Das Journal of Visualized Experiments (JoVE) beginnt das Jahr 2012 mit der Veröffentlichung seines 1500. Artikels, der eine Methode zur Analyse der Zusammensetzung freier Radikale im Zigarettenrauch behandelt. Obwohl Tabakteer als der am stärksten karzinogene Bestandteil im Zigarettenrauch gilt, sind freie Radikale als krebserregende Moleküle weithin bekannt, und die Konzentration dieser Karzinogene im Zigarettenrauch ist derzeit nicht bekannt. Die in diesem Artikel verwendete Methode kombiniert ein Ein-Port-Rauchgerät, das das Ziehen an einer Zigarette simuliert, mit der Elektronenspinresonanz-(ESR-)Spektroskopie, einer Technik, die die von ungepaarten Elektronen in freien Radikalen emittierte Spinennergie misst. Eine wichtige Modifikation des in diesem Artikel verwendeten Ein-Port-Rauchgeräts ist die Einführung einer flüssigen Stickstofffalle vor der Spin-Falle. Flüssiger Stickstoff entfernt Wasserdampf aus dem Zigarettenrauch und verbessert dadurch die ESR-Spektren erheblich.
Neben der Messung der Konzentration freier Radikale im Zigarettenrauch werden pflanzliche Antioxidantien in modifizierte Zigarettenfilter eingeführt, und die ESR-Spektren des durch diese Filter geleiteten Zigarettenrauchs werden aufgenommen. Es wurde beobachtet, dass Traubenkernextrakt und Lycopin die stärksten scavengierenden Wirkungen auf freie Radikale haben, und falls kostengünstige Methoden zur Einbindung dieser Moleküle in Zigarettenfilter entwickelt werden können, ließe sich eine weniger schädliche Zigarette herstellen.
In Klinischer und Translationeller Medizin stellt JoVE eine analytische Methode zur Bestimmung des lokalen Gyrifikationsindex (lGI) vor – eine Messgröße für das Ausmaß der kortikalen Faltung. Kortikale Falten entwickeln sich in den ersten postnatalen Monaten, und ungünstige Ereignisse während dieser Zeit können zu Anomalien in der Oberflächenanatomie des Gehirns führen, die letztendlich mit neuropsychiatrischen Störungen korrelieren können.
Das zur Berechnung des lokalen Gyrifikationsindex entwickelte Analysetool ist Freesurfer, das T1-gewichtete MRT-Aufnahmen in 3D-Rekonstruktionen der Großhirnrinde umwandeln kann. Separate Rekonstruktionen werden für die Grau-/Weiß-Materie- und die Grau-/Pial-Grenzflächen erstellt, die manuell angepasst werden, bevor der lGI berechnet wird. Nach einer Glättungsoperation werden kreisförmige Bereiche der Pial- und der Grau-/Weiß-Materie-Oberflächen verglichen, um den lGI an Tausenden von Stellen über das gesamte Gehirn hinweg zu berechnen. Freesurfer macht die Analyse der Gyrifikation einfach und zugänglich für Kliniker und Hirnforscher, die am Vergleich des Ausmaßes der kortikalen Faltung zwischen verschiedenen Individuen in gesundem Zustand und bei Erkrankungen interessiert sind.
Der Januar-Artikel von JoVE aus dem Bereich Immunologie und Infektion setzt die Tradition der Zeitschrift fort, bahnbrechende Methoden in der Forschung zu von Vektoren übertragenen Krankheiten zu veröffentlichen. Insbesondere erweitert dieser Artikel die umfassende Sammlung von Protokollen von JoVE zur Malaria-Forschung, indem er unsere Bibliothek um die zerebrale Malaria ergänzt – eine verheerende Erkrankung mit hoher Anfälligkeit bei Kindern. Kurz gesagt, beinhaltet dieses Protokoll die Exposition einer einfachen Schicht menschlicher Hirnendothelzellen, die auf Petrischalen überimpft wurden, gegenüber mit Plasmodium falciparum-infizierten roten Blutkörperchen. Nach Schritten zur Wäsche und Anreicherung können hohe Ausbeuten an Parasiten, die das Potenzial besitzen, das Gehirn zu infizieren, isoliert und weiter charakterisiert werden.
In der Neurowissenschaft präsentiert JoVE eine Methode zur Untersuchung der Migration neuraler Crest-Zellen. Diese Zellen stellen einen vorübergehenden, vielseitig differenzierbaren Entwicklungszelltyp dar, der neben der Bildung von Nervengewebe auch zu glattem Muskelgewebe, Chromaffin-Zellen, Knorpel und Knochen differenzieren kann. Hühnerembryonen werden sorgfältig präpariert, sodass der Rumpfbereich isoliert und der Neuralrohr ausgeschnitten werden kann, um ihn über Nacht auf Fibronectin-beschichteten Deckgläsern zu kultivieren, wodurch die Auswanderung neuraler Crest-Zellen aus dem Neuralrohr ermöglicht wird. Nach Entfernung des Neuralrohrs werden die Deckgläser mit den kultivierten neuralen Crest-Zellen in eine modifizierte Zigmond-Kammer überführt – eine Kammer, die es ermöglicht, einen Konzentrationsgradienten eines potenziellen chemotaktischen Agents über die Zellkultur hinweg einzurichten. Mittels Zeitrafferaufnahmen und anschließender Analyse der Zellbewegungsbahnen wird das chemotaktische Potenzial von Molekülen bewertet, die in die Zigmond-Kammer eingefüllt wurden, wodurch Einblicke in die molekularen Signale gewonnen werden, die die Migration dieses wichtigen Entwicklungszelltyps steuern.
Diese ausgewählten Artikel umfassen vier von fünfzig Video-Protokollen, die im Januar veröffentlicht werden. Weitere bemerkenswerte Artikel beinhalten Methoden zur Visualisierung der Cuticula-Strukturen von C. elegans, die Wärmebildgebung von verspätet auftretenden Muskelkater, das Kultivieren des ventralen Mittelhirns in organspezifischen Schnitten sowie die Induktion von Atherosklerose bei Mäusen.