Distribution of CD8 T cells in the liver of OVA mice expressing low antigen levels on day three after adoptive transfer of OT-I cells (5×106 via tail vein).
Distribution of CD8 T cells in the liver of OVA mice expressing high antigen levels on day three after adoptive transfer of OT-I cells (5×106 via tail vein).
Video 1: Intravital imaging of natural killer cells in healthy mouse liver by intravenous administration of NK1.1 antibody (red) using two-photon microscopy.
Video 2:Intravital imaging of Natural Killer cells in fibrotic mouse liver by intravenous administration of NK1.1 antibody (red) using two-photon microscopy.
Video 4:Immune mediated liver damage: CD8 positive T- cells (red) were adoptively transferred into mice overexpressing albumen in hepatocytes. The CD8 positive T- cells roll in the sinusoids, stuck to and finally invade the affected hepatocytes.
Video 5:Intravital imaging of Kupffer cells in mouse liver after intravenous administration of F4/80 antibody (red) using two-photon microscopy.
Video 6:Intravital imaging of Kupffer cells and granulocytes using Lysozyme-M reporter mouse (green).
Video 7:Intravital imaging of infiltrating monocytes in the liver after acetaminophen intoxication by intravenous administration of cd11b antibody (red) using two-photon microscopy.
Video 8:Intravital imaging of hepatic blood flow at the sinusoids level by intravenous administration of dextran 10 KDa (green).
Video 9:Intravital imaging of liver sinusoidal endothelial cells using Tie-2 reporter mouse (green).
Video S1: Loss of mitochondrial potential after administration of paracetamol (APAP): Tetramethylrhodamine, ethyl ester (TMRE/red), a marker for active mitochondria, was co-administered with cholyl-lysyl-fluorescein (CLF/green), a fluorescent bile salt analog, into a C57BL/6 mouse. A first sign of toxicity after APAP injection is that individual cells lose their mitochondrial membrane potential. This event is visualized by a loss of red fluorescence. Cells with inactive mitochondria lose their capability to compartmentalize CLF. As a consequence the intravesicular and/or bile canalicular bile acids spread into the cytoplasm, visualized by the green fluorescent hepatocytes.
Video S2: Migration of immune cells into damaged liver tissue: A td-tomato mouse mated to LysMcre reporter micewas used, showing hepatocytes with a red plasma membrane and monocyte-derived immune cells in green. The mouse was exposed to hepatotoxin CCl4 and imaged after 48 h. Monocytes, Kupffer cells, and granulocytes are infiltrating into the necrotic area.
Systembiologische Techniken zur Modellierung der Lebertoxizität ermöglichen die Identifizierung neuer Schlüsselmechanismen. Zum Beispiel konnten wir zeigen, dass die Orientierung von Hepatozyten entlang sinusoidaler Endothelzellen ein kritisches Organisationsprinzip darstellt, dessen Störung mit erheblichen funktionellen Konsequenzen einhergeht (Höhme et al., 2010).
Video 1: In dieses Modell wurden alle experimentell bestimmten Prozessparameter einprogrammiert. Allerdings fehlt den Hepatozyten der Prozessparameter „oriented cell division“ OCD, der es Tochterhepatozyten ermöglicht, sich unmittelbar nach der Mitose in Richtung des nahesten Sinusoids zu orientieren. Das Ergebnis ist eine Störung der Mikroarchitektur des Leberläppchens während der Regeneration.
Video 2: Regeneration mit „oriented cell division“. Erst durch Einführung dieses Prozessparameters gelingt die Modellierung des Regenerationsprozesses in einer Weise, dass er der experimentell bestimmten Situation der Leber in vivo entspricht.
Abb. 3: Experimentelle Validierung des im Modell identifizierten Mechanismus der „oriented cell division“. Nach Rekonstruktion regenerierender Lebergewebe konnte gezeigt werden, dass Tochterzellen nach der Mitose fast immer entlang des nahesten Sinusoids orientiert sind. Die Tochterzellen nach Zellteilung sind durch grüne Nuklei identifizierbar.
Video 3: Im Zeitrafferfilm von kokultivierten Hepatozyten und sinusoidalen Endothelzellen wird deutlich, dass Hepatozyten zu den Endothelzellen migrieren und bestrebt sind, die Kontaktfläche zu maximieren.
Ausgewählte Publikationen
Stefan Höhme*, Marc Brulport*, Alexander Bauer, Essam Bedawy, Wiebke Schormann, Rolf Gebhardt, Sebastian Zellmer, Michael Schwarz, Ernesto Bockamp, Tobias Timmel, Jan G. Hengstler+, Dirk Drasdo+, Cell alignment along micro-vessels as order principle to restore tissue architecture during liver regeneration: from experiment to virtual tissues and back, in revision, PNAS, 2009.
Brulport M, Schormann W, Bauer A, Hermes M, Elsner C, Hammersen FJ, Beerheide W, Spitkovsky D, Härtig W, Nussler A, Horn LC, Edelmann J, Pelz-Ackermann O, Petersen J, Kamprad M, von Mach M, Lupp A, Zulewski H, Hengstler JG: Fate of extrahepatic human stem and precursor cells after transplantation into mouse livers. Hepatology 2007;46:861-70.
