Introduction
Polyzystische Nierenerkrankung (PKD) eine Gruppe von monogenen Erkrankungen, die durch die Entwicklung von Nierenzysten. Unter ihnen sind autosomal-dominante polyzystische Nierenerkrankung (ADPKD) und autosomal-rezessive polyzystische Nierenerkrankung (ARPKD), die die häufigsten Arten 1,2 darstellen. ADPKD, die häufigste Form der erblichen Nieren zystische Erkrankungen durch Mutationen in den PKD1 oder PKD2 Gene stammen. Es wird von late-onset, mehrere bilaterale Nierenzysten, begleitet von variable extraNierenZysten sowie Herz-Kreislauf- und Muskelskelettanomalien gekennzeichnet. ARPKD, allgemein betreffen die meisten Neugeborenen und kleinen Kindern, wird durch Mutationen im PKHD1 verursacht und wird durch vergrößerte echoreiche Nieren und angeborene Leberfibrose 3 gekennzeichnet.
Wichtig ist, dass durch ADPKD Heterogenität sowohl auf der Gen (gene) und Mutation (Allel) Ebenen, die im wesentlichen p-Ergebnissehenotypic Variabilität. Mutationen im PKD1-Gen werden mit schweren klinischen Präsentation (zahlreiche Zysten, Früherkennung, Bluthochdruck und Hämaturie) sowie schnelle Progression zu End-stage renal disease (20 Jahre früher als Patienten mit Mutationen PKD2) zugeordnet 4. Schwere polyzystischen Lebererkrankung (PLD) und Gefäßmissbildungen können mit Mutationen in PKD1 und PKD2 sowohl 5 zugeordnet werden. Die Mehrzahl von Nierenkomplikationen ADPKD entstehen im Wesentlichen als Folge der Zystenexpansion, den zugehörigen Entzündung und Fibrose. Zyste Entwicklung beginnt in der Gebärmutter und setzt sich über den Patienten Lebenszeit. Nieren Regel behalten ihre reniform Form, auch wenn sie mehr als 20 Mal die normale Nierenvolumen erreichen konnte. Die meisten der Patienten vorhanden bilateralen Verteilung von Nierenzysten, aber in einigen seltenen Fällen, Zyste kann in einer einseitigen oder asymmetrische Muster zu entwickeln.
Ein Haupt Challenge für Nephrologen folgenden Patienten mit ADPKD oder Durchführungstherapien ist die Naturgeschichte der Krankheit. Während der meisten Zeit seines Laufs bleibt die Nierenfunktion normal und durch die Zeit der Nierenfunktion beginnt zu sinken, die meisten der Nieren durch Zysten ersetzt. Wenn Therapien werden in späteren Phasen implementiert, ist es weniger wahrscheinlich, um erfolgreich zu sein, da der Patient kann bereits einen Punkt ohne Wiederkehr bei chronischen Nierenerkrankungen zu erreichen. Wenn im Gegensatz dazu Therapien in frühen Stadien gestartet werden, ist es schwierig, eine Antwort nur auf die glomeruläre Filtrationsrate basierend identifizieren. Als Ergebnis der Begriff Nierenvolumen als Marker der Progression der Erkrankung gewonnen Aufmerksamkeit.
Das Konsortium für Radiologische Imaging Studium der Kidney Disease (CRISP) Studie hat gezeigt, dass bei Patienten mit ADPKD die Zunahme der Nierenzyste und Volumina direkt korreliert mit Nierenfunktionsverschlechterung und unterstreicht das Potenzial der Gesamtnieren Volume (TKV), wie alsurrogate Marker für die Progression der Erkrankung 6,7. Folglich wird TKV derzeit als primäre oder sekundäre Endpunkt in mehreren klinischen Studien für ADPKD 2,8,9 verwendet.
Mehrere Mausmodellen einschließlich spontaner Mutationen und gentechnisch verändert wurden, Licht auf die Pathogenese der PKD 10,11 vergießen. Pkd1 oder PKD2 Modelle (Mutationen entweder Pkd1 oder PKD2) haben sich am meisten verbreitet sind, da sie perfekt imitieren menschliche Krankheit. Darüber hinaus haben Nagetiermodellen mit Mutationen in anderen als Pkd1 oder PKD2 Gene Gene als experimentelle Plattform verwendet, um zu erläutern Signalwege mit der Krankheit. Außerdem können mehrere dieser Modelle wurden verwendet, um mögliche Therapien zu testen. Jedoch ist ein begrenzender Faktor in vielen Studien an Nagetieren für PKD oft der Mangel an effizienten nichtinvasive Methoden zur sequentiellen Analyse der anatomischen und funktionellen Veränderungen in der Niere.
Magnetic resonance Tomographie (MRT) ist der derzeitige Goldstandard bildgebendes Verfahren zur ADPKD Patienten folgen und bietet eine ausgezeichnete Weichteilkontrast und anatomische Detail, und ermöglichen TKV Messungen. Obwohl MRI ist für anatomischen Bildgebung in größeren Tieren und Menschen, Imaging kleine Nagetiere in vivo etabliert bringt zusätzliche technische Herausforderungen, denen die Fähigkeit, hochauflösende Bilder erwerben kann seine Nützlichkeit zu begrenzen. Mit der Einführung von Ultrahochfeld (UHF) MRI (7-16,4 T) und der Entwicklung von stärkeren Gradienten, ist es nun möglich, höhere Signal-zu-Rausch-Verhältnisse und der räumlichen Auflösung von MRI-Bildern mit diagnostischer Qualität ähnlich derjenigen zu erreichen beim Menschen erhalten. Folglich ist die Verwendung von UHF-MRT für die in-vivo-Bildgebung von kleinen Nagetiermodellen für PKD hat sich ein leistungsfähiges Werkzeug für die Forscher.
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Protocol
Vor Beginn der Verfahren mit lebenden Tieren sollten experimentelle Protokolle von der Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC) genehmigt werden.
1. Scanner Configuration
- Bevor Sie beginnen, stellen Sie sicher, das Heizgerät in die Position OFF.
- Wählen Sie das mini Bildgebungsgradienten und 38 mm-HF-Spule und mini-Bildgebung Halter.
- In der zentralen Bohrung der Halterung installieren Sie die variable Temperatur Montage.
2. Vorbereitung der Tiere
- Für MRI Experimente, eine optimale Anästhesie mit Isofluran verdampft. Zur Narkoseeinleitung, legen Tier in einer Induktionskammer mit einem saugfähigen Tuch ausgekleidet. Stellen Sie den Durchflussmesser der Isofluran-Verdampfer auf 2,0 bis 2,5 l / min, und die auf 3% Isofluran in Sauerstoff.
- Entfernen Sie alle Metallschild oder andere Metallgegenstand in diesem Stadium. Bewerben vet Salbe auf die Augen Tieres bis zur Trockenheit während der Narkose zu verhindern.
- Sobald das Tierhat die chirurgische Ebene der Narkose erreicht (dh Verlust der Ziehreflex bis Fuß pinch), legen Sie das Tier auf einem Halter mit der Nase in ein Nasenkegel eingesetzt. Eingestellt Anästhesieluftstrom in der Sonde an 2,0-2,5 ml / min und die Isoflurankonzentration 1,5-2,0% in Sauerstoff. Anästhesie wird während des Verfahrens durch den Nasenkegel geliefert werden. Von Zeit zu Zeit anpassen Isofluran-Konzentration je nach Alter Tieres und Gewicht, eine Atemfrequenz von ~ 40 bpm aufrechtzuerhalten.
- Verwenden Tierhalter, um das Tier zu befestigen und Bewegung während der MRI-Experiment zu verhindern. Variiert die Art des Tierhalters in Abhängigkeit vom Körper abzutastenden Bereich.
Hinweis: Kundenspezifische Halterungen aus Labor Kunststoffe (Polypropylen, Teflon, Polystyrol, Polycarbonat) werden können, um spezifische Experiment unterzubringen und um das Tier Größe (von neugeborenen Maus, um 160 g Ratte) angepasst werden. - Legen Sie die Rektalthermometer im Tierkörpertemperatur Tieres zu überwachen. Während der experiment, halten das Tier bei 35-37 ° C, mit einem warmen Luftstrom. Einzustellen Lufttemperatur (30-38 ° C) und Strömung (1200-2000 l / h) auf der Basis der Körpertemperatur Feedback Tieres.
- Einen Ballon Atemdrucksensor Bringen Sie den Tierleib, um die Atemfrequenz zu überwachen.
- Sichern Sie das Tier in der Mitte der HF-Spule und vorsichtig die HF-Spule mit Tier in MRI-Scanner.
3. MRI Experiment
- Tune und passen Sie die HF-Spule, bevor die Experimente zu minimieren HF-Leistung und zur Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu maximieren. So starten Sie die passenden / Tuning:
- Öffnen Sie die Spektrometersteuerung Tool, indem Sie auf das Symbol Tools.
- Im Spektrometer Steuerungstool klicken Acquisition → Wobble. Ein Acq / Reco Fenster geöffnet, das Wobble-Kurve.
- Alternativ können die Tuning und Anpassungskondensatoren (unter Verwendung der passenden Tuning- und Stäbe) in kleinen Schritten einzustellen, bis der reflektierte HF-Leistungminimiert. Das Ziel ist, eine Kurve mit einem Minimum an der vertikalen Achse bei Null an der horizontalen Achse positioniert sehen.
- Wenn die Kalibrierung der Spule hat erfolgreich erreicht wurde, drücken Sie die Stopptaste in der Acq / Reco-Fenster.
- Erwerben Sie scout Bilder in den drei orthogonalen Ebenen, um eine axiale, koronale und sagittale Bilder zu schaffen. Verwenden Sie eine schnelle Bildfolge, wie Intra-Tor Fast Low Angle Shot (IG-FLASH), um die Erkundungsbilder 12 zu erwerben. Verwenden Sie die Erkundungsbilder, um die richtige Geometrie für die eigentliche Bildgebung eingestellt.
- Je nach den spezifischen Forschungsziele, wählen Sie die richtige Bildfolge und Parameter ein und starten die Suche mit einer Ampel. Dies wird HF-Kanal zu kalibrieren, Shim den Magneten, setzen Trägerfrequenz bei Resonanz für Wasser und passen Empfängerverstärkung, die alle automatisch.
- Für anatomische Studien und T2-gewichteten Bildern, erwerben in 2D Multi Slice oder 3D-Modus. Um das Experiment für eine gegebene räumliche Auflösung zu verkürzen, halten Sie das Feld-der (FOV) so klein wie möglich, aber groß genug, um Umwickelartefakte (2,56 bis 3,2 cm) zu vermeiden.
- Halten des Zyklus der gewählten Sequenz geringfügig kürzer als die tierischen Atemzyklus durch geeignete Wahl der Wiederholungszeit (TR) und / oder der Anzahl der Schichten. Dadurch wird sichergestellt, dass die Daten während der Ruheperiode der Tiere gesammelt.
- Zum Beispiel für Bauch Bilder, halten Atemfrequenz Tieres bei ~ 30 bpm; das ist etwa 2000 ms pro Atemzug. Verwenden Sie einen Turbo schnelle Erfassung mit Relaxation Enhancement (RARE) Sequenz und erwerben 11-19 koronalen Scheiben schneiden, mit TR / TE 1500/9 msec, RARE Faktor 8 und (Matrix 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 cm, Schichtdicke 0,75 mm) .
Hinweis: Durch Einstellen des TR 1500 ms, und halten die Atemfrequenz des Tieres ~ 30 bpm (2,000 ms pro Atemzug), stellen wir sicher, dass die Daten während der Ruhezeit der Tiere gesammelt.
- Zum Beispiel für Bauch Bilder, halten Atemfrequenz Tieres bei ~ 30 bpm; das ist etwa 2000 ms pro Atemzug. Verwenden Sie einen Turbo schnelle Erfassung mit Relaxation Enhancement (RARE) Sequenz und erwerben 11-19 koronalen Scheiben schneiden, mit TR / TE 1500/9 msec, RARE Faktor 8 und (Matrix 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 cm, Schichtdicke 0,75 mm) .
- Nachdem alle Bildaufnahme abgeschlossen ist, legen Sie das gescannte Tierauf beheizten Unterlage und zu überwachen, bis die ambulante. Nach der Wiederherstellung, bringen Sie das Tier in den Käfig und 1 Stunde lang überwacht zumindest vor der Rückkehr in die Tierhaltung.
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Representative Results
In dieser Handschrift, streben wir an, den Nutzen der UHF-MRT als Instrument für die in vivo phänotypische Charakterisierung oder Arzneimittelüberwachung in Nagetiermodellen für PKD und anderen Nierenerkrankungen zeigen. Alle Versuche waren Teil der IACUC genehmigt Versuchsprotokollen.
In-vivo-Phänotypisierung von kleinen Nagetiermodellen für PKD mit UHF-MRT:
Alle bildgebenden Untersuchungen wurden auf lebende Tiere unter Isofluran-Narkose durchgeführt, mit einem Bruker AVANCEIII-700 (16,4 T) Vertikal Gangsbohrung Zweikanal-Multikern-Spektrometer, mit Mini-und Mikro-Imaging-Zubehör für die in vivo und in vitro-NMR-Spektroskopie und Mikroskopie ausgestattet.
Abdomen:
Das Hauptstrukturwandel in PKD ist Zyste Entwicklung und das Wachstum, die für die Mehrheit der Nierenkomplikationen verantwortlich sind. Die häufigste außer renale Manifestation in ADPKD ist das Vorhandensein von Leberzysten und cein bis zu 90% der betroffenen Erwachsenen 13 gefunden werden. Verwendung UHF-MRT, ist es möglich, High-Definition, anatomische Bauch Bilder der kleinen Nagetiere, die PKD zur in vivo-Bewertung der zystischen Nieren Phänotyp und Volumenmessungen erlauben erwerben 1A -. D zeigt mehrere 2D-T2-gewichteten anatomischen Bauch Bilder für verschiedene Nagetiermodellen PKD. Bauch-Bilder wurden unter Verwendung eines 38 mm Volumen HF-Spulen erworben. Eine MRT-kompatiblen Halter wurde verwendet, um Tiere vertikal entlang des Magnetfeldes zu platzieren. Ein Ballon-Sensor wurde verwendet, um die Atmung zu überwachen. Respiratory Gating durchgeführt wurde. Dann wurden koronalen, sagittalen und axialen, Erkundungsbilder, um die Nieren zu lokalisieren und zu verschreiben, dessen Geometrie erworben. Ein Turbo-Schnellerfassung mit Relaxation Enhancement (RARE) Sequenz, 11-19 koronalen Scheiben mit TR / TE 1500/9 ms, RARE Faktor 8, (Matrix 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 cm, Schichtdicke 0,75 mm) wurde verwendet, sammeln anatomische Bilder.
Kardiovaskuläre Komplikationen bleibt ein wichtiges Problem bei Patienten mit ADPKD, mit erhöhter Morbidität und Mortalität assoziiert 14,15. Experimentelle und klinische MRI ermöglicht genaue und reproduzierbare Beurteilung der Herzstruktur und -funktion 16-18. MRI besitzt eine hohe zeitliche und räumliche Auflösung, so dass eine optimale Visualisierung und Analyse des kleinen, schnell schlagenden Herzen Nagetier. Aus diesem Grund ist es machbar, UHF MRI verwenden, um Herzbilder erwerben enddiastolischen Volumens (EDV) zu berechnen, endsystolischen Volumens (ESV) sowie Myokardmasse von sequentiellen kurzen Achse cines Abdecken des gesamten Herzens in verschiedenen Nagetiermodellen PKD. 2 zeigt MRI-Bilder des Maus-Myokard. Cardiac cine Bilder erworben mit Intra-Tor-Fast Froschperspektive (ig-FLASH) Folge 19 (11 Kurzachsenschichten, TR / TE 3,5 / 1,45 ms, Wiederholungs 100, Matrix 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 cm, slEisdicke 1 mm).
Gehirn:
Viele Ziliopathien haben mit Hirnfehlbildungen unter anderem Mängel in Verbindung gebracht. In den vergangenen Jahren hat MRI zum Goldstandard für die nichtinvasive Bildgebung des Gehirns. Im Gegensatz zu histologische Untersuchungen bietet MRI Nachweis der anatomischen Veränderungen ohne Vorbereitung Artefakte, die mit normalen Prüfung stören. Wir verwenden UHF-MRT, um das Gehirn Phänotyp von Mäusen mehrere Modelle für PKD oder andere modifizierende Gene mit der Krankheit zu bewerten. Abbildung 3 zeigt anatomische Bilder des Mäusegehirns. Bilder wurden unter Verwendung eines Turbo-RARE-Sequenz erworben, 11-13 und 25-29 axialen Schichten koronalen Scheiben mit TR / TE 1500/9 ms, RARE Faktor 8, (Matrix 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 cm, Schichtdicke 0,75 mm) .
In-vivo-MRI von Maus-Embryonen in der mütterlichen Gebärmutter:
Die Möglichkeit, das Sammeln in vivo Informationen über Embryo-Nummer, viabiltät, Entwicklungsstadium, sowie Beurteilung phänotypischen Unterschiede der Embryonen, von Bedeutung ist vor allem bei der Erforschung der Wirkung der Inaktivierung spezifischer Signalwege in Verbindung mit Pkd1 oder PKD2 spezifischer Mutationen. Mit der Durchführung in vivo MRI der trächtigen Weibchen, ist es möglich, embryonale Letalität zu erkennen und zu bewerten für phänotypische Anomalien, und falls vorhanden, zu bestimmen, was embryonalen Stadium sie aufgetreten ist. Abbildung 4 zeigt ein Beispiel, dass detaillierte Informationen können aus embryonalen schwangeren Frauen mit Hilfe erhalten In-vivo-UHF-MRT. Bauch Bilder erworben wurden, wie zuvor für nicht-trächtigen Tieren beschrieben. Isofluran kann sicher bei schwangeren Nagetiere verwendet werden und Anästhesie ist als bei nicht schwangeren Tieren 20 erreicht. Embryonaler Tag 13 (E13), ist es möglich, viele anatomische Merkmale zu identifizieren, wie die Gliedknospen, Mittelhirn, Telencephalon und Herz. Von E14-15 Metanephros kann darauf hingewiesen werden, erscheinen ING eiförmigen Struktur (1-1,5 mm Länge) mit einem medullären und kortikalen Komponente 21.
In vivo Krankheitsprogression oder Therapieüberwachung von kleinen Nagetiermodellen für PKD mit UHF-MRT:
Neben der Bereitstellung von ausgezeichneten anatomischen Details, ermöglicht UHF-MRT für TKV Messungen in Nagetiermodellen für PKD. Als bei Patienten, kann TKV zur Progression der Erkrankung zu überwachen oder zu bewerten medikamentösen Verfahren, bevor eine Änderung der Nierenfunktion wahrgenommen werden kann. Darüber hinaus bietet die Möglichkeit, die Abbildung Neugeborenen Nagetieren eine wichtige Anlaufstelle für MRT-Studien, in denen in utero Eingriffe durchgeführt werden. Abbildung 5 zeigt mehrere 2D-T2-gewichteten anatomischen Bauch Bilder für eine PCK Studie an Ratten, die TKV als Endpunkt verwendet. Bauch Bilder erworben wurden, wie zuvor beschrieben.
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Abb. 1: Anatomische koronalen Bauch MRT-Bilder für verschiedene Nagetiermodellen von PKD (A) 19 Monate alt Pkd1 RC / RC-Maus, die fast vollständigen Ersatz der Nierengewebe von Zysten (Pfeile), imitiert typischen Veränderungen in ADPKD, (B) 4 Monate altes PKD2 - / WS25 Maus, die bilateralen Nierenzysten (Pfeile) und restlichen Nierenparenchym und Leberzysten (Pfeilspitzen), (C) 4 Monate altes Pkhd1 LSL / LSL-Maus, die Leberfibrose und keine Nierenzysten, und (D) 21 Tage alt PCK Ratte zeigt mehrere bilaterale Nierenzysten (Pfeile) überwiegend im kortikomedulläre Region und äußeren Medulla und mild Gallengang Dilatation. Bilder zeigen eine gute anatomische Details zur phänotypischen Charakterisierung, mit einer Auflösung in der Ebene von 100 & mgr; m / Pixel und Schichtdicke 750 um. Notizder Unterschied zwischen der polyzystischen Nieren (A, B und D) im Vergleich zu normal erscheine Nieren (C). Maßstabsbalken:. 10 mm Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 2: Cardiac Morphologie und Funktion. (A) Anatomische Bild der Maus Herzen von kurzen Achse, ig-FLASH-Sequenz. (B) Gliederung der endokardialen Grenze bei Enddiastole (rot) ermöglicht die Berechnung enddiastolische Volumen (EDV) für jede Scheibe. Das gleiche Verfahren kann für endsystolische Volumen (ESV) erfolgen. Darüber hinaus kann myocardial Volumen (rot-blau) für jede Scheibe aus kurzen Achse, cine Bilder 22 berechnet werden. (C Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Fig. 3: Anatomische Bildgebung Mausgehirn mit UHF MRI (A) und (B) axial, (C) und (D) koronale Bilder des Gehirns in einem ADPKD Mausmodell, in 2D-T2-gewichteten Turbo-RARE-Sequenz übernommen. Die Bildauflösung in der Ebene von 100 & mgr; m / Pixel und Schichtdicke 750 um können zur Analyse grober Anatomie des Gehirns. In (B) und (D) die weißen Pfeile zeigen auf arachnoid cysts im Bereich des vierten Ventrikels. Maßstabsbalken:. 10 mm Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abb. 4:. In utero Abbildung E14 Mausembryonen T2 gewichteten Turbo-RARE Bilder im mütterlichen Frontalebene (A) und (B) von Müttern axialen Ebene erworbene A zeigt 4 verschiedene Embryonen 1-4 und B Embryo 1 und 4, und ein zusätzlicher Embryo nicht in A zu sehen. Obereinsätze, vergrößerte Bilder von Embryonen 1, Anzeige Embryos Sagittalebene A, mit dem Kopf nach oben rechts, den Rücken nach links, und Embryos Frontalebene positioniert B. Die Bildauflösung in der Ebene eines 100 & mgr; m / Pixel ermöglicht die Identifizierung vieler anatomische Merkmale wie der Extremitätenknospen, Mittelhirn, Endhirn, Herz und Leber. Bildmaßstabsbalken:. 10 mm Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abb. 5: Anatomische koronalen Bauch MRT-Bilder in einer PCK Rattenstudie (A - C) stellen die Kontrollgruppe (Kochsalzlösung behandelt). Bilder wurden von demselben Tier zu p3, p10 und p21 erworben. (D - F) stellen die Behandlungsgruppe (1-deamino-8-D-Arginin-Vasopressin behandelt). Bilder wurden von demselben Tier zu den gleichen Alters wie die Übernahme der Kontrolle. Maßstabsbalken: 10 mm.p_upload / 52757 / 52757fig5highres.jpg "target =" _ blank "> Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
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Discussion
Diese Handschrift zeigt die Durchführbarkeit der Verwendung von UHF-MRT als Instrument für die in vivo phänotypische Charakterisierung oder Arzneimittelüberwachung in Nagetiermodellen für PKD.
Wir beschreiben Experimente bei 16,4 T mit einer großen Bohrung Avance III hochauflösende NMR-Spektrometer mit Mikro- und Mini-Imaging-Zubehör ausgestattet wurde. Das Spektrometer wurde durch die Erfassung und Verarbeitung Software TopSpin2.0PV von Paravision 5.1 Imaging-Software gesteuert wird. Weil das Nagetier Größe variiert in Längsschnittstudien haben wir die Mini-Imaging-Zubehör mit 38 mm-HF-Spule und mini-Bildgebung Halter. Für das Tier-Temperaturregelung verwendet wir standard hochauflösende v ariable t emperatur u nit (VTU BVT 3000 digital) von TopSpin 2.0 geführt. Die am Boden der Sonde zugeführten Luftstrom strömt über die Heizvorrichtung und dann durch das Thermoelement, das direkt unter der narkotisierten Nagetier positioniert ist. Das Thermosteuert die Leistungsstufe der Heizung ständig wechselnden es, um die Lufttemperatur am gewünschte Einstellung zu halten.
Eine der wichtigsten Vorteile der Verwendung von UHF-MRT zur phänotypischen Charakterisierung der Nagetier-Modelle von PKD ist die Möglichkeit für den Erwerb der in vivo Bilder, so dass für Längsschnittstudien in demselben Tier durchgeführt. Vorteile von Längsschnittstudien sind eine verminderte Kosten der Datenhaltung und Variabilität sowie die Analyse der Phänotyp Progression oder Regression in Modellen mit unvollständigen penetrance.Another Vorteil der MRI vs konventionelle Histologie ist, dass MR-Bildern zu präsentieren eine realistischere Anatomie ohne die Schwindung und Verzug inhärenten in histologischen Schnitten. Ferner ermöglicht MRI zur 3D-Rekonstruktion der Bilder.
Zusätzlich zur Bereitstellung von ausgezeichneten anatomische Detail ermöglicht MRI für in vivo Messungen TKV. TKV kann verwendet werden, um den Krankheitsverlauf über die Zeit zu überwachen und Esel ArzneimittelinterErfindungen, bevor eine Änderung der Nierenfunktion auftritt. Darüber hinaus stellt die Möglichkeit der Bildgebung Neugeborenen Nagetieren eine wichtige Anlaufstelle für Studien, in denen in utero Eingriffe durchgeführt werden.
Trotz seiner großen Vorteile ist in-vivo-Bildgebung von Nagetiermodellen für PKD immer noch eine Herausforderung. Dies gilt insbesondere für Mäuse und neonatalen Ratten aufgrund ihrer geringen Größe und höheren Atmungs- und Herzfrequenz im Vergleich zum Menschen. Die Verwendung von UHF MRI und stärkeren Gradienten ermöglicht höhere Signal-zu-Rausch-Verhältnisse und eine bessere ortsaufgelöste Bilder, noch MRI sehr empfindlich auf Bewegung und Bewegungsartefakte Bildauflösung wesentlich zu verringern, wodurch die Vorteile der Technik. Dies ist besonders wichtig für abdominale Bildgebung, die von großem Interesse in PKD ist. Atemanhalten-Scans, wie beim Menschen erfasst, nicht durchführbar sind, ohne das Einführen eines Endotrachealtubus (ET). Die Möglichkeit der Steuerung eines betäubten TieresAtemwegs mit einem ET ist vorteilhaft im Falle der Herz- oder Atemstillstand; jedoch Intubation eines Nagetiers erfordert hohen technischen Fähigkeiten und ist schwer zu meistern. Lieferung von Inhalationsnarkose wie Isofluran durch Mundschutz ist einfach und ist die erste Wahl für die meisten MRI Verfahren 23. Jedoch muß die Möglichkeit von Hypoxie / Asphyxie angesehen, wenn das Tier nicht richtig, während sie unter Anästhesie positioniert, und es besteht keine Kontrolle über die Atemwege im Falle eines Notfalls. So eine sorgfältige Überwachung der Atemfrequenz des Tieres und der Atem gezielt Sequenzen werden sehr wichtig. Außerdem Erreichen optimaler Anästhesie und Tier Positionierung ist wichtig für den Erwerb hochauflösende Bilder auf einem Scanner. Wie bei allen Live-Tierstudien, vor allem bei der Verwendung von Krankheit, Alter oder neonatalen Tieren, ist es entscheidend, die Vitalparameter des Tieres während des Verfahrens zu überwachen und Aufrechterhaltung eines stabilen physiologischen Zustand, der Tiergesundheit zu gewährleisten unddie langfristigen Erfolg.
Trotz der Herausforderungen, hat erhebliche Fortschritte mit UHF-MRT ermöglicht für detaillierte phänotypische Informationen in kleinen Nagetiermodellen von PKD und immer ein leistungsfähiges Werkzeug für In-vivo-Phänotypisierung und Arzneimittelüberwachung vorgenommen. In utero Bilder der sich entwickelnden Embryonen erlauben frühen Charakterisierung der Phänotyp mit einer genetischen Mutation verbunden und können Fälle von nicht lebensfähigen Embryonen zu identifizieren. In-vivo-MRI ist entscheidend für die maximale Nutzen aus Nagetiermodellen von PKD (oder jede andere Nagetiermodell-System) zu erreichen, und sollte auf jeden Versuchsplanung berücksichtigt werden.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| AVANCEIII-700 (16.4 T) | Bruker | BH067206 | Wide-bore two channel multinuclear spectrometer equipped with mini and micro-imaging accessories for in vivo small rodent imaging |
| TopSpin2.0PV | Bruker | H9088TA2 | Spectrometer processing software |
| Paravision 5.1 | Bruker | T10314L5 | Imaging sofware |
| VTU BVT 3000 digital | Bruker | W1101095 | Temperature controller |
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