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. സിഎഫ് കഫത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ വായു-ദ്രാവക ഇന്റർഫേസ് സംസ്കാരങ്ങളിൽ എൽവി ട്രാൻസ്ഡക്ഷൻ 20 മടങ്ങ് വർദ്ധിപ്പിച്ച ഇൻ വിട്രോ സിഎഫ് മോഡലിലും എൽവി-എംപി പ്രയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഇൻ വിവോ അവയവങ്ങളുടെ മാഗ്നെറ്റോട്രാൻസ്ഫെക്ഷന് താരതമ്യേന കുറച്ച് ശ്രദ്ധ മാത്രമേ ലഭിച്ചിട്ടുള്ളൂ, കൂടാതെ കുറച്ച് മൃഗ പഠനങ്ങളിൽ മാത്രമേ വിലയിരുത്തപ്പെട്ടിട്ടുള്ളൂ11,12,13,14,15, പ്രത്യേകിച്ച് ശ്വാസകോശങ്ങൾ16,17. എന്നിരുന്നാലും, CF ശ്വാസകോശ ചികിത്സയിൽ മാഗ്നറ്റിക് ട്രാൻസ്ഫെക്ഷനുള്ള അവസരങ്ങൾ വ്യക്തമാണ്. "കാര്യക്ഷമമായ കാന്തിക നാനോപാർട്ടിക്കിൾ പൾമണറി ഡെലിവറിയെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു പ്രൂഫ്-ഓഫ്-കൺസെപ്റ്റ് പഠനം CF രോഗികളിൽ ക്ലിനിക്കൽ ഫലങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഭാവിയിലെ CFTR ഇൻഹാലേഷൻ തന്ത്രങ്ങൾക്ക് വഴിയൊരുക്കും" എന്ന് Tan et al.(2020) പ്രസ്താവിച്ചു.
ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ വായുമാർഗ പ്രതലങ്ങളിൽ ചെറിയ കാന്തിക കണങ്ങളുടെ സ്വഭാവം ദൃശ്യവൽക്കരിക്കാനും പഠിക്കാനും പ്രയാസമാണ്, അതിനാൽ അവ മോശമായി മനസ്സിലാക്കാനും കഴിയും. മറ്റ് പഠനങ്ങളിൽ, ASL ആഴത്തിലും MCT സ്വഭാവത്തിലും minute in vivo മാറ്റങ്ങൾ ആക്രമണാത്മകമായി ദൃശ്യവൽക്കരിക്കാനും അളക്കാനും ഞങ്ങൾ ഒരു സിൻക്രോട്രോൺ-പ്രൊപ്പഗേഷൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫേസ്-കോൺട്രാസ്റ്റ് എക്സ്-റേ ഇമേജിംഗ് (PB-PCXI) രീതി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഇത് നേരിട്ട് ഗ്യാസ് കനാൽ ഉപരിതല ജലാംശം അളക്കുന്നതിനും ചികിത്സ ഫലപ്രാപ്തിയുടെ ആദ്യകാല സൂചകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. കൂടാതെ, PB-PCXI21 ഉപയോഗിച്ച് ദൃശ്യമാകുന്ന MCT മാർക്കറുകളായി അലുമിന അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന റിഫ്രാക്റ്റീവ് ഇൻഡക്സ് ഗ്ലാസ് അടങ്ങിയ 10–35 µm വ്യാസമുള്ള കണങ്ങളെ ഞങ്ങളുടെ MCT മൂല്യനിർണ്ണയ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു. MP ഉൾപ്പെടെയുള്ള വിവിധ കണികാ തരങ്ങളുടെ ദൃശ്യവൽക്കരണത്തിന് രണ്ട് സാങ്കേതിക വിദ്യകളും അനുയോജ്യമാണ്.
ഉയർന്ന സ്പേഷ്യൽ, ടെമ്പറൽ റെസല്യൂഷൻ കാരണം, എംപി ജീൻ ഡെലിവറി ടെക്നിക്കുകൾ മനസ്സിലാക്കാനും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാനും സഹായിക്കുന്നതിന്, ഇൻ വിവോയിലെ സിംഗിൾ, ബൾക്ക് കണികാ സ്വഭാവത്തിന്റെ ചലനാത്മകതയും പാറ്റേണുകളും പരിശോധിക്കുന്നതിന് ഞങ്ങളുടെ PB-PCXI-അധിഷ്ഠിത ASL, MCT വിശകലന സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ നന്നായി യോജിക്കുന്നു. SPring-8 BL20B2 ബീംലൈൻ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഞങ്ങളുടെ പഠനങ്ങളിൽ നിന്നാണ് ഞങ്ങൾ ഇവിടെ ഉപയോഗിക്കുന്ന സമീപനം ഉരുത്തിരിഞ്ഞത്, അതിൽ എലികളുടെ നാസൽ, പൾമണറി എയർവേകളിലേക്ക് ഷാം വെക്റ്റർ ഡോസ് ഡെലിവറിയെത്തുടർന്ന് ദ്രാവക ചലനം ദൃശ്യവൽക്കരിച്ചു, ഞങ്ങളുടെ ജീൻ കാരിയർ ഡോസ് അനിമൽ പഠനങ്ങളിൽ നിരീക്ഷിച്ച ഞങ്ങളുടെ നോൺ-യൂണിഫോം ജീൻ എക്സ്പ്രഷൻ പാറ്റേണുകൾ വിശദീകരിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നതിന്.
ജീവനുള്ള എലികളുടെ ശ്വാസനാളത്തിലെ ഒരു കൂട്ടം എംപിമാരുടെ ഇൻ വിവോ ചലനങ്ങൾ ദൃശ്യവൽക്കരിക്കുന്നതിന് സിൻക്രോട്രോൺ പിബി-പിസിഎക്സ്ഐ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതായിരുന്നു ഈ പഠനത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം. എംപി ചലനത്തിൽ അവയുടെ സ്വാധീനം നിർണ്ണയിക്കാൻ എംപികളുടെ ഒരു ശ്രേണി, കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തികൾ, സ്ഥാനങ്ങൾ എന്നിവ പരീക്ഷിക്കുന്നതിനാണ് ഈ പിബി-പിസിഎക്സ്ഐ ഇമേജിംഗ് പഠനങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്. ബാഹ്യമായി പ്രയോഗിക്കുന്ന ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം ഡെലിവറി ചെയ്ത എംപിയെ ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്തേക്ക് തുടരാനോ നീങ്ങാനോ സഹായിക്കുമെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിച്ചു. നിക്ഷേപത്തിനുശേഷം ശ്വാസനാളത്തിൽ നിലനിർത്തിയിരിക്കുന്ന കണങ്ങളുടെ എണ്ണം പരമാവധിയാക്കുന്ന കാന്ത കോൺഫിഗറേഷനുകൾ തിരിച്ചറിയാനും ഈ പഠനങ്ങൾ ഞങ്ങളെ അനുവദിച്ചു. രണ്ടാമത്തെ പഠന പരമ്പരയിൽ, എയർവേ ടാർഗെറ്റിംഗിന്റെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ എൽവി-എംപികളുടെ ഡെലിവറി മെച്ചപ്പെട്ട എൽവി ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ കാര്യക്ഷമതയ്ക്ക് കാരണമാകുമെന്ന അനുമാനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, എലിയുടെ വായുമാർഗത്തിലേക്ക് എൽവി-എംപികളുടെ ഇൻ വിവോ ഡെലിവറിയുടെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ പാറ്റേൺ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നതിന് ഈ ഒപ്റ്റിമൽ കോൺഫിഗറേഷൻ ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശ്രമിച്ചു.
അഡലെയ്ഡ് സർവകലാശാലയും (M-2019-060 ഉം M-2020-022 ഉം) SPring-8 സിൻക്രോട്രോൺ അനിമൽ എത്തിക്സ് കമ്മിറ്റിയും അംഗീകരിച്ച പ്രോട്ടോക്കോളുകൾ അനുസരിച്ചാണ് എല്ലാ മൃഗ പഠനങ്ങളും നടത്തിയത്. ARRIVE മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങൾക്കനുസൃതമായാണ് പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തിയത്.
ജപ്പാനിലെ SPring-8 സിൻക്രോട്രോണിലെ BL20XU ബീംലൈനിലാണ് എല്ലാ എക്സ്-റേ ഇമേജിംഗും നടത്തിയത്, മുമ്പ് വിവരിച്ചതിന് സമാനമായ ഒരു സജ്ജീകരണം ഉപയോഗിച്ചാണ്21,22. ചുരുക്കത്തിൽ, സിൻക്രോട്രോൺ സ്റ്റോറേജ് റിംഗിൽ നിന്ന് 245 മീറ്റർ അകലെയാണ് പരീക്ഷണാത്മക ബോക്സ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. ഫേസ് കോൺട്രാസ്റ്റ് ഇഫക്റ്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് കണികാ ഇമേജിംഗ് പഠനങ്ങൾക്ക് 0.6 മീറ്ററും ഇൻ വിവോ ഇമേജിംഗ് പഠനങ്ങൾക്ക് 0.3 മീറ്ററും സാമ്പിൾ-ടു-ഡിറ്റക്ടർ ദൂരം ഉപയോഗിക്കുന്നു. 25 keV യുടെ ഒരു മോണോക്രോമാറ്റിക് ബീം ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ചു. ഒരു sCMOS ഡിറ്റക്ടറുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ എക്സ്-റേ കൺവെർട്ടർ (SPring-8 BM3) ഉപയോഗിച്ചാണ് ചിത്രങ്ങൾ പകർത്തിയത്. 10 µm കട്ടിയുള്ള സിന്റിലേറ്റർ (Gd3Al2Ga3O12) ഉപയോഗിച്ച് കൺവെർട്ടർ എക്സ്-റേകളെ ദൃശ്യപ്രകാശമാക്കി മാറ്റുന്നു, തുടർന്ന് അത് × 10 മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഒബ്ജക്റ്റീവ് (NA 0.3) ഉപയോഗിച്ച് ഒരു sCMOS സെൻസറിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്നു. sCMOS ഡിറ്റക്ടർ Orca-Flash4.0 (Hamamatsu Photonics, Japan) ആയിരുന്നു. 2048 × 2048 പിക്സലുകളുടെ ഒരു അറേ വലുപ്പവും 6.5 × 6.5 µm എന്ന അസംസ്കൃത പിക്സൽ വലുപ്പവും. ഈ സജ്ജീകരണം 0.51 µm എന്ന ഫലപ്രദമായ ഐസോട്രോപിക് പിക്സൽ വലുപ്പവും ഏകദേശം 1.1 mm × 1.1 mm എന്ന വ്യൂ ഫീൽഡും നൽകുന്നു. ശ്വസനപ്രേരിത ചലന ആർട്ടിഫാക്റ്റുകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനൊപ്പം വായുമാർഗത്തിനകത്തും പുറത്തുമുള്ള കാന്തിക കണങ്ങളുടെ സിഗ്നൽ-ടു-നോയ്‌സ് അനുപാതം പരമാവധിയാക്കുന്നതിന് 100 ms എന്ന എക്സ്പോഷർ ദൈർഘ്യം തിരഞ്ഞെടുത്തു. ഇൻ വിവോ പഠനങ്ങൾക്കായി, എക്സ്-റേ ബീം എക്സ്പോഷറുകൾക്കിടയിൽ തടയുന്നതിലൂടെ റേഡിയേഷൻ ഡോസ് പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നതിന് എക്സ്-റേ പാതയിൽ ഒരു വേഗതയേറിയ എക്സ്-റേ ഷട്ടർ സ്ഥാപിച്ചു.
BL20XU ഇമേജിംഗ് ചേമ്പറിന് ബയോസേഫ്റ്റി ലെവൽ 2 സർട്ടിഫൈഡ് ഇല്ലാത്തതിനാൽ, SPring-8 PB-PCXI ഇമേജിംഗ് പഠനങ്ങളിൽ LV കാരിയർ ഉപയോഗിച്ചിട്ടില്ല. പകരം, ഗ്ലാസ് കാപ്പിലറികൾക്കുള്ളിലും പിന്നീട് ജീവനുള്ള വായുമാർഗങ്ങളിലും കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ MP ചലനത്തെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നുവെന്ന് മനസ്സിലാക്കാൻ, വ്യത്യസ്ത വലുപ്പങ്ങൾ, വസ്തുക്കൾ, ഇരുമ്പ് സാന്ദ്രത, ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന രണ്ട് വാണിജ്യ വിതരണക്കാരിൽ നിന്ന് നന്നായി സ്വഭാവസവിശേഷതകളുള്ള MP-കളുടെ ഒരു ശ്രേണി ഞങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുത്തു. ഉപരിതലത്തിൽ. എംപികളുടെ വലുപ്പം 0.25 മുതൽ 18 μm വരെയാണ്, അവ വിവിധ വസ്തുക്കളിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് (പട്ടിക 1 കാണുക), എന്നാൽ എംപിയിലെ കാന്തിക കണങ്ങളുടെ വലുപ്പം ഉൾപ്പെടെ ഓരോ സാമ്പിളിന്റെയും ഘടന അജ്ഞാതമാണ്. ഞങ്ങളുടെ വിപുലമായ എംസിടി പഠനങ്ങൾ 19, 20, 21, 23, 24 അടിസ്ഥാനമാക്കി, 5 μm വരെ ചെറിയ എംപികൾ ശ്വാസനാളത്തിന്റെ വായുമാർഗ ഉപരിതലത്തിൽ കാണാൻ കഴിയുമെന്ന് ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് എംപി ചലനത്തിന്റെ മെച്ചപ്പെട്ട ദൃശ്യപരത കാണുന്നതിന് തുടർച്ചയായ ഫ്രെയിമുകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ. ഇമേജിംഗ് ഉപകരണത്തിന്റെ റെസല്യൂഷനേക്കാൾ 0.25 μm വലിപ്പമുള്ള ഒരു എംപി ചെറുതാണ്, എന്നാൽ പിബി-പിസിഎക്സ്ഐ അവയുടെ വോളിയം കോൺട്രാസ്റ്റും നിക്ഷേപത്തിനുശേഷം അവ നിക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്ന ഉപരിതല ദ്രാവകത്തിന്റെ ചലനവും കണ്ടെത്തുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
പട്ടിക 1 ലെ ഓരോ എംപിയുടെയും സാമ്പിളുകൾ 0.63 മില്ലീമീറ്റർ ആന്തരിക വ്യാസമുള്ള 20 μl ഗ്ലാസ് കാപ്പിലറികളിലാണ് (ഡ്രമ്മണ്ട് മൈക്രോക്യാപ്സ്, പിഎ, യുഎസ്എ) തയ്യാറാക്കിയത്. കോർപ്പസ്കുലർ കണികകൾ വെള്ളത്തിൽ ലഭ്യമാണ്, അതേസമയം കോംബിമാഗ് കണികകൾ നിർമ്മാതാവിന്റെ ഉടമസ്ഥതയിലുള്ള ദ്രാവകത്തിൽ ലഭ്യമാണ്. ഓരോ ട്യൂബിലും പകുതി ദ്രാവകം (ഏകദേശം 11 μl) നിറച്ച് സാമ്പിൾ ഹോൾഡറിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു (ചിത്രം 1 കാണുക). ഗ്ലാസ് കാപ്പിലറികൾ യഥാക്രമം ഇമേജിംഗ് ബോക്സിലെ സാമ്പിൾ ഘട്ടത്തിൽ തിരശ്ചീനമായി സ്ഥാപിക്കുകയും ദ്രാവകത്തിന്റെ അരികുകൾ സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്തു. 1.17 ന്റെ അവശിഷ്ട കാന്തികവൽക്കരണമുള്ള 19 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള (28 മില്ലീമീറ്റർ നീളമുള്ള) നിക്കൽ ഷെൽ അപൂർവ ഭൂമി നിയോഡൈമിയം ഇരുമ്പ് ബോറോൺ (NdFeB) കാന്തം (N35, cat. no. LM1652, Jaycar Electronics, ഓസ്‌ട്രേലിയ) ഇമേജിംഗ് സമയത്ത് വിദൂരമായി അതിന്റെ സ്ഥാനം മാറ്റുന്നതിനായി ടെസ്‌ല ഒരു പ്രത്യേക വിവർത്തന ഘട്ടത്തിൽ ഘടിപ്പിച്ചു. കാന്തം സാമ്പിളിന് ഏകദേശം 30 മില്ലീമീറ്റർ മുകളിൽ സ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ എക്സ്-റേ ഇമേജ് ഏറ്റെടുക്കൽ ആരംഭിക്കുന്നു, കൂടാതെ ചിത്രങ്ങൾ സെക്കൻഡിൽ 4 ഫ്രെയിമുകൾ എന്ന നിരക്കിൽ നേടുന്നു. ഇമേജിംഗ് സമയത്ത്, കാന്തം ഗ്ലാസ് കാപ്പിലറി ട്യൂബിനടുത്തേക്ക് (ഏകദേശം 1 മില്ലീമീറ്റർ അകലെ) കൊണ്ടുവന്ന്, ഫീൽഡ് ശക്തിയുടെയും സ്ഥാനത്തിന്റെയും ഫലങ്ങൾ വിലയിരുത്താൻ ട്യൂബിനൊപ്പം മാറ്റി.
സാമ്പിൾ xy വിവർത്തന ഘട്ടത്തിൽ ഗ്ലാസ് കാപ്പിലറികളിൽ MP സാമ്പിളുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഇൻ വിട്രോ ഇമേജിംഗ് സജ്ജീകരണം. എക്സ്-റേ ബീമിന്റെ പാത ചുവന്ന ഡാഷ്ഡ് ലൈൻ കൊണ്ട് അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.
എംപിമാരുടെ ഇൻ വിട്രോ ദൃശ്യപരത സ്ഥാപിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, അവയിൽ ഒരു ഉപവിഭാഗം വൈൽഡ്-ടൈപ്പ് ആൽബിനോ വിസ്റ്റാർ പെൺ എലികളിൽ (~12 ആഴ്ച പ്രായമുള്ള, ~200 ഗ്രാം) വിവോയിൽ പരീക്ഷിച്ചു. 0.24 mg/kg മെഡെറ്റോമിഡിൻ (ഡോമിറ്റർ®, സെനോക്, ജപ്പാൻ), 3.2 mg/kg മിഡാസോലം (ഡോർമിക്കം®, ആസ്റ്റെല്ലസ് ഫാർമ, ജപ്പാൻ) 4 mg/kg ബ്യൂട്ടോർഫനോൾ (വെറ്റോർഫാലെ®, മെയ്ജി സീക). എലികളെ ഫാർമയുടെ മിശ്രിതം ഉപയോഗിച്ച് ജപ്പാനിൽ ഇൻട്രാപെരിറ്റോണിയൽ കുത്തിവയ്പ്പിലൂടെ അനസ്തേഷ്യ ചെയ്തു. അനസ്തേഷ്യയ്ക്ക് ശേഷം, ശ്വാസനാളത്തിന് ചുറ്റുമുള്ള രോമങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്തുകൊണ്ട്, ഒരു എൻഡോട്രാഷ്യൽ ട്യൂബ് (ET; 16 Ga iv കാനുല, ടെറുമോ BCT) തിരുകി, ശരീര താപനില നിലനിർത്താൻ ഒരു തെർമൽ ബാഗ് അടങ്ങിയ ഒരു കസ്റ്റം-നിർമ്മിത ഇമേജിംഗ് പ്ലേറ്റിൽ സുപൈൻ ആയി നിശ്ചലമാക്കി ഇമേജിംഗിനായി അവയെ തയ്യാറാക്കി. 22 . തുടർന്ന് ഇമേജിംഗ് പ്ലേറ്റ് ഇമേജിംഗ് ബോക്സിലെ സാമ്പിൾ ട്രാൻസ്ലേഷൻ ഘട്ടത്തിൽ നേരിയ കോണിൽ ഘടിപ്പിച്ച് ശ്വാസനാളത്തെ തിരശ്ചീനമായി വിന്യസിച്ചു. ചിത്രം 2a-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ എക്സ്-റേ ചിത്രം.
(എ) SPring-8 ഇമേജിംഗ് ബോക്സിലെ ഇൻ വിവോ ഇമേജിംഗ് സജ്ജീകരണത്തിൽ, എക്സ്-റേ ബീമിന്റെ പാത ഒരു ചുവന്ന ഡാഷ്ഡ് ലൈൻ ഉപയോഗിച്ച് അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. (ബി,സി) രണ്ട് ഓർത്തോഗണലി മൌണ്ട് ചെയ്ത ഐപി ക്യാമറകൾ ഉപയോഗിച്ച് ശ്വാസനാളത്തിലെ കാന്തത്തിന്റെ പ്രാദേശികവൽക്കരണം വിദൂരമായി നടത്തി. സ്ക്രീൻ ഇമേജിന്റെ ഇടതുവശത്ത്, തല പിടിച്ചിരിക്കുന്ന വയർ ലൂപ്പും ET ട്യൂബിനുള്ളിൽ ഡെലിവറി കാനുലയും കാണാം.
100 μl ഗ്ലാസ് സിറിഞ്ച് ഉപയോഗിച്ച് ഒരു റിമോട്ട് കൺട്രോൾഡ് സിറിഞ്ച് പമ്പ് സിസ്റ്റം (UMP2, വേൾഡ് പ്രിസിഷൻ ഇൻസ്ട്രുമെന്റ്സ്, സരസോട്ട, FL) 30 Ga സൂചി വഴി PE10 ട്യൂബിംഗുമായി (OD 0.61 mm, ID 0.28 mm) ബന്ധിപ്പിച്ചു. ET ട്യൂബ് ചേർക്കുമ്പോൾ ശ്വാസനാളത്തിൽ ടിപ്പ് ശരിയായ സ്ഥാനത്താണെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ട്യൂബ് അടയാളപ്പെടുത്തുക. മൈക്രോപമ്പ് ഉപയോഗിച്ച്, ട്യൂബിന്റെ അഗ്രം വിതരണം ചെയ്യേണ്ട MP സാമ്പിളിൽ മുക്കിയിരിക്കുമ്പോൾ സിറിഞ്ച് പ്ലങ്കർ പിൻവലിക്കപ്പെട്ടു. ലോഡ് ചെയ്ത ഡെലിവറി ട്യൂബ് പിന്നീട് എൻഡോട്രാഷ്യൽ ട്യൂബിലേക്ക് തിരുകുകയും, ഞങ്ങളുടെ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന പ്രയോഗിച്ച കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ഏറ്റവും ശക്തമായ ഭാഗത്ത് ടിപ്പ് സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്തു. ഞങ്ങളുടെ ആർഡ്വിനോ അധിഷ്ഠിത ടൈമിംഗ് ബോക്സുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ശ്വസന ഡിറ്റക്ടർ ഉപയോഗിച്ച് ഇമേജ് അക്വിസിഷൻ നിയന്ത്രിക്കപ്പെട്ടു, കൂടാതെ എല്ലാ സിഗ്നലുകളും (ഉദാ: താപനില, ശ്വസനം, ഷട്ടർ തുറക്കൽ/അടയ്ക്കൽ, ഇമേജ് അക്വിസിഷൻ) പവർലാബ്, ലാബ്ചാർട്ട് (AD ഇൻസ്ട്രുമെന്റ്സ്, സിഡ്നി, ഓസ്ട്രേലിയ) ഉപയോഗിച്ച് റെക്കോർഡുചെയ്‌തു. 22. ഇമേജിംഗ് ചെയ്യുമ്പോൾ എൻക്ലോഷർ ആക്‌സസ്സുചെയ്യാനാകാത്തപ്പോൾ, രണ്ട് ഐപി ക്യാമറകൾ (പാനസോണിക് BB-SC382) ഏകദേശം 90° ൽ സ്ഥാപിച്ചു. പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ഇമേജിംഗ് സമയത്ത് ശ്വാസനാളവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കാന്തത്തിന്റെ സ്ഥാനം നിരീക്ഷിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്തു (ചിത്രം 2b,c). ചലന ആർട്ടിഫാക്റ്റുകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിന്, എൻഡ്-ടൈഡൽ ഫ്ലോ പീഠഭൂമിയിൽ ശ്വാസത്തിന് ഒരു ചിത്രം വീതം ലഭിച്ചു.
ഇമേജിംഗ് ഹൗസിംഗിന് പുറത്ത് നിന്ന് വിദൂരമായി സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു രണ്ടാം ഘട്ടത്തിൽ ഒരു കാന്തം ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. വിവിധ കാന്ത സ്ഥാനങ്ങളും കോൺഫിഗറേഷനുകളും പരീക്ഷിച്ചു, അവയിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: ശ്വാസനാളത്തിന് ഏകദേശം 30° കോണിൽ മൌണ്ട് ചെയ്തു (ചിത്രം 2a, 3a എന്നിവയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന കോൺഫിഗറേഷനുകൾ); ഒരു കാന്തം മൃഗത്തിന് മുകളിലും മറ്റൊന്ന് താഴെയും, ധ്രുവങ്ങൾ ആകർഷിക്കാൻ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു (ചിത്രം 3b); ഒരു കാന്തം മൃഗത്തിന് മുകളിലും മറ്റൊന്ന് താഴെയും, ധ്രുവങ്ങൾ വികർഷിക്കാൻ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു (ചിത്രം 3c); ഒരു കാന്തം ശ്വാസനാളത്തിന് മുകളിലും ലംബമായും (ചിത്രം 3d). മൃഗത്തെയും കാന്തത്തെയും കോൺഫിഗർ ചെയ്‌ത് പരീക്ഷിക്കേണ്ട MP സിറിഞ്ച് പമ്പിൽ ലോഡ് ചെയ്‌തുകഴിഞ്ഞാൽ, ചിത്രങ്ങൾ നേടുന്നതിനിടയിൽ 4 μl/സെക്കൻഡ് എന്ന നിരക്കിൽ 50 μl ഡോസ് നൽകുക. തുടർന്ന് കാന്തം ശ്വാസനാളത്തിന് കുറുകെ മുന്നോട്ടും പിന്നോട്ടും നീക്കി ചിത്രങ്ങൾ നേടുന്നത് തുടരുക.
ഇൻ വിവോ ഇമേജിംഗിനായുള്ള കാന്ത കോൺഫിഗറേഷൻ (എ) ശ്വാസനാളത്തിന് മുകളിൽ ഏകദേശം 30° കോണിൽ ഒരു കാന്തം, (ബി) ആകർഷിക്കാൻ സജ്ജമാക്കിയ രണ്ട് കാന്തങ്ങൾ, (സി) പുറന്തള്ളാൻ സജ്ജമാക്കിയ രണ്ട് കാന്തങ്ങൾ, (ഡി) ശ്വാസനാളത്തിന് മുകളിലും ലംബമായും ഒരു കാന്തം. നിരീക്ഷകൻ ശ്വാസനാളത്തിലൂടെ വായിൽ നിന്ന് ശ്വാസകോശത്തിലേക്ക് നോക്കി, എക്സ്-റേ ബീം എലിയുടെ ഇടതുവശത്തുകൂടി കടന്ന് വലതുവശത്തുകൂടി പുറത്തുകടന്നു. കാന്തം വായുമാർഗത്തിന്റെ നീളത്തിൽ അല്ലെങ്കിൽ എക്സ്-റേ ബീമിന്റെ ദിശയിൽ ശ്വാസനാളത്തിന് മുകളിൽ ഇടത്തോട്ടും വലത്തോട്ടും നീക്കുന്നു.
ശ്വാസോച്ഛ്വാസവും ഹൃദയ ചലനവും ആശയക്കുഴപ്പത്തിലാക്കുന്നില്ലെങ്കിൽ ശ്വാസനാളങ്ങളിലെ കണികകളുടെ ദൃശ്യപരതയും പെരുമാറ്റവും നിർണ്ണയിക്കാനും ഞങ്ങൾ ശ്രമിച്ചു. അതിനാൽ, ഇമേജിംഗ് കാലയളവിന്റെ അവസാനത്തിൽ, പെന്റോബാർബിറ്റൽ അമിത അളവിൽ മൃഗങ്ങളെ മാനുഷികമായി കൊന്നു (സോംനോപെന്റിൽ, പിറ്റ്മാൻ-മൂർ, വാഷിംഗ്ടൺ ക്രോസിംഗ്, യുഎസ്എ; ~65 മില്ലിഗ്രാം/കിലോഗ്രാം ഐപി). ചില മൃഗങ്ങളെ ഇമേജിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിൽ ഉപേക്ഷിച്ചു, ശ്വസനവും ഹൃദയമിടിപ്പും നിലച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, ഇമേജിംഗ് പ്രക്രിയ ആവർത്തിച്ചു, എയർവേ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു എംപിയും ദൃശ്യമാകുന്നില്ലെങ്കിൽ എംപിയുടെ അധിക ഡോസ് ചേർത്തു.
ലഭിച്ച ചിത്രങ്ങൾ ഫ്ലാറ്റ്-ഫീൽഡ്, ഡാർക്ക്-ഫീൽഡ് എന്നിവയിൽ തിരുത്തലുകൾ വരുത്തി, തുടർന്ന് MATLAB-ൽ (R2020a, The Mathworks) എഴുതിയ ഒരു ഇഷ്ടാനുസൃത സ്ക്രിപ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് ഒരു മൂവിയിൽ (സെക്കൻഡിൽ 20 ഫ്രെയിമുകൾ; ശ്വസന നിരക്ക് അനുസരിച്ച് 15-25 × സാധാരണ വേഗത) കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെട്ടു.
എല്ലാ എൽവി ജീൻ വെക്റ്റർ ഡെലിവറി പഠനങ്ങളും അഡലെയ്ഡ് സർവകലാശാലയിലെ ലബോറട്ടറി അനിമൽ റിസർച്ച് ഫെസിലിറ്റിയിലാണ് നടത്തിയത്, കൂടാതെ സ്പ്രിംഗ്-8 പരീക്ഷണത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ എൽവി-എംപി ഡെലിവറി ഇൻ വിവോ ജീൻ ട്രാൻസ്ഫർ വർദ്ധിപ്പിക്കുമോ എന്ന് വിലയിരുത്തുക എന്നതായിരുന്നു ലക്ഷ്യം. എംപിയുടെയും കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെയും ഫലങ്ങൾ വിലയിരുത്തുന്നതിന്, രണ്ട് കൂട്ടം മൃഗങ്ങളെ ചികിത്സിച്ചു: ഒരു ഗ്രൂപ്പിന് കാന്തം സ്ഥാപിച്ച എൽവി-എംപി നൽകി, മറ്റൊരു ഗ്രൂപ്പിന് കാന്തമില്ലാതെ എൽവി-എംപി ഉള്ള ഒരു നിയന്ത്രണ ഗ്രൂപ്പ് ലഭിച്ചു.
മുമ്പ് വിവരിച്ച രീതികൾ 25, 26 ഉപയോഗിച്ചാണ് എൽവി ജീൻ വെക്‌ടറുകൾ സൃഷ്ടിച്ചത്. കോൺസ്റ്റിറ്റീവ് എം‌പി‌എസ്‌വി പ്രൊമോട്ടർ (എൽ‌വി-ലാക്‌സെഡ്) നയിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയർ-ലോക്കലൈസ്ഡ് ബീറ്റാ-ഗാലക്‌ടോസിഡേസ് ജീനിനെ ലാക്‌സെഡ് വെക്‌ടർ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസ് ചെയ്‌ത കോശങ്ങളിൽ ഒരു നീല പ്രതികരണ ഉൽപ്പന്നം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ശ്വാസകോശ കലകളുടെ മുൻഭാഗങ്ങളിലും ടിഷ്യു വിഭാഗങ്ങളിലും ദൃശ്യമാണ്. TU/ml ലെ ടൈറ്റർ കണക്കാക്കാൻ ഒരു ഹീമോസൈറ്റോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് ലാക്‌സെഡ് പോസിറ്റീവ് സെല്ലുകളുടെ എണ്ണം സ്വമേധയാ എണ്ണിക്കൊണ്ട് സെൽ കൾച്ചറുകളിൽ ടൈറ്ററേഷൻ നടത്തി. കാരിയറുകൾ -80 °C ൽ ക്രയോപ്രിസർവ് ചെയ്‌ത്, ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ഉരുക്കി, 1:1 അനുപാതത്തിൽ കലർത്തി കോമ്പിമാഗുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് ഡെലിവറിക്ക് മുമ്പ് കുറഞ്ഞത് 30 മിനിറ്റെങ്കിലും ഐസിൽ ഇൻകുബേറ്റ് ചെയ്യുന്നു.
സാധാരണ സ്പ്രാഗ് ഡാവ്‌ലി എലികളെ (n = 3/ഗ്രൂപ്പ്, ~2-3) 0.4 mg/kg മെഡെറ്റോമിഡിൻ (ഡോമിറ്റർ, ഇലിയം, ഓസ്‌ട്രേലിയ) 60 mg/kg കെറ്റാമൈൻ (ഇലിയം, ഓസ്‌ട്രേലിയ) ഒരു മാസം പ്രായമുള്ള) ip) കുത്തിവയ്പ്പും 16 Ga iv കാനുല ഉപയോഗിച്ച് ശസ്ത്രക്രിയ കൂടാതെ ഓറൽ കാനുലേഷനും ഉപയോഗിച്ച് ഇൻട്രാപെരിറ്റോണിയൽ ആയി അനസ്തേഷ്യ നൽകി. ശ്വാസനാളത്തിലെ വായു കോശത്തിന് LV ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ ലഭിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ, മുമ്പ് വിവരിച്ച മെക്കാനിക്കൽ പെർടർബേഷൻ പ്രോട്ടോക്കോൾ ഉപയോഗിച്ച് ഇത് കണ്ടീഷൻ ചെയ്തു, അതിൽ ശ്വാസനാളത്തിന്റെ വായു ഉപരിതലം ഒരു വയർ ബാസ്‌ക്കറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് അച്ചുതണ്ടായി ഉരച്ചു (N-സർക്കിൾ, നിറ്റിനോൾ ടിപ്‌ലെസ് സ്റ്റോൺ എക്‌സ്‌ട്രാക്റ്റർ NTSE-022115) -UDH, കുക്ക് മെഡിക്കൽ, യുഎസ്എ) 30 s28. തുടർന്ന് LV-MP യുടെ ട്രാഷൽ അഡ്മിനിസ്ട്രേഷൻ ഒരു ബയോളജിക്കൽ സേഫ്റ്റി കാബിനറ്റിൽ ഏകദേശം 10 മിനിറ്റിനുശേഷം നടത്തി.
ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ ഉപയോഗിച്ച കാന്തികക്ഷേത്രം ഇൻ വിവോ എക്സ്-റേ ഇമേജിംഗ് പഠനത്തിന് സമാനമായ രീതിയിൽ ക്രമീകരിച്ചു, ഡിസ്റ്റിലേഷൻ സ്റ്റെന്റ് ക്ലിപ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ശ്വാസനാളത്തിന് മുകളിൽ അതേ കാന്തങ്ങൾ പിടിച്ചു (ചിത്രം 4). മുമ്പ് വിവരിച്ചതുപോലെ ജെൽ ടിപ്പ് അടങ്ങിയ പൈപ്പറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് 50 μl വോളിയം (2 × 25 μl അലിക്വോട്ടുകൾ) LV-MP ശ്വാസനാളത്തിലേക്ക് (n = 3 മൃഗങ്ങൾ) എത്തിച്ചു. ഒരു നിയന്ത്രണ ഗ്രൂപ്പിന് (n = 3 മൃഗങ്ങൾ) കാന്തം ഉപയോഗിക്കാതെ തന്നെ അതേ LV-MP കൾ ലഭിച്ചു. ഇൻഫ്യൂഷൻ പൂർത്തിയായ ശേഷം, ET ട്യൂബിൽ നിന്ന് കാനുല നീക്കം ചെയ്യുകയും മൃഗത്തെ എക്സ്ട്യൂബേറ്റ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. കാന്തം 10 മിനിറ്റ് സ്ഥാനത്ത് തുടരും, തുടർന്ന് അത് നീക്കം ചെയ്യുന്നു. എലികൾക്ക് മെലോക്സിക്കം (1 മില്ലി/കിലോഗ്രാം) (ഇലിയം, ഓസ്‌ട്രേലിയ) എന്ന സബ്ക്യുട്ടേനിയസ് ഡോസ് നൽകി, തുടർന്ന് 1 മില്ലിഗ്രാം/കിലോഗ്രാം ആറ്റിപമാസോൾ ഹൈഡ്രോക്ലോറൈഡ് (ആന്റിസെഡാൻ, സോയിറ്റിസ്, ഓസ്‌ട്രേലിയ) എന്ന ഐപി കുത്തിവയ്പ്പ് വഴി അനസ്തേഷ്യ തിരിച്ചുവിട്ടു. എലികളെ ചൂടാക്കി അനസ്തേഷ്യയിൽ നിന്ന് പൂർണ്ണമായി സുഖം പ്രാപിക്കുന്നതുവരെ നിരീക്ഷിച്ചു.
ഒരു ബയോളജിക്കൽ സേഫ്റ്റി കാബിനറ്റിൽ എൽവി-എംപി ഡെലിവറി ഉപകരണം. ET ട്യൂബിന്റെ ഇളം ചാരനിറത്തിലുള്ള ലൂയർ ഹബ് വായിൽ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് തള്ളിനിൽക്കുന്നത് കാണാം, ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന പൈപ്പറ്റിന്റെ ജെൽ ടിപ്പ് ET ട്യൂബിലൂടെ ശ്വാസനാളത്തിലേക്ക് ആവശ്യമുള്ള ആഴത്തിൽ തിരുകുന്നു.
എൽവി-എംപി ഡോസിംഗ് നടപടിക്രമത്തിന് ഒരു ആഴ്ച കഴിഞ്ഞ്, 100% CO2 ശ്വസനത്തിലൂടെ മൃഗങ്ങളെ മാനുഷികമായി കൊന്നു, ഞങ്ങളുടെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് എക്സ്-ഗാൽ ചികിത്സ ഉപയോഗിച്ച് LacZ എക്സ്പ്രഷൻ വിലയിരുത്തി. എൻഡോട്രാഷ്യൽ ട്യൂബ് പ്ലെയ്‌സ്‌മെന്റിൽ നിന്നുള്ള ഏതെങ്കിലും മെക്കാനിക്കൽ നാശനഷ്ടമോ ദ്രാവക നിലനിർത്തലോ വിശകലനത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ മൂന്ന് കോഡൽ മോസ്റ്റ് കാർട്ടിലാജിനസ് വളയങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്തു. വിശകലനത്തിനായി രണ്ട് ഭാഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനായി ഓരോ ശ്വാസനാളവും രേഖാംശമായി മുറിച്ച്, ലുമിനൽ ഉപരിതലം ദൃശ്യവൽക്കരിക്കുന്നതിനായി ഒരു മിനുറ്റിയൻ സൂചി (ഫൈൻ സയൻസ് ടൂളുകൾ) ഉപയോഗിച്ച് സിലിക്കൺ റബ്ബർ (സിൽഗാർഡ്, ഡൗ ഇൻക്) അടങ്ങിയ ഒരു പാത്രത്തിൽ അവ ഘടിപ്പിച്ചു. ഡിജിലൈറ്റ് ക്യാമറയും ടികാപ്ചർ സോഫ്റ്റ്‌വെയറും (ടക്‌സെൻ ഫോട്ടോണിക്‌സ്, ചൈന) ഉപയോഗിച്ച് നിക്കോൺ മൈക്രോസ്‌കോപ്പ് (SMZ1500) ഉപയോഗിച്ച് ഫ്രണ്ടൽ ഫോട്ടോഗ്രാഫി വഴി ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസ് ചെയ്‌ത കോശങ്ങളുടെ വിതരണവും പാറ്റേണും സ്ഥിരീകരിച്ചു. ശ്വാസനാളത്തിന്റെ മുഴുവൻ വീതിക്കും ഏറ്റവും ഉയർന്ന ക്രമീകരണം ഉൾപ്പെടെ 20x മാഗ്‌നിഫിക്കേഷനിൽ ചിത്രങ്ങൾ ലഭിച്ചു, ശ്വാസനാളത്തിന്റെ മുഴുവൻ നീളവും ഘട്ടം ഘട്ടമായി ചിത്രീകരിച്ചു, ചിത്രം അനുവദിക്കുന്നതിന് ഓരോ ചിത്രത്തിനും ഇടയിൽ മതിയായ ഓവർലാപ്പ് ഉറപ്പാക്കുന്നു. "തുന്നൽ". ഇമേജ് കോമ്പോസിറ്റ് എഡിറ്റർ v2.0.3 (മൈക്രോസോഫ്റ്റ് റിസർച്ച്) ഉപയോഗിച്ച് ഓരോ ശ്വാസനാളത്തിൽ നിന്നുമുള്ള ചിത്രങ്ങൾ ഒരു പ്ലാനർ മോഷൻ അൽഗോരിതം ഉപയോഗിച്ച് ഒരൊറ്റ സംയോജിത ചിത്രത്തിലേക്ക് കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെട്ടു. മുമ്പ് വിവരിച്ചതുപോലെ, 0.35 < Hue < 0.58, സാച്ചുറേഷൻ > 0.15, മൂല്യം < 0.7 എന്നിവയുടെ ക്രമീകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച്, ഓരോ മൃഗത്തിൽ നിന്നുമുള്ള ശ്വാസനാളത്തിന്റെ സംയോജിത ചിത്രങ്ങളിലെ LacZ എക്സ്പ്രഷൻ ഏരിയകൾ ഒരു ഓട്ടോമേറ്റഡ് MATLAB സ്ക്രിപ്റ്റ് (R2020a, MathWorks) ഉപയോഗിച്ച് അളന്നു. ടിഷ്യുവിന്റെ കോണ്ടൂർ ട്രെയ്‌സ് ചെയ്‌ത്, ടിഷ്യു ഏരിയ തിരിച്ചറിയുന്നതിനും ശ്വാസനാള കലയ്ക്ക് പുറത്ത് നിന്ന് തെറ്റായ കണ്ടെത്തലുകൾ തടയുന്നതിനുമായി ഓരോ സംയോജിത ചിത്രത്തിനും GIMP v2.10.24-ൽ ഒരു മാസ്‌ക് സ്വമേധയാ സൃഷ്‌ടിച്ചു. ഓരോ മൃഗത്തിൽ നിന്നുമുള്ള എല്ലാ സംയോജിത ചിത്രങ്ങളിൽ നിന്നുമുള്ള കറപിടിച്ച പ്രദേശങ്ങൾ സംഗ്രഹിച്ച് ആ മൃഗത്തിന്റെ ആകെ കറപിടിച്ച പ്രദേശം സൃഷ്ടിച്ചു. സാധാരണവൽക്കരിച്ച പ്രദേശം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനായി കറപിടിച്ച പ്രദേശത്തെ മൊത്തം മാസ്‌ക് ഏരിയ കൊണ്ട് വിഭജിച്ചു.
ഓരോ ശ്വാസനാളവും പാരഫിനിൽ ഉൾച്ചേർക്കുകയും 5 μm ഭാഗങ്ങൾ മുറിക്കുകയും ചെയ്തു. ഭാഗങ്ങൾ 5 മിനിറ്റ് നേരത്തേക്ക് ന്യൂട്രൽ ഫാസ്റ്റ് റെഡ് ഉപയോഗിച്ച് കൗണ്ടർസ്റ്റെയിൻ ചെയ്യുകയും നിക്കോൺ എക്ലിപ്സ് E400 മൈക്രോസ്കോപ്പ്, DS-Fi3 ക്യാമറ, NIS എലമെന്റ് ക്യാപ്ചർ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ (പതിപ്പ് 5.20.00) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ചിത്രങ്ങൾ എടുക്കുകയും ചെയ്തു.
എല്ലാ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ വിശകലനങ്ങളും ഗ്രാഫ്പാഡ് പ്രിസം v9 (ഗ്രാഫ്പാഡ് സോഫ്റ്റ്‌വെയർ, ഇൻക്.) ലാണ് നടത്തിയത്. സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ പ്രാധാന്യം p ≤ 0.05 ആയി സജ്ജീകരിച്ചു. ഷാപ്പിറോ-വിൽക്ക് ടെസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് സാധാരണത പരിശോധിച്ചു, കൂടാതെ ലാക്സെഡ് സ്റ്റെയിനിംഗിലെ വ്യത്യാസങ്ങൾ അൺപെയർഡ് ടി-ടെസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് വിലയിരുത്തി.
പട്ടിക 1-ൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്ന ആറ് എംപിമാരെ PCXI ഉപയോഗിച്ച് പരിശോധിച്ചു, കൂടാതെ ദൃശ്യപരത പട്ടിക 2-ൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു. PCXI-യിൽ രണ്ട് പോളിസ്റ്റൈറൈൻ എംപികൾ (MP1, MP2; യഥാക്രമം 18 μm, 0.25 μm) ദൃശ്യമായിരുന്നില്ല, എന്നാൽ ബാക്കിയുള്ള സാമ്പിളുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയുന്നവയായിരുന്നു (ഉദാഹരണങ്ങൾ ചിത്രം 5-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു).MP3, MP4 (യഥാക്രമം 10-15% Fe3O4; 0.25 μm, 0.9 μm) എന്നിവ നേരിയ തോതിൽ ദൃശ്യമാണ്. പരിശോധിച്ച ഏറ്റവും ചെറിയ കണികകളിൽ ചിലത് അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, MP5 (98% Fe3O4; 0.25 μm) ആണ് ഏറ്റവും പ്രകടമായത്. കോമ്പിമാഗ് ഉൽപ്പന്നം MP6 കണ്ടെത്താൻ പ്രയാസമാണ്. എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും, കാന്തത്തെ കാപ്പിലറിക്ക് സമാന്തരമായി മുന്നോട്ടും പിന്നോട്ടും വിവർത്തനം ചെയ്തുകൊണ്ട് MP കണ്ടെത്താനുള്ള ഞങ്ങളുടെ കഴിവ് ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിച്ചു. കാന്തങ്ങൾ കാപ്പിലറിയിൽ നിന്ന് അകന്നുപോയപ്പോൾ, കണികകൾ നീളമുള്ള ചരടുകളായി നീണ്ടു, പക്ഷേ കാന്തങ്ങൾ അടുത്തെത്തുകയും കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, കണികകൾ കാപ്പിലറിയുടെ മുകളിലെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ കണികാപ്പിലറിയുടെ മുകൾഭാഗത്തേക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ കണികാപ്പിലറി സ്ട്രിങ്ങുകൾ ചുരുങ്ങി (അനുബന്ധ വീഡിയോ കാണുക). S1: MP4), ഉപരിതലത്തിന്റെ കണികാ സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. നേരെമറിച്ച്, കാന്തം കാപ്പിലറിയിൽ നിന്ന് നീക്കം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഫീൽഡ് ശക്തി കുറയുകയും MP-കൾ കാപ്പിലറിയുടെ മുകൾ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് നീളുന്ന നീണ്ട സ്ട്രിംഗുകളായി പുനഃക്രമീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു (അനുബന്ധ വീഡിയോ S2:MP4 കാണുക). കാന്തം നീങ്ങുന്നത് നിർത്തിയതിനുശേഷം, സന്തുലിതാവസ്ഥയിലെത്തിയതിനുശേഷം കണികകൾ കുറച്ച് സമയത്തേക്ക് ചലിക്കുന്നത് തുടരുന്നു. MP കാപ്പിലറിയുടെ മുകൾ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് നീങ്ങുകയും അകന്നുപോകുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, കാന്തിക കണികകൾ സാധാരണയായി ദ്രാവകത്തിലൂടെ അവശിഷ്ടങ്ങളെ വലിച്ചിടുന്നു.
PCXI യിൽ MP യുടെ ദൃശ്യപരത സാമ്പിളുകൾക്കിടയിൽ ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. (a) MP3, (b) MP4, (c) MP5, (d) MP6. ഇവിടെ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന എല്ലാ ചിത്രങ്ങളും കാപ്പിലറിക്ക് നേരെ മുകളിൽ ഏകദേശം 10 മില്ലീമീറ്റർ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഒരു കാന്തം ഉപയോഗിച്ചാണ് എടുത്തത്. കാപ്പിലറികളിൽ കുടുങ്ങിയ വായു കുമിളകളാണ് പ്രത്യക്ഷമായ വലിയ വൃത്തങ്ങൾ, ഘട്ടം കോൺട്രാസ്റ്റ് ഇമേജിംഗിന്റെ കറുപ്പും വെളുപ്പും എഡ്ജ് സവിശേഷതകൾ വ്യക്തമായി കാണിക്കുന്നു. ചുവന്ന ബോക്സിൽ കോൺട്രാസ്റ്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന മാഗ്നിഫിക്കേഷൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. എല്ലാ ചിത്രങ്ങളിലെയും കാന്ത സ്കീമാറ്റിക്സിന്റെ വ്യാസം സ്കെയിൽ ചെയ്യേണ്ടതല്ലെന്നും കാണിച്ചിരിക്കുന്നതിനേക്കാൾ ഏകദേശം 100 മടങ്ങ് വലുതാണെന്നും ശ്രദ്ധിക്കുക.
കാന്തം കാപ്പിലറിയുടെ മുകളിലൂടെ ഇടത്തോട്ടും വലത്തോട്ടും വിവർത്തനം ചെയ്യുമ്പോൾ, MP സ്ട്രിംഗിന്റെ കോൺ കാന്തവുമായി വിന്യസിക്കാൻ മാറുന്നു (ചിത്രം 6 കാണുക), അങ്ങനെ കാന്തികക്ഷേത്രരേഖകളെ നിർവചിക്കുന്നു. MP3-5 ന്, കോർഡ് ഒരു പരിധി കോണിൽ എത്തിയ ശേഷം, കണികകൾ കാപ്പിലറിയുടെ മുകളിലെ പ്രതലത്തിലൂടെ വലിച്ചിടുന്നു. ഇത് പലപ്പോഴും കാന്തികക്ഷേത്രം ഏറ്റവും ശക്തമായ സ്ഥലത്തിനടുത്തായി വലിയ ഗ്രൂപ്പുകളായി MP-കൾ കൂട്ടമായി കൂടുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു (സപ്ലിമെന്ററി വീഡിയോ S3:MP5 കാണുക). കാപ്പിലറി അറ്റത്തിനടുത്ത് ഇമേജിംഗ് നടത്തുമ്പോഴും ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും വ്യക്തമാണ്, ഇത് MP-കൾ ദ്രാവക-വായു ഇന്റർഫേസിൽ സമാഹരിക്കാനും കേന്ദ്രീകരിക്കാനും കാരണമാകുന്നു. MP3-5 നെക്കാൾ തിരിച്ചറിയാൻ കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള MP6-ലെ കണികകൾ, കാന്തം കാപ്പിലറിയിലൂടെ നീങ്ങുമ്പോൾ വലിച്ചിടപ്പെട്ടില്ല, പക്ഷേ MP സ്ട്രിംഗുകൾ വിഘടിച്ചു, കണികകളെ കാഴ്ചാ മണ്ഡലത്തിൽ അവശേഷിപ്പിച്ചു (സപ്ലിമെന്ററി വീഡിയോ S4:MP6 കാണുക). ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ, ഇമേജിംഗ് സ്ഥാനത്ത് നിന്ന് കാന്തത്തെ വലിയ ദൂരം നീക്കി പ്രയോഗിച്ച കാന്തികക്ഷേത്രം കുറച്ചപ്പോൾ, ശേഷിക്കുന്ന ഏതെങ്കിലും MP-കൾ സ്ട്രിംഗിൽ തുടരുമ്പോൾ ഗുരുത്വാകർഷണത്താൽ ട്യൂബിന്റെ അടിഭാഗത്തേക്ക് പതുക്കെ താഴുന്നു (സപ്ലിമെന്ററി വീഡിയോ S5: MP3 കാണുക).
കാന്തം കാപ്പിലറിക്ക് മുകളിൽ വലതുവശത്തേക്ക് വിവർത്തനം ചെയ്യുമ്പോൾ MP സ്ട്രിംഗിന്റെ കോൺ മാറുന്നു. (a) MP3, (b) MP4, (c) MP5, (d) MP6. ചുവന്ന ബോക്സിൽ ദൃശ്യതീവ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന മാഗ്‌നിഫിക്കേഷൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഈ സ്റ്റാറ്റിക് ഇമേജുകളിൽ ദൃശ്യവൽക്കരിക്കാൻ കഴിയാത്ത പ്രധാനപ്പെട്ട കണികാ ഘടനയും ചലനാത്മക വിവരങ്ങളും വെളിപ്പെടുത്തുന്നതിനാൽ അനുബന്ധ വീഡിയോകൾ വിവരദായകമാണെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കുക.
സങ്കീർണ്ണമായ ചലനത്തിന്റെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ ശ്വാസനാളത്തിലൂടെ കാന്തം സാവധാനം മുന്നോട്ടും പിന്നോട്ടും ചലിപ്പിക്കുന്നത് എംപിയുടെ ദൃശ്യവൽക്കരണം സുഗമമാക്കുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങളുടെ പരിശോധനകൾ തെളിയിച്ചു. പോളിസ്റ്റൈറൈൻ ബീഡുകൾ (MP1, MP2) കാപ്പിലറിയിൽ ദൃശ്യമാകാത്തതിനാൽ ഇൻ വിവോ പരിശോധന നടത്തിയില്ല. ശേഷിക്കുന്ന നാല് എംപികളിൽ ഓരോന്നും ശ്വാസനാളത്തിന് മുകളിൽ ഏകദേശം 30° മുതൽ ലംബ കോണിൽ കാന്തത്തിന്റെ നീളമുള്ള അച്ചുതണ്ട് ക്രമീകരിച്ചുകൊണ്ട് വിവോയിൽ പരീക്ഷിച്ചു (ചിത്രങ്ങൾ 2b, 3a കാണുക), കാരണം ഇത് ദൈർഘ്യമേറിയ എംപി ശൃംഖലകൾക്ക് കാരണമാവുകയും കാന്ത കോൺഫിഗറേഷൻ അവസാനിപ്പിച്ചതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ഫലപ്രദവുമായിരുന്നു. ഏതെങ്കിലും ജീവനുള്ള മൃഗങ്ങളുടെ ശ്വാസനാളത്തിൽ എംപി3, എംപി4, എംപി6 എന്നിവ കണ്ടെത്തിയില്ല. മൃഗങ്ങളെ മാനുഷികമായി കൊന്നതിനുശേഷം എലികളുടെ വായുമാർഗങ്ങൾ ചിത്രീകരിച്ചപ്പോൾ, ഒരു സിറിഞ്ച് പമ്പ് ഉപയോഗിച്ച് അധിക വോളിയം ചേർത്തപ്പോഴും കണികകൾ അദൃശ്യമായി തുടർന്നു. എംപി5 ന് ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഇരുമ്പ് ഓക്സൈഡ് ഉണ്ടായിരുന്നു, അത് ദൃശ്യമായ ഒരേയൊരു കണികയായിരുന്നു, അതിനാൽ എംപിയുടെ ഇൻ വിവോ സ്വഭാവം വിലയിരുത്തുന്നതിനും ചിത്രീകരിക്കുന്നതിനും ഇത് ഉപയോഗിച്ചു.
എംപി ഡെലിവറി സമയത്ത് കാന്തം ശ്വാസനാളത്തിന് മുകളിൽ വയ്ക്കുന്നത് നിരവധി എംപിമാരെ കാഴ്ചാ മേഖലയിൽ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നതിന് കാരണമായി, പക്ഷേ എല്ലാം അല്ല. ശ്വാസനാളത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്ന കണികകൾ മനുഷ്യത്വപരമായി ബലിയർപ്പിക്കപ്പെട്ട മൃഗങ്ങളിലാണ് ഏറ്റവും നന്നായി നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നത്. ചിത്രം 7 ഉം അനുബന്ധ വീഡിയോ എസ് 6 ഉം: എംപി 5 വെൻട്രൽ ശ്വാസനാളത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള കണികകളുടെ ദ്രുത കാന്തിക പിടിച്ചെടുക്കലും വിന്യാസവും കാണിക്കുന്നു, എംപിമാരെ ശ്വാസനാളത്തിന്റെ ആവശ്യമുള്ള പ്രദേശങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. എംപി ഡെലിവറിക്ക് ശേഷം ശ്വാസനാളത്തിലൂടെ കൂടുതൽ ദൂരെ തിരയുമ്പോൾ, ചില എംപിമാരെ കരീനയോട് അടുത്ത് കണ്ടെത്തി, ദ്രാവക പ്രക്രിയയിൽ പരമാവധി കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തിയുള്ള മേഖലയിലൂടെ വിതരണം ചെയ്തതിനാൽ, എല്ലാ എംപിമാരെയും ശേഖരിക്കാനും നിലനിർത്താനും കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി അപര്യാപ്തമാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ചിത്രം ചെയ്ത പ്രദേശത്തിന് ചുറ്റും പ്രസവാനന്തര എംപി സാന്ദ്രത കൂടുതലായിരുന്നു, ഇത് പ്രയോഗിച്ച കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ള എയർവേ മേഖലകളിൽ നിരവധി എംപിമാർ തുടർന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
അടുത്തിടെ ദയാവധം ചെയ്യപ്പെട്ട എലിയുടെ ശ്വാസനാളത്തിലേക്ക് MP5 എത്തിക്കുന്നതിന് മുമ്പും ശേഷവുമുള്ള (എ) ചിത്രങ്ങൾ, കാന്തം ഇമേജിംഗ് ഏരിയയ്ക്ക് നേരെ മുകളിലായി സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇമേജ് ചെയ്ത പ്രദേശം രണ്ട് തരുണാസ്ഥി വളയങ്ങൾക്കിടയിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. എംപി ഡെലിവറിക്ക് മുമ്പ്, ശ്വാസനാളത്തിൽ കുറച്ച് ദ്രാവകം ഉണ്ട്. ചുവന്ന ബോക്സിൽ കോൺട്രാസ്റ്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന മാഗ്നിഫിക്കേഷൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഈ ചിത്രങ്ങൾ സപ്ലിമെന്ററി വീഡിയോ S6:MP5-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന വീഡിയോയിൽ നിന്നുള്ളതാണ്.
ശ്വാസനാളത്തിലൂടെ കാന്തം വിവർത്തനം ചെയ്തത്, കാപ്പിലറികളിൽ കാണുന്നതുപോലെ MP ശൃംഖലയ്ക്ക് വായുമാർഗ ഉപരിതലത്തിനുള്ളിലെ കോൺ മാറ്റാൻ കാരണമായി (ചിത്രം 8 ഉം അനുബന്ധ വീഡിയോ S7:MP5 ഉം കാണുക). എന്നിരുന്നാലും, ഞങ്ങളുടെ പഠനത്തിൽ, MP-കളെ ജീവനുള്ള വായുമാർഗത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിലൂടെ കാപ്പിലറികളിൽ വലിച്ചിടാൻ കഴിയുന്നതുപോലെ വലിച്ചിടാൻ കഴിഞ്ഞില്ല. ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ, കാന്തം ഇടത്തോട്ടും വലത്തോട്ടും നീങ്ങുമ്പോൾ MP ശൃംഖല നീളം കൂടും. രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, കാന്തം ശ്വാസനാളത്തിലൂടെ രേഖാംശമായി നീക്കുമ്പോൾ കണികാ സ്ട്രിംഗ് ഉപരിതല ദ്രാവക പാളിയുടെ ആഴം മാറ്റുന്നതായി കാണപ്പെടുന്നുവെന്നും കാന്തം നേരിട്ട് മുകളിലേക്ക് നീക്കുകയും കണികാ സ്ട്രിംഗ് ഒരു ലംബ സ്ഥാനത്തേക്ക് തിരിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ വികസിക്കുന്നുവെന്നും ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി (അനുബന്ധ വീഡിയോ S7 കാണുക). : MP5 at 0:09, താഴെ വലത്). കാന്തം ശ്വാസനാളത്തിന്റെ മുകൾഭാഗത്ത് പാർശ്വസ്ഥമായി (അതായത്, ശ്വാസനാളത്തിന്റെ നീളത്തിൽ പോകുന്നതിനുപകരം മൃഗത്തിന്റെ ഇടത്തോട്ടോ വലത്തോട്ടോ) വിവർത്തനം ചെയ്തപ്പോൾ ചലനത്തിന്റെ സ്വഭാവരീതി മാറി. കണികകൾ നീങ്ങുമ്പോഴും അവ വ്യക്തമായി കാണാമായിരുന്നു, പക്ഷേ കാന്തം ശ്വാസനാളത്തിൽ നിന്ന് നീക്കം ചെയ്തപ്പോൾ, കണികാ സ്ട്രിംഗുകളുടെ അഗ്രഭാഗങ്ങൾ ദൃശ്യമായി (0:08 മുതൽ ആരംഭിക്കുന്ന അനുബന്ധ വീഡിയോ S8:MP5 കാണുക). ഒരു ഗ്ലാസ് കാപ്പിലറിയിൽ പ്രയോഗിച്ച കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് കീഴിൽ ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ച MP സ്വഭാവവുമായി ഇത് പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.
ജീവനോടെ അനസ്തേഷ്യ നൽകിയ എലിയുടെ ശ്വാസനാളത്തിൽ MP5 കാണിക്കുന്ന ഉദാഹരണ ചിത്രങ്ങൾ.(എ) ശ്വാസനാളത്തിന്റെ മുകളിലും ഇടതുവശത്തും ചിത്രങ്ങൾ നേടാൻ കാന്തം ഉപയോഗിക്കുന്നു, തുടർന്ന് (ബി) കാന്തം വലത്തേക്ക് നീക്കിയ ശേഷം. ചുവന്ന ബോക്സിൽ ദൃശ്യതീവ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന മാഗ്നിഫിക്കേഷൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഈ ചിത്രങ്ങൾ സപ്ലിമെന്ററി വീഡിയോ S7:MP5-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന വീഡിയോയിൽ നിന്നുള്ളതാണ്.
ശ്വാസനാളത്തിന് മുകളിലും താഴെയുമായി വടക്ക്-തെക്ക് ഓറിയന്റേഷനിൽ രണ്ട് ധ്രുവങ്ങൾ ക്രമീകരിച്ചപ്പോൾ (അതായത് ആകർഷിക്കൽ; ചിത്രം 3b), MP കോർഡുകൾ കൂടുതൽ നീളത്തിൽ കാണപ്പെടുകയും ശ്വാസനാളത്തിന്റെ ഡോർസൽ ഉപരിതലത്തിലല്ല, ശ്വാസനാളത്തിന്റെ വശത്ത് സ്ഥിതിചെയ്യുകയും ചെയ്തു (സപ്ലിമെന്ററി വീഡിയോ S9:MP5 കാണുക). എന്നിരുന്നാലും, ഒരു ഡ്യുവൽ-മാഗ്നറ്റ് ഉപകരണം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ദ്രാവക വിതരണത്തിന് ശേഷം ഒരൊറ്റ സ്ഥലത്ത് (അതായത്, ശ്വാസനാളത്തിന്റെ ഡോർസൽ ഉപരിതലം) ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയിലുള്ള കണികകൾ കണ്ടെത്തിയില്ല, ഇത് സാധാരണയായി ഒരു സിംഗിൾ-മാഗ്നറ്റ് ഉപകരണം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ സംഭവിക്കുന്നു. പിന്നീട് ഒരു കാന്തം വിപരീത ധ്രുവങ്ങളെ പുറന്തള്ളാൻ കോൺഫിഗർ ചെയ്തപ്പോൾ (ചിത്രം 3c), ഡെലിവറിക്ക് ശേഷം കാഴ്ച മണ്ഡലത്തിൽ ദൃശ്യമാകുന്ന കണങ്ങളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിക്കുന്നതായി കാണപ്പെട്ടില്ല. കാന്തങ്ങളെ വലിക്കുകയോ തള്ളുകയോ ചെയ്യുന്ന ഉയർന്ന കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തികൾ കാരണം രണ്ട് ഡ്യുവൽ-മാഗ്നറ്റ് കോൺഫിഗറേഷനുകളുടെയും സജ്ജീകരണം വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്. പിന്നീട് സജ്ജീകരണം വായുമാർഗത്തിന് സമാന്തരമായി ഒരൊറ്റ കാന്തമായി മാറ്റി, പക്ഷേ ഫീൽഡ് ലൈനുകൾ ശ്വാസനാളത്തിന്റെ ഭിത്തിയെ ഓർത്തോഗണലായി മറികടക്കുന്ന തരത്തിൽ 90 ഡിഗ്രിയിൽ വായുമാർഗത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു (ചിത്രം 3d), വശങ്ങളിലെ ഭിത്തിയിലെ കണിക സംയോജനം നിർണ്ണയിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഒരു ഓറിയന്റേഷൻ. നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ കോൺഫിഗറേഷനിൽ, MP ശേഖരണത്തിന്റെയോ കാന്ത ചലനത്തിന്റെയോ തിരിച്ചറിയാവുന്ന ചലനം ഉണ്ടായിരുന്നില്ല. ഈ എല്ലാ ഫലങ്ങളെയും അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഇൻ വിവോ ജീൻ കാരിയർ പഠനങ്ങൾക്കായി ഒരു സിംഗിൾ-മാഗ്നറ്റ്, 30-ഡിഗ്രി ഓറിയന്റേഷൻ കോൺഫിഗറേഷൻ (ചിത്രം 3a) തിരഞ്ഞെടുത്തു.
മനുഷ്യത്വപരമായ കൊലപാതകത്തിന് തൊട്ടുപിന്നാലെ മൃഗത്തെ ആവർത്തിച്ച് ചിത്രീകരിച്ചപ്പോൾ, ആശയക്കുഴപ്പമുണ്ടാക്കുന്ന ടിഷ്യു ചലനത്തിന്റെ അഭാവം വ്യക്തമായ ഇന്റർകോണ്ട്രൽ ഫീൽഡിൽ സൂക്ഷ്മവും ചെറുതുമായ കണികാ രേഖകൾ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിഞ്ഞു, കാന്തത്തിന്റെ വിവർത്തന ചലനത്തിന് അനുസൃതമായി "ചലിക്കുന്ന" രീതിയിൽ. എന്നിരുന്നാലും, ഇപ്പോഴും MP6 കണങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യവും ചലനവും വ്യക്തമായി കാണാൻ കഴിയുന്നില്ല.
LV-LacZ ടൈറ്റർ 1.8 × 108 TU/ml ആയിരുന്നു, കൂടാതെ CombiMag MP (MP6) യുമായി 1:1 എന്ന അനുപാതത്തിൽ കലർത്തിയ ശേഷം, മൃഗങ്ങൾക്ക് 9 × 107 TU/ml LV വാഹനത്തിന്റെ (അതായത് 4.5 × 106 TU/rat) 50 μl ട്രാഷൽ ഡോസ് ലഭിച്ചു. ). ഈ പഠനങ്ങളിൽ, പ്രസവസമയത്ത് കാന്തം വിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനുപകരം, കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ അഭാവത്തിൽ വെക്റ്റർ ഡെലിവറിയെ അപേക്ഷിച്ച് LV ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ (a) മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമോ എന്നും (b) ഫോക്കസ് ചെയ്യാൻ കഴിയുമോ എന്നും നിർണ്ണയിക്കാൻ ഞങ്ങൾ കാന്തത്തെ ഒരു സ്ഥാനത്ത് ഉറപ്പിച്ചു. എയർവേ സെല്ലുകൾ മുകളിലെ വായുമാർഗത്തിന്റെ കാന്തിക ലക്ഷ്യ മേഖലകളിലേക്ക് ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
കാന്തങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യവും എൽവി വെക്റ്ററുകളുമായി കോംബിമാഗിന്റെ ഉപയോഗവും മൃഗങ്ങളുടെ ആരോഗ്യത്തെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുന്നതായി തോന്നിയില്ല, ഞങ്ങളുടെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് എൽവി വെക്റ്റർ ഡെലിവറി പ്രോട്ടോക്കോൾ പോലെ. മെക്കാനിക്കൽ പെർടർബേഷന് വിധേയമായ ശ്വാസനാള മേഖലയുടെ മുൻവശത്തെ ചിത്രങ്ങൾ (സപ്ലിമെന്ററി ചിത്രം 1) കാന്തം ഉള്ളപ്പോൾ എൽവി-എംപി ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിച്ച മൃഗങ്ങളുടെ കൂട്ടത്തിൽ ട്രാൻസ്ഡക്ഷൻ ഗണ്യമായി ഉയർന്ന തോതിൽ ഉണ്ടായിരുന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു (ചിത്രം 9a). നിയന്ത്രണ ഗ്രൂപ്പിൽ ചെറിയ അളവിൽ നീല ലാക്സെഡ് സ്റ്റെയിനിംഗ് മാത്രമേ ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ (ചിത്രം 9b). സാധാരണവൽക്കരിച്ച എക്സ്-ഗാൽ സ്റ്റെയിനിംഗ് ഏരിയകളുടെ അളവ് കാണിക്കുന്നത് ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ എൽവി-എംപി നൽകുന്നത് ഏകദേശം 6 മടങ്ങ് പുരോഗതി ഉണ്ടാക്കുന്നു എന്നാണ് (ചിത്രം 9c).
കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ എൽവി-എംപി നടത്തുന്ന ശ്വാസനാള ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ (എ) കാണിക്കുന്ന സംയോജിത ചിത്രങ്ങളുടെ ഉദാഹരണം (ബി) കാന്തത്തിന്റെ അഭാവത്തിൽ. (സി) കാന്തം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ശ്വാസനാളത്തിനുള്ളിലെ സാധാരണവൽക്കരിച്ച ലാക്സെഡ് ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ ഏരിയയിൽ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കനുസരിച്ച് കാര്യമായ പുരോഗതി (*p = 0.029, t-ടെസ്റ്റ്, n = 3 ഓരോ ഗ്രൂപ്പിനും, ശരാശരി ± SEM).
ന്യൂട്രൽ ഫാസ്റ്റ് റെഡ്-സ്റ്റെയിൻഡ് സെക്ഷനുകൾ (ഉദാഹരണം സപ്ലിമെന്ററി ചിത്രം 2 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു) മുമ്പ് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തതിന് സമാനമായ പാറ്റേണിലും സ്ഥാനത്തും LacZ-സ്റ്റെയിൻഡ് സെല്ലുകൾ ഉണ്ടെന്ന് കാണിച്ചു.
എയർവേ ജീൻ തെറാപ്പിയിലെ ഒരു പ്രധാന വെല്ലുവിളി, താൽപ്പര്യമുള്ള പ്രദേശങ്ങളിലേക്ക് കാരിയർ കണങ്ങളെ കൃത്യമായി പ്രാദേശികവൽക്കരിക്കുകയും വായുപ്രവാഹത്തിന്റെയും സജീവ മ്യൂക്കസ് ക്ലിയറൻസിന്റെയും സാന്നിധ്യത്തിൽ ചലിക്കുന്ന ശ്വാസകോശത്തിൽ ഉയർന്ന തോതിലുള്ള ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ്. CF എയർവേ രോഗത്തെ ചികിത്സിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത എൽവി കാരിയറുകൾക്ക്, ചാലക വായുമാർഗങ്ങൾക്കുള്ളിൽ കാരിയർ കണങ്ങളുടെ താമസ സമയം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഇതുവരെ ഒരു അവ്യക്തമായ ലക്ഷ്യമാണ്. കാസ്റ്റെല്ലാനി തുടങ്ങിയവർ ചൂണ്ടിക്കാണിച്ചതുപോലെ, ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഇലക്ട്രോപൊറേഷൻ പോലുള്ള മറ്റ് ജീൻ ഡെലിവറി രീതികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കാരണം ഇതിന് ലാളിത്യം, ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തി, ഡെലിവറി പ്രാദേശികവൽക്കരണം, വർദ്ധിച്ച കാര്യക്ഷമത, കുറഞ്ഞ ഇൻകുബേഷൻ സമയങ്ങൾ, ഒരുപക്ഷേ ഒരു ചെറിയ കാരിയർ ഡോസ് എന്നിവ സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, ബാഹ്യ കാന്തിക ശക്തികളുടെ സ്വാധീനത്തിൽ വായുമാർഗങ്ങളിലെ കാന്തിക കണങ്ങളുടെ ഇൻ വിവോ നിക്ഷേപവും പെരുമാറ്റവും ഒരിക്കലും വിവരിച്ചിട്ടില്ല, അല്ലെങ്കിൽ കേടുകൂടാതെയിരിക്കുന്ന വായുമാർഗങ്ങളിൽ ജീൻ എക്സ്പ്രഷൻ ലെവലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഈ രീതിയുടെ സാധ്യത ഇൻ വിവോയിൽ തെളിയിച്ചിട്ടില്ല.
പോളിസ്റ്റൈറൈൻ എംപി ഒഴികെയുള്ള എല്ലാ കണികകളും ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച ഇമേജിംഗ് സജ്ജീകരണത്തിൽ ദൃശ്യമാണെന്ന് ഞങ്ങളുടെ ഇൻ വിട്രോ സിൻക്രോട്രോൺ പിസിഎക്സ്ഐ പരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചു. ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ, എംപികൾ സ്ട്രിംഗുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നു, അവയുടെ നീളം കണികാ തരവുമായും കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തിയുമായും (അതായത് കാന്തത്തിന്റെ സാമീപ്യവും ചലനവും) ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ചിത്രം 10 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഓരോ വ്യക്തിഗത കണികയും കാന്തികമാക്കപ്പെടുകയും അതിന്റേതായ പ്രാദേശിക കാന്തികക്ഷേത്രത്തെ പ്രേരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നതിനാലാണ് നമ്മൾ നിരീക്ഷിക്കുന്ന സ്ട്രിംഗുകൾ രൂപപ്പെടുന്നത്. ഈ പ്രത്യേക ഫീൽഡുകൾ മറ്റ് സമാനമായ കണങ്ങളെ കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നതിനും ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു, മറ്റ് കണങ്ങളുടെ പ്രാദേശിക ആകർഷണീയവും വികർഷണശക്തികളിൽ നിന്നുള്ള പ്രാദേശിക ശക്തികൾ കാരണം ഗ്രൂപ്പ് സ്ട്രിംഗ് പോലുള്ള ചലനങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നു.
ദ്രാവകം നിറഞ്ഞ കാപ്പിലറികൾക്കുള്ളിൽ (a,b) സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന കണികാ ട്രെയിനുകളും (c,d) വായു നിറച്ച ശ്വാസനാളവും കാണിക്കുന്ന സ്കീമാറ്റിക്. കാപ്പിലറികളും ശ്വാസനാളവും സ്കെയിലിൽ വരയ്ക്കപ്പെടുന്നില്ലെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കുക. പാനലിൽ (a) സ്ട്രിങ്ങുകളിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്ന Fe3O4 കണികകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന MP യുടെ ഒരു വിവരണവും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
കാന്തം കാപ്പിലറിക്ക് മുകളിലേക്ക് നീക്കിയപ്പോൾ, കണികാ സ്ട്രിംഗിന്റെ കോൺ Fe3O4 അടങ്ങിയ MP3-5 ന്റെ ഒരു നിർണായക പരിധിയിലെത്തി, അതിനുശേഷം കണികാ സ്ട്രിംഗ് യഥാർത്ഥ സ്ഥാനത്ത് തുടർന്നില്ല, മറിച്ച് ഉപരിതലത്തിലൂടെ ഒരു പുതിയ സ്ഥാനത്തേക്ക് നീങ്ങി.കാന്തം. ഗ്ലാസ് കാപ്പിലറി ഉപരിതലം ഈ ചലനം സംഭവിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നത്ര മിനുസമാർന്നതിനാൽ ഈ പ്രഭാവം സംഭവിക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, MP6 (കോംബിമാഗ്) ഈ രീതിയിൽ പെരുമാറിയില്ല, ഒരുപക്ഷേ കണികകൾ ചെറുതായതിനാലോ, വ്യത്യസ്ത കോട്ടിംഗുകളോ ഉപരിതല ചാർജുകളോ ഉള്ളതിനാലോ, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു പ്രൊപ്രൈറ്ററി കാരിയർ ദ്രാവകം അവയുടെ ചലന ശേഷിയെ ബാധിച്ചതിനാലോ ആകാം.കോംബിമാഗ് കണങ്ങളുടെ ഇമേജ് കോൺട്രാസ്റ്റും ദുർബലമാണ്, ഇത് ദ്രാവകത്തിനും കണികകൾക്കും സമാനമായ സാന്ദ്രത ഉണ്ടായിരിക്കാമെന്നും അതിനാൽ പരസ്പരം എളുപ്പത്തിൽ നീങ്ങുന്നില്ലെന്നും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.കാന്തം വളരെ വേഗത്തിൽ നീങ്ങുകയാണെങ്കിൽ കണികകൾ കുടുങ്ങിപ്പോകാനും സാധ്യതയുണ്ട്, കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തിക്ക് എല്ലായ്പ്പോഴും ദ്രാവകത്തിലെ കണികകൾ തമ്മിലുള്ള ഘർഷണത്തെ മറികടക്കാൻ കഴിയില്ലെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു, കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തിയും കാന്തത്തിനും ലക്ഷ്യ പ്രദേശത്തിനും ഇടയിലുള്ള ദൂരവും അതിശയിക്കാനില്ലെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു വളരെ പ്രധാനമാണ്. ഒരുമിച്ച് എടുത്താൽ, ഈ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, കാന്തങ്ങൾക്ക് ലക്ഷ്യ പ്രദേശത്തിലൂടെ ഒഴുകുന്ന നിരവധി എംപികളെ പിടിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിലും, അത് അസംഭവ്യമാണ്. ശ്വാസനാളത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിലൂടെ കോമ്പിമാഗ് കണങ്ങളെ ചലിപ്പിക്കാൻ കാന്തങ്ങളെ ആശ്രയിക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ നിഗമനം ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, ഇൻ വിവോ എൽവി-എംപി പഠനങ്ങൾ എയർവേ ട്രീയുടെ പ്രത്യേക പ്രദേശങ്ങളെ ഭൗതികമായി ലക്ഷ്യം വയ്ക്കുന്നതിന് സ്റ്റാറ്റിക് കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കണമെന്ന് ഞങ്ങൾ നിഗമനം ചെയ്യുന്നു.
ശരീരത്തിൽ കണികകൾ എത്തിക്കുമ്പോൾ, സങ്കീർണ്ണമായ ചലിക്കുന്ന ശരീര കലകളുടെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ അവയെ തിരിച്ചറിയാൻ പ്രയാസമാണ്, എന്നാൽ ശ്വാസനാളത്തിന് മുകളിൽ തിരശ്ചീനമായി കാന്തം വിവർത്തനം ചെയ്ത് എംപി സ്ട്രിംഗുകളെ "ചലിപ്പിക്കുക" വഴി അവയെ കണ്ടെത്താനുള്ള കഴിവ് വർദ്ധിപ്പിച്ചു. തത്സമയ ഇമേജിംഗ് സാധ്യമാണെങ്കിലും, മൃഗത്തെ മാനുഷികമായി കൊന്നുകഴിഞ്ഞാൽ കണിക ചലനം തിരിച്ചറിയാൻ എളുപ്പമാണ്. ഇമേജിംഗ് ഏരിയയ്ക്ക് മുകളിൽ കാന്തം സ്ഥാപിച്ചപ്പോൾ എംപി സാന്ദ്രത സാധാരണയായി ഈ സ്ഥലത്ത് ഏറ്റവും ഉയർന്നതായിരുന്നു, എന്നിരുന്നാലും ചില കണികകൾ സാധാരണയായി ശ്വാസനാളത്തിലൂടെ കൂടുതൽ കണ്ടെത്തി. ഇൻ വിട്രോ പഠനങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, കാന്തം വിവർത്തനം ചെയ്തുകൊണ്ട് കണികകളെ ശ്വാസനാളത്തിലൂടെ വലിച്ചിടാൻ കഴിയില്ല. ശ്വാസനാളത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ പൊതിയുന്ന മ്യൂക്കസ് സാധാരണയായി ശ്വസിക്കുന്ന കണങ്ങളെ എങ്ങനെ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു, അവയെ മ്യൂക്കസിൽ കുടുക്കി തുടർന്ന് മ്യൂക്കോസിലിയറി ക്ലിയറൻസ് മെക്കാനിസം വഴി ശുദ്ധീകരിക്കുന്നു എന്നതുമായി ഈ കണ്ടെത്തൽ പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.
ശ്വാസനാളത്തിന് മുകളിലും താഴെയുമുള്ള ആകർഷണത്തിനായി കാന്തങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് (ചിത്രം 3b) ഒരു ഘട്ടത്തിൽ വളരെ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് പകരം കൂടുതൽ ഏകീകൃതമായ ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് കാരണമാകുമെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിച്ചു, ഇത് കണങ്ങളുടെ കൂടുതൽ ഏകീകൃത വിതരണത്തിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സിദ്ധാന്തത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിന് ഞങ്ങളുടെ പ്രാഥമിക പഠനത്തിൽ വ്യക്തമായ തെളിവുകൾ കണ്ടെത്തിയില്ല. അതുപോലെ, ഒരു ജോടി കാന്തങ്ങളെ പുറന്തള്ളാൻ കോൺഫിഗർ ചെയ്യുന്നത് (ചിത്രം 3c) ഇമേജ് ചെയ്ത സ്ഥലത്ത് കൂടുതൽ കണികാ നിക്ഷേപത്തിന് കാരണമായില്ല. ഡ്യുവൽ-മാഗ്നറ്റ് സജ്ജീകരണം MP ടാർഗെറ്റിംഗിന്റെ പ്രാദേശിക നിയന്ത്രണം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നില്ലെന്നും തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ശക്തമായ കാന്തിക ശക്തികൾ കോൺഫിഗർ ചെയ്യാൻ പ്രയാസമാണെന്നും ഈ സമീപനം പ്രായോഗികമല്ലെന്നും ഈ രണ്ട് കണ്ടെത്തലുകൾ തെളിയിക്കുന്നു. അതുപോലെ, ശ്വാസനാളത്തിലൂടെയും മുകളിലുമുള്ള കാന്തത്തെ ഓറിയന്റുചെയ്യുന്നത് (ചിത്രം 3d) ഇമേജ് ചെയ്ത സ്ഥലത്ത് നിലനിർത്തിയിരിക്കുന്ന കണങ്ങളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിച്ചില്ല. ഈ ബദൽ കോൺഫിഗറേഷനുകളിൽ ചിലത് വിജയിച്ചേക്കില്ല, കാരണം അവ നിക്ഷേപ മേഖലയ്ക്കുള്ളിൽ കുറഞ്ഞ കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തികൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. അതിനാൽ, ഒറ്റ 30-ഡിഗ്രി ആംഗിൾ മാഗ്നറ്റ് കോൺഫിഗറേഷൻ (ചിത്രം 3a) ഇൻ വിവോ പരിശോധനയ്ക്കുള്ള ഏറ്റവും എളുപ്പവും കാര്യക്ഷമവുമായ രീതിയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.
എൽവി-എംപി പഠനം കാണിക്കുന്നത് എൽവി വെക്റ്ററുകൾ കോംബിമാഗുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ഭൗതികമായ പ്രക്ഷുബ്ധതയ്ക്ക് ശേഷം വിതരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, നിയന്ത്രണങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് ശ്വാസനാളത്തിൽ ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ ലെവലുകൾ ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചു എന്നാണ്. സിൻക്രോട്രോൺ ഇമേജിംഗ് പഠനങ്ങളുടെയും ലാക്സെഡ് ഫലങ്ങളുടെയും അടിസ്ഥാനത്തിൽ, കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് ശ്വാസനാളത്തിനുള്ളിൽ എൽവി സംരക്ഷിക്കാനും ശ്വാസകോശത്തിലേക്ക് ആഴത്തിൽ തുളച്ചുകയറുന്ന വെക്റ്റർ കണങ്ങളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കാനും കഴിഞ്ഞു. അത്തരം ടാർഗെറ്റിംഗ് മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ ഡെലിവറി ടൈറ്ററുകൾ, ഓഫ്-ടാർഗെറ്റ് ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ, ഇൻഫ്ലമേറ്ററി, ഇമ്മ്യൂൺ പാർശ്വഫലങ്ങൾ, ജീൻ കാരിയർ ചെലവുകൾ എന്നിവ കുറയ്ക്കുന്നതിനൊപ്പം ഉയർന്ന ഫലപ്രാപ്തിക്ക് കാരണമായേക്കാം. പ്രധാനമായി, നിർമ്മാതാവിന്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ, മറ്റ് വൈറൽ വെക്റ്ററുകൾ (എഎവി പോലുള്ളവ), ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ മറ്റ് ജീൻ ട്രാൻസ്ഫർ രീതികളുമായി കോംബിമാഗ് ഉപയോഗിക്കാം.