Das Journal of Visualized Experiments (JoVE) beginnt das Jahr 2012 mit der Veröffentlichung seines 1500. Artikels, der sich auf eine Methode zur Analyse der Zusammensetzung freier Radikale im Zigarettenrauch konzentriert. Obwohl Tabakteer als der krebserregendste Wirkstoff im Zigarettenrauch gilt, sind freie Radikale bekannte krebserregende Moleküle, und der Gehalt dieser im Zigarettenrauch enthaltenen Karzinogene ist derzeit nicht bekannt. Die in diesem Artikel verwendete Methode kombiniert die Verwendung eines Ein-Port-Rauchgeräts, das das Rauchen von Zigaretten simuliert, mit der Elektronenspinresonanzspektroskopie (ESR), einer Technik, die die Spinenergie misst, die von den ungepaarten Elektronen in freien Radikalen emittiert wird. Eine wichtige Modifikation der in diesem Artikel verwendeten Ein-Port-Rauchvorrichtung ist die Einführung einer Flüssigstickstofffalle vor der Schleuderfalle. Flüssiger Stickstoff entfernt Wasserdampf aus dem Zigarettenrauch und verbessert dadurch die ESR-Spektren erheblich.
Zusätzlich zur Messung der Konzentration freier Radikale im Zigarettenrauch werden pflanzliche Antioxidantien in modifizierte Zigarettenfilter eingebracht und die ESR-Spektren des Zigarettenrauchs, der durch diese Filter geleitet wird, erhalten. Es wurde beobachtet, dass Traubenkernextrakt und Lycopin die signifikanteste Wirkung auf freie Radikale haben, und wenn kostengünstige Mittel zur Aufnahme dieser Moleküle in Zigarettenfilter entwickelt werden können, könnte eine weniger schädliche Zigarette hergestellt werden.
In der klinischen und translationalen Medizin stellt JoVE eine analytische Methode zur Bestimmung des lokalen Gyrifikationsindex (lGI) vor - ein Maß für das Ausmaß der kortikalen Faltung. Kortikale Falten entwickeln sich in den ersten Monaten nach der Geburt, und unerwünschte Ereignisse während dieser Zeit können zu Anomalien in der Oberflächenanatomie des Gehirns führen, die letztendlich mit neuropsychiatrischen Störungen korrelieren können.
Das Analysewerkzeug, das zur Berechnung des lokalen Gyrifikationsindex entwickelt wurde, ist Freesurfer, das T1-gewichtete MRT-Scans in 3D-Rekonstruktionen des Kortex umwandeln kann. Für die grau/weiß mater- und grau/pial-Grenzflächen werden separate Rekonstruktionen erstellt, die vor der Berechnung des lGI manuell angepasst werden. Nach einer Glättungsoperation werden kreisförmige Bereiche der pialen und grau/weißen Oberfläche verglichen, um den lGI für Tausende von Punkten über das gesamte Gehirn zu berechnen. Freesurfer macht die Analyse der Gyrifikation einfach und zugänglich für Kliniker und Hirnforscher, die daran interessiert sind, das Ausmaß der kortikalen Faltung zwischen verschiedenen Individuen im Normal- und Krankheitszustand zu vergleichen.
JoVEs Artikel Immunologie und Infektion für den Monat Januar setzt die Tradition der Zeitschrift fort, innovative Methoden in der Forschung zu vektorübertragenen Krankheiten zu veröffentlichen. Insbesondere ergänzt dieser Artikel die umfassende Sammlung von Protokollen für die Malariaforschung von JoVE, indem er unsere Bibliothek auf zerebrale Malaria erweitert - eine verheerende Erkrankung mit hoher Anfälligkeit bei Kindern. Kurz gesagt, dieses Protokoll beinhaltet die Exposition einer Monoschicht menschlicher Gehirn-Endothelzellen, die auf Petrischalen übertragen wurden, mit Plasmodium falciparum infizierten roten Blutkörperchen. Nach dem Waschen und Anreichern können hohe Ausbeuten an Parasiten, die das Potenzial haben, das Gehirn zu infizieren, isoliert und weiter charakterisiert werden.
In den Neurowissenschaften stellt JoVE eine Methode vor, um die Migration von Neuralleistenzellen zu untersuchen. Diese Zellen sind ein vorübergehender, multipotenter Entwicklungszelltyp, der nicht nur zu neuronalem Gewebe wird, sondern sich auch in glatte Muskeln, chromaffine Zellen, Knorpel und Knochen differenzieren kann. Die Hühnerembryonen werden sorgfältig vorbereitet, so dass die Rumpfregion isoliert und das Neuralrohr für die Übernachtkultur auf mit Fibronektin beschichteten Deckgläsern herausgeschnitten werden kann, wodurch die Neuralleistenzellen aus dem Neuralrohr auswandern können. Nach der Entnahme des Neuralrohrs werden Deckgläser, die die kultivierten Neuralleistenzellen enthalten, in eine modifizierte Zigmond-Kammer überführt - eine Kammer, die es ermöglicht, einen Konzentrationsgradienten des mutmaßlichen chemotaktischen Wirkstoffs in der Kultur zu etablieren. Die Timelapes-Bildgebung, gefolgt von der Analyse der Zellverläufe, wird verwendet, um das chemotaktische Potenzial von Molekülen zu bewerten, die in die Zickmundkammer geladen werden, und gibt Einblick in die molekularen Hinweise, die die Migration dieses wichtigen Entwicklungszelltyps steuern.
Diese vorgestellten Artikel umfassen vier von fünfzig Videoprotokollen, die im Januar veröffentlicht werden. Weitere bemerkenswerte Artikel umfassen Methoden zur Visualisierung der Kutikulastrukturen von C. elegans, die Wärmebildgebung von verzögert einsetzendem Muskelkater, die Kultivierung des ventralen Mittelhirns in organotypischen Schnitten und die Induktion von Atherosklerose bei Mäusen.