Messung des retinalen Gefäßdurchmessers aus Fluoreszenzangiographie-Bildern der Maus
19. Mai 2023
Das retinale Gefäßsystem der Maus ist besonders interessant, um die Mechanismen der Gefäßmusterbildung zu verstehen. Dieses Protokoll misst automatisch den Durchmesser von Netzhautgefäßen der Maus aus fluoreszierenden Angiographie-Fundusbildern in einem festen Abstand zur Sehscheibe.
Dieses Protokoll bietet eine einfache und zuverlässige Methode zur automatischen Messung des Durchmessers von Netzhautgefäßen bei anästhesierten Mäusen aufgrund von Genmutationen oder Netzhauterkrankungen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass das benutzerdefinierte MATLAB-Programm hier praktisch, einfach zu bedienen, bequem und zuverlässig ist. Veränderungen des retinalen Gefäßdurchmessers treten häufig bei degenerativen Erkrankungen wie RP und anderen retinalen Gefäßerkrankungen auf.
Mausmodelle bieten Einblicke in die Wirksamkeit der Behandlung und ihre Auswirkungen auf die Netzhautgefäße. Die Methode kann als quantifizierbarer klinischer Marker nach dem Fortschreiten von Gefäßerkrankungen im Auge und zur Überwachung potenzieller Behandlungen potenziell nützlich sein. Bereiten Sie zunächst eine Spritze mit Fluorescein-Arbeitslösung vor und verabreichen Sie sie intraperitoneal an das anästhesierte Tier und tragen Sie einen Tropfen 2%iges Methylcellulosegel auf die Hornhautoberfläche auf.
Platzieren Sie das Tier dann auf dem Positionierungstisch des Bildgebungssystems. Positionieren Sie das Kameraobjektiv für die Netzhautbildgebung so, dass es die Hornhaut der Maus direkt und sanft berührt, und passen Sie die Ausrichtung leicht an, um den Sehnervenkopf in der Mitte des Gesichtsfelds zu platzieren. Wechseln Sie dann auf den grünen Fluoreszenzkanal an der Funduskamera und fokussieren Sie auf die Netzhautgefäße, um die Bilder aufzunehmen.
Nehmen Sie Bilder zu den gewünschten Zeitpunkten nach der Fluoreszeininjektion auf, um den idealen Zeitpunkt zu bestimmen und das Fluoreszeinfundusbild zu visualisieren. Öffnen Sie zunächst das MATLAB-Programm. Laden Sie dann den Fundusdurchmesser herunter und speichern Sie ihn.
Es erscheint ein Popup-Menü zur Auswahl des Bildes. Wählen Sie das Bild aus, und auf dem Bildschirm erscheint ein Popup-Menü für die Analyseparameter. Stellen Sie die Analyseparameter im Popup-Menü ein und drücken Sie OK. Wählen Sie die Mitte der Papille und dann den Rand der Papille aus.
Die Analyse wird im Hintergrund durchgeführt und die Analyseergebnisse werden auf dem Bildschirm angezeigt. Die Tabelle enthält die Werte für Mittelwert, Standardabweichung und Standardfehler für jedes Schiff. Speichern Sie die Tabelle.
Speichern Sie dann die Figur mit der eingestellten mittleren Dicke. Öffnen Sie den Analyseordner mit den gespeicherten Dateien und öffnen Sie dann die gespeicherte Abbildung. Öffnen Sie die gespeicherte Tabelle, kopieren Sie die Werte, und fügen Sie sie in eine Excel-Datei ein.
Nach der Fluorescein-Injektion wurden Bilder von einer Kontrollmaus und einer MITFMI-VGA9/Mutantenmaus erhalten, wobei der kürzeste Abstand von der Mitte der Papille zu den Endpunkten auf den Gefäßen im Uhrzeigersinn gemessen wurde. Der mittlere Gefäßdurchmesser wurde in Abhängigkeit von der Gefäßnummer für die Wildtyp- und mutierten Mäuse ermittelt. Die wichtigsten Dinge, die Sie sich merken sollten, sind die Positionierung der Funduskamera und die Zentrierung der Papille im Fundusbild.
Zusätzlich zu dieser Technik können molekulare Techniken durchgeführt werden, um neue Medikamente zu erforschen, verschiedene Gefäßerkrankungen im Auge zu diagnostizieren und die Funktionsweise der retinalen Gefäße besser zu verstehen.
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Übersicht
Dieses Protokoll stellt eine zuverlässige Methode zur automatischen Messung des Durchmessers retinaler Gefäße bei anästhesierten Mäusen bereit, was entscheidend für das Verständnis retinaler Erkrankungen ist. Die Technik nutzt ein benutzerdefiniertes MATLAB-Programm zur Analyse fluoreszenter Angiographie-Fundusbilder.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Augenheilkunde
- Gefäßbiologie
Hintergrund
- Die vaskuläre Versorgung der Mausretina ist wichtig für die Untersuchung der Gefäßmusterbildung.
- Veränderungen des Durchmessers retinaler Gefäße sind mit degenerativen Erkrankungen assoziiert.
- Diese Methode kann als quantifizierbarer klinischer Marker zur Überwachung vaskulärer Erkrankungen dienen.
- Erkenntnisse aus Mausmodellen können Rückschlüsse auf die Wirksamkeit von Therapien zulassen.
Zweck der Studie
- Um die Durchmesser retinaler Gefäße bei Mäusen mit Genmutationen oder Netzhauterkrankungen zu messen.
- Um Forschern eine praktische und zuverlässige Methode bereitzustellen.
- Um den Fortschritt retinaler vaskulärer Erkrankungen zu überwachen.
Verwendete Methoden
- Verabreichen Sie die fluoreszierende Arbeitslösung intraperitoneal an anästhesierte Mäuse.
- Tragen Sie ein 2%iges Methylcellulose-Gel auf die Hornhautoberfläche auf.
- Verwenden Sie ein benutzerdefiniertes MATLAB-Programm zur Bildanalyse.
- Analysieren Sie fluoreszenzangiographische Fundusbilder zur Messung des Gefäßdurchmessers.
Hauptergebnisse
- Das Protokoll ermöglicht eine genaue Messung der Durchmesser retinaler Gefäße.
- Es ist benutzerfreundlich und praktisch für Forscher.
- Kann zur Verfolgung von Behandlungseffekten bei Netzhauterkrankungen nützlich sein.
- Bietet Einblicke in die Auswirkungen von Genmutationen auf die retinale Gefäßversorgung.
Schlussfolgerungen
- Diese Methode ist ein wertvolles Werkzeug zur Untersuchung von Veränderungen der Netzhautgefäße.
- Sie vertieft das Verständnis von Netzhauterkrankungen und deren Behandlung.
- Zukünftige Anwendungen könnten die klinische Überwachung von Netzhauterkrankungen umfassen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die automatisierte Messung des Durchmessers retinaler Gefäße in Mausmodellen ermöglicht eine quantitative Beurteilung vaskulärer Veränderungen, die mit genetischen Mutationen und Netzhauterkrankungen assoziiert sind. Diese Fähigkeit unterstützt die frühe Entdeckung und translationsmedizinische Forschung, indem sie standardisierte und reproduzierbare vaskuläre Metriken zur Bewertung des Krankheitsverlaufs und therapeutischer Wirkungen bereitstellt. Die Integration automatisierter Bildanalyse in präklinische Arbeitsabläufe erhöht das Vorhersagevertrauen und unterstützt risikoadjustierte Portfolioentscheidungen in der Entwicklung von Arzneimitteln für die Augenheilkunde.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die objektive Quantifizierung vaskulärer Phänotypen in genetisch modifizierten Mausmodellen.
- Unterstützt die funktionelle Validierung von Zielstrukturen, die an der Netzhaut-Gefäßpathologie beteiligt sind.
- Erleichtert die mechanistische Risikominimierung, indem Genmutationen mit messbaren vaskulären Ergebnissen verknüpft werden.
- Bietet standardisierte Endpunkte für hypothetisch orientierte Studien zu Mechanismen netzhautbedingter Erkrankungen.
Screening und Assay-Entwicklung
- Liefert reproduzierbare, quantitative Durchmesserbestimmungen von Gefäßen zur Standardisierung von Assays.
- Bereitet validierte Bildgebungs- und Analyseabläufe für die nachgeschaltete Wirkstoffscreening vor.
- Ermöglicht Skalierbarkeit und Wiederverwendung der Plattform über mehrere genetische Hintergründe und Interventionen hinweg.
- Unterstützt die zuverlässige Bewertung von therapeutischen Kandidaten, die auf die Netzhautgefäße abzielen.
Translationale und präklinische Forschung
- Ermöglicht die Abstimmung präklinischer vaskulärer Parameter mit krankheitsrelevanten Endpunkten für eine translationale Kontinuität.
- Ermöglicht die Überwachung von Behandlungseffekten und Krankheitsverläufen in vivo.
- Unterstützt risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung basierend auf quantitativen vaskulären Messgrößen.
- Erleichtert die Integration molekularer und bildgebender Biomarker in präklinischen Studien.
Pipeline- und Workflow-Integration
Diese automatisierte Bildanalysemethode ist in den Kontinuum von der frühen Entdeckung bis zur präklinischen Phase integriert und schafft eine Brücke von der genetischen Target-Validierung zur Entwicklung translationaler Biomarker in der Augenforschung.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung und die Aufklärung von Signalwegen, indem vaskuläre Veränderungen als Reaktion auf genetische oder pharmakologische Störungen quantifiziert werden.
- Screening: Stellt reproduzierbare, versuchsfertige Messwerte des Gefäßdurchmessers für die Evaluierung von Wirkstoffen bereit.
- Analysen: Erstellt quantitative Tabellen mit Mittelwert, Standardabweichung und Standardfehler der Gefäßdurchmesser, die belastbare statistische Vergleiche ermöglichen.
- Translationale Forschung: Bringt präklinische Bildgebungsparameter mit klinischen Markern der Netzhaut-Gefäßgesundheit in Übereinstimmung.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Bietet eine wiederverwendbare, auf MATLAB basierende Analyseplattform, die an verschiedene Modelle retinaler Erkrankungen angepasst werden kann.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Unschärfen bei Modellen retinaler Erkrankungen.
- Operationaler Wert: Standardisiert und automatisiert die Gefäßmessung, wodurch die Reproduzierbarkeit und Durchsatzleistung verbessert werden.
- Strategischer Wert: Ermöglicht fundierte Go/No-Go-Entscheidungen und kapitaleffiziente Weiterentwicklung ophthalmologischer Programme.
- Portfolio-Implikation: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung von Zielstrukturen und therapeutischen Kandidaten basierend auf quantitativen vaskulären Endpunkten.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in der Netzhautbildgebung und der bildbasierten Analyse mittels MATLAB.
- Hängt von der Verfügbarkeit einer kommerziellen Funduskamera und einer Infrastruktur für Fluoreszenzbildgebung ab.
- Erfordert eine standardisierte Vorgehensweise bei den Bildgebungsprotokollen und Analyseparametern über mehrere Arbeitsgruppen hinweg.
- Möglicherweise ist eine Anpassung für verschiedene Mausstämme oder Modelle von Netzhauterkrankungen notwendig.
- Die Bildqualität und die Zentrierung der Papille sind entscheidend für zuverlässige Messergebnisse.
Biopharma-Häufig gestellte Fragen
Chapters in this video
0:00
Introduction
0:55
In Vivo Imaging of Retinal Vasculature Using a Rodent Retinal Imaging System
1:48
Analysis of the Retinal Vessel's Diameter
3:07
Results: Analyzing Retinal Vessel Diameter and Vasculature Using Fluorescein Angiography
3:55
Conclusion
