التعريفي والصغرى-CT تصوير التشوهات مجوف الدماغي في طراز الماوس
سبتمبر 4, 2017
هذا البروتوكول يوضح التعريفي مرض دماغي تشوه الكهفي في نموذج ماوس وتعزيز استخدامات التباين الجزئي المقطعي لقياس عبء الآفة. ويعزز هذا الأسلوب قيمة نماذج الماوس المنشأة لدراسة الأساس الجزيئي والعلاجات المحتملة لتشوه الكهفي الدماغي وغيره من الأمراض المخية الوعائية.
الهدف العام من هذا الإجراء هو إحداث تشوهات كهفية دماغية في الفئران حديثي الولادة ، وقياس عبء المرض باستخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال أمراض الأوعية الدموية الدماغية ، مثل التشوهات الكهفية الدماغية. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكن تحديد عبء مرض التشوه الكهفي الدماغي في نماذج الفئران حديثي الولادة بدقة وكفاءة مقارنة بالطرق الحالية.
يعدالعرض المرئي لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية ، حيث يصعب تعلم تحريض التشوه الكهفي الدماغي وخطوات تحليل التصوير المقطعي المحوسب الجزئي ، لأنه يتطلب خبرة واستخدام برامج متطورة. ابدأ بإذابة 4-HT في 100٪ الإيثانول بتركيز 10 ملليغرام لكل مليلتر. قم بإعداد 30 ميكرولتر من الأكواد ، ثم قم بتخزينها في درجة حرارة 80 درجة مئوية تحت الصفر.
في يوم الاستخدام ، قم بتخفيف alaquad في 4-HT في زيت الذرة إلى 0.5 ملليغرام لكل مليلتر. ثم استخدم حقنة الأنسولين لحقن 50 ميكرولترا من 4-HT في صغار الأطفال حديثي الولادة P1 للحث على آفات CCM التجريبية. ابدأ في تحضير العينة عن طريق ملء حقنة سعة 10 مليلتر مزودة بإبرة قياس 29 مع ثلاثة ملليلتر من 2٪ بارافورمالدهايد و PBS.
ثم قم بإجراء وفرة داخل القلب على الجرو P8 المأخوذ عن طريق إدخال الإبرة في بطين قلب الفأر ، وحقن الحجم الكامل للبارافورمالدهيد ببطء. بعد استخدام المقص لفصل الرأس ، قم بإزالة الجلد من الرأس وقشر الجمجمة باستخدام ملقط لتشريح الدماغ كله إلى 4٪ بارافورمالدهيد و PBS. بعد إصلاح الأدمغة بين عشية وضحاها عند 4-HT درجات مئوية.
في اليوم التالي ، افصل الدماغ الخلفي باستخدام الملقط ، واشطفه بمحلول PBS. ثم احتضان الأدمغة الخلفية في محلول اليود من Lugol لمدة 48 ساعة. بعد الحضانة ، جفف الدماغ الخلفي بالهواء لفترة وجيزة لإزالة محلول اليود الزائد من Lugol.
ثم قم بتعبئة الأدمغة الخلفية الملطخة باليود من Lugol في أنابيب طرد مركزي دقيقة سعة 0.65 ميكرولتر ، وأغلقها تماما بغشاء البارافين البلاستيكي لتجنب انكماش الأنسجة. ضع أنابيب أجهزة الطرد المركزي الدقيقة في أنابيب بلاستيكية سعة خمسة ملليلتر مع إسفنج لمنعها من التحرك أثناء الفحص. قم بتركيب الأنبوب الذي يحتوي على دماغ خلفي رأسيا على حامل من الألومنيوم في نظام التصوير المقطعي المحوسب الصغير.
قم بتعيين معلمات المسح. استخدم 540 إسقاطا ووقت تعرض لمدة ثانيتين مع ظروف المصدر 50 كيلو فولت و 10 واط للحصول على مجموعات البيانات المقطعية. يتم إعادة بناء الرسوم البيانية الراديوية من المسح تلقائيا بواسطة برنامج إعادة بناء الإسقاط القائم على الأجهزة ، الذي يوفره نظام التصوير المقطعي المحوسب الصغير ، مما ينتج سلسلة صور من الشرائح المحورية 16 بت.
يتناقض يود لوغول بالتصوير المقطعي المحوسب الصغير الذي اكتشف آفات CCM بشكل كاف. تم إعادة بناء صور الأشعة السينية الممسوحة ضوئيا لإنتاج صور ثلاثية الأبعاد لدماغ الفأر ، مما سمح بتصور آفات كاملة في حمة الدماغ ، على أعماق واتجاهات مختلفة ، وتقييم الهيكل في موقع ثلاثي الأبعاد للآفات في الدماغ. يوضح هذا الجدول مثالا على المخرجات الكمية للآفات الفردية المصنفة.
بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال أمراض الأوعية الدموية لاستكشاف الآلية والخيارات العلاجية للتشوهات الكهفية الدماغية في نماذج الفئران. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إحداث آفة CCM في نماذج الفئران ، وكيفية اكتساب وتحليل عبء آفة CCM باستخدام تقنية التصوير المقطعي المحوسب الدقيقة.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
يوضح هذا البروتوكول كيفية تحفيز مرض التشوهات الكهفية الدماغية في الفئران حديثة الولادة، واستخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (micro-CT) لقياس عبء الآفات. وتعزز هذه الطريقة فهم الأساس الجزيئي والعلاجات المحتملة للتشوهات الكهفية الدماغية وغيرها من أمراض الأوعية الدموية الدماغية.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- بيولوجيا الأوعية الدموية
- نماذج الفئران
خلفية علمية
- تعد التشوهات الكهفية الدماغية (CCMs) آفات وعائية يمكن أن تؤدي إلى مشكلات عصبية كبيرة.
- غالبًا ما تكون الطرق الحالية لقياس عبء المرض في نماذج الفئران غير فعالة.
- توفر تقنية التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (Micro-CT) طريقة غير جراحية لتصور الآفات وقياسها كميًا.
- يمكن أن يوفر فهم التشوهات الكهفية الدماغية (CCMs) رؤى حول أمراض وعائية دماغية أخرى.
الغرض من الدراسة
- لتحفيز التشوهات الكهفية الدماغية في الفئران حديثة الولادة.
- لقياس عبء المرض بدقة باستخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (micro-CT).
- لتحسين منهجيات دراسة أمراض الأوعية الدموية الدماغية.
الطرق المستخدمة
- إذابة 4-HT في الإيثانول لتحضير محلول لاستحثاث الـ CCMs.
- تحضير حصص عينات للتخزين عند درجة حرارة -80 درجة مئوية.
- استخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (micro-CT) المعزز بالتباين للتصوير.
- عرض مرئي لعملية الاستحثاث والتحليل.
النتائج الرئيسية
- تسمح هذه الطريقة بتحديد دقيق وفعال لعبء مرض CCM.
- يوفر التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (Micro-CT) تصوراً واضحاً للآفات في نماذج الفئران.
- تم تحقيق تحفيز CCMs بنجاح في الفئران حديثي الولادة.
- يمكن لهذا النهج أن يسهل المزيد من الأبحاث حول العلاجات المحتملة.
الاستنتاجات
- يعزز هذا البروتوكول من قيمة نماذج الفئران المستخدمة في دراسة التشوهات الوريدية الشعيرية (CCMs).
- تعد تقنية التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (Micro-CT) أداة قوية لتقييم عبء أمراض الأوعية الدموية الدماغية.
- يمكن للدراسات المستقبلية الاعتماد على هذه المنهجية لاستكشاف الخيارات العلاجية.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
يتيح التصوير المقطعي المحوسب الدقيق الكمي (micro-CT) للتشوهات الكهفية الدماغية (CCMs) في نماذج الفئران المعدلة وراثياً تقييماً دقيقاً لحجم الآفات، مما يدعم تقليل المخاطر الميكانيكية والتحقق من الأهداف في أبحاث أمراض الأوعية الدموية الدماغية. ويعزز هذا النهج الثقة التنبؤية لاختبار الفرضيات العلاجية في مراحلها المبكرة، ويوجه عملية فرز المحافظ البحثية من خلال توفير قياس كمي قوي وقابل للتكرار للآفات. إن دمج التصوير عالي الدقة مع نماذج الأمراض الوراثية يجعل من سير العمل هذا نقطة تحول حرجة لضمان الاستمرارية الانتقالية في مسارات بيولوجيا الأوعية الدموية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يتيح استقصاءً دقيقاً لوظيفة جين CCM ومدى مشاركة المسار في نماذج المرض.
- يدعم تقليل المخاطر البيولوجية من خلال قياس تكوين الآفات بعد الحذف المستهدف للجين.
- يوفر تحققاً وظيفياً من الأهداف من خلال القياس المباشر للأنماط الظاهرية ذات الصلة بالمرض.
- يسهل الثقة التنبؤية في اختيار الأهداف الجزيئية أو استبعادها من الدراسة المستقبلية.
الفحص وتطوير المقايسة
- تأسيس نماذج فئران وبروتوكولات تصوير معتمدة لعمليات فحص المركبات اللاحقة.
- تقديم مقاييس كمية موحدة للآفات تكون مناسبة لتطوير المقايسات وتقييم قابلية التكرار.
- تمكين التقييم القابل للتوسع وعالي الإنتاجية للتدخلات العلاجية في الإعدادات قبل السريرية.
- دعم المقارنة الموثوقة بين الظروف التجريبية من خلال مخرجات تصوير متسقة.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- يوائم النماذج قبل السريرية مع الوراثات المرضية البشرية لتطوير المؤشرات الحيوية الانتقالية.
- يضمن الاستمرارية من مرحلة الاكتشاف الجيني إلى مرحلة التحقق قبل السريري من الفرضيات العلاجية.
- يقلل من المخاطر الانتقالية من خلال توفير نقاط نهاية كمية لتطور المرض وفعالية التدخل.
- يعزز الفهم الميكانيكي لأمراض الأوعية الدموية الدماغية ذات الصلة بالترجمة السريرية.
تكامل خطوط المعالجة وسير العمل
تربط هذه الطريقة بين مرحلة الاكتشاف المبكر والأبحاث قبل السريرية من خلال تمكين التعديل الوراثي القائم على الفرضيات والتنميط الظاهري الكمي في نماذج الفئران، مما يدعم تحديد المركبات الرائدة ومواءمة المؤشرات الحيوية الانتقالية.
- بيولوجيا الاكتشاف: تسهل اختبار الفرضية الصفرية وتوضيح المسارات من خلال تحفيز الآفات الجينية وقياسها كمياً.
- الفحص: توفر مخرجات تصوير كمية وقابلة للتكرار لضمان جاهزية المقايسات وتقييم المركبات.
- التحليلات: تقدم بيانات حجمية ورقمية عن الآفات لدعم المقارنة الإحصائية عبر المجموعات التجريبية.
- الأبحاث الانتقالية: تربط النماذج الجينية بنقاط النهاية ذات الصلة بالمرض لضمان الاستمرارية في المرحلة قبل السريرية.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: تؤسس منصة تصوير وتحليل قابلة لإعادة الاستخدام لبرامج أبحاث الأوعية الدموية الدماغية المتنوعة.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية وتقلل من الغموض الميكانيكي في التحقق من صحة الهدف.
- القيمة التشغيلية: توحد عمليات قياس الآفات وسير عمل التصوير لضمان القابلية للتكرار وقابلية التوسع.
- القيمة الاستراتيجية: ترشد قرارات المضي قدماً أو التوقف (go/no-go) وتعزز كفاءة رأس المال من خلال توفير بيانات قبل سريرية قوية.
- التأثير على المحفظة: تدعم تحديد الأولويات المعدلة حسب المخاطر والنهوض ببرامج الأمراض الوعائية.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في التعامل مع النماذج الفأرية المعدلة وراثياً وبروتوكولات التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (micro-CT).
- يستلزم الوصول إلى أجهزة تصوير مقطعي محوسب دقيق (micro-CT) عالية الدقة وبرامج تحليل متخصصة.
- يقتضي توحيد معايير بارامترات التصوير وتفسير البيانات بين الفرق المختلفة.
- قد يتطلب تكييف البروتوكولات لتتناسب مع الخلفيات الوراثية المختلفة أو أنواع الآفات.
- يعتمد على الدقة في تحضير العينات وظروف التصوير لضمان جودة البيانات.
الأسئلة الشائعة حول الصناعات الدوائية الحيوية
Chapters in this video
0:05
Title
0:57
Induction of Cerebral Cavernous Malformations in Mouse Models
1:38
Sample Preparation for Micro-CT Scans
3:15
Micro-CT Scan of CCM in the Neonatal Mouse Brain
3:57
Results: Rendered 3-D Images Showing CCM Lesions in the Neonatal Mouse
4:34
Conclusion
