Name: Imágenes in vivo de Óptica de Fibras Nerviosas Integridad de la RM con contraste en ratones (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 38 s
Description: Aprende a realizar imágenes de RM con contraste de manganeso para estudiar la degeneración del nervio óptico en ratones. Este método permite análisis longitudinales in vivo de la proyección visual.

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AK es apoyado por la Fundación Oppenheim y RH con el apoyo de la Fundación Velux. Agradecemos I. Krumbein de técnica y K. Buder apoyo histológico, y J. Goldschmidt (Instituto Leibniz de Neurobiología, Magdeburg, Alemania) para el asesoramiento técnico en la tinción de TIMM.

Todas las intervenciones de los animales se realizaron de acuerdo con el Convenio Europeo para la Atención Animal y Uso de Animales de Laboratorio y la Declaración de ARVO para el uso de animales en Oftálmica y Vision Research. Todos los experimentos son aprobados por el comité de ética local. El procedimiento de la lesión en ON en los ratones se describe en otro 9. 1. Intravítreas de manganeso Inyección <ol><li> Realice el Mn 2 + de la inyección de 24 horas antes de la MR scan con la ayuda de un asistente. Se anestesia a los animales mediante inyección intraperitoneal de una solución de hidrato de cloral 5% (420-450 mg / kg de peso corporal en PBS estéril). Para la anestesia tópica adicional, aplique una gota de conjuncain líquido (0,4% de clorhidrato de oxibuprocaína) a la córnea antes de la punción de los ojos. Para inyectar 15 nmol Mn 2 + por ojo preparar una mM de MnCl solución de 7,5 2, por ejemplo, mediante la dilución de 1 L de solución 2 M de MnCl de stock 1 en 132 LH 2 &lt;/ Sub&gt; O. Carga 5 l de la solución final en una jeringa de 5 l Hamilton conectado a una aguja extraíble pequeño cubo 34 G (la aguja RN). </li><li> Al comenzar con el ojo derecho, coloque el ratón del lado izquierdo con un microscopio binocular y suavemente abierta y fijar el ojo derecho entre el pulgar y el dedo índice de su mano izquierda. Tome la jeringa con la mano derecha y sujete la aguja cerca de la punta. Para la punción atraumática del bulbo ocular, insertar cuidadosamente la aguja en el cuerpo vítreo en la circunferencia inferotemporal aproximadamente 1 mm distal al limbo, evitando de ese modo los vasos esclerales. </li><li> A continuación, el asistente se aplica lentamente el volumen total de 2 l, mientras que el control de la escala de la jeringa Hamilton. Durante este procedimiento, el seguimiento óptimo de colocación de la aguja en el microscopio y evitar la punción de la lente o el derrame del líquido. Mantenga la aguja insertada de forma estática para un 30 sec adicional, a continuación, retirar lentamente para minimizar el líquidopérdidas en el lugar de la inyección. </li><li> Durante todo el procedimiento, la atención especial se debe tomar para evitar la presión en el ojo. Del mismo modo, evitar tentativas fuertes o numerosas para perforar la bombilla de ojo. Desde Mn 2 + absorción en la CGR y el transporte a lo largo del EN ya está saturado a 15 nmol MnCl2, esto minimiza las variaciones de la señal por los volúmenes de inyección ligeramente imprecisos. Para mejorar la señal bilateral de la proyección visual, repita el procedimiento de inyección para el ojo izquierdo. </li><li> Aplicar ofloxacina que contienen (3 mg / ml) colirios y ungüentos que contengan pantenol-una vez después del procedimiento para prevenir las infecciones oculares y secado del ojo. Volver a los ratones a sus jaulas en condiciones normales de alojamiento hasta el inicio de la exploración de RM. </li></ol> 2. Preparación de los animales para la RM <ol><li> Se anestesia el ratón por administración de una mezcla de gas isoflurano / oxígeno 2% / 98%. Monte el ratón sobre un soporte de ratón en una posición casi horizontal, sin torsión. InsERT en la bobina de RM, que se ajusta entonces en el interior del escáner de RM. Monitorear la respiración y la frecuencia cardíaca mediante sistemas adecuados. Para más detalles técnicos, véase Herrmann et al 20. </li><li> Durante la RM, la anestesia de suministro por insuflación continua de un inicialmente 1.5% / 98.5% mezcla de gas isoflurano / oxígeno a través de un evaporador conectado a la titular de la cabeza del ratón por un tubo integrado. Durante la exploración, ajustar la profundidad de la anestesia según los parámetros vitales registrados (es decir, aspirar a una tasa de respiración estable de alrededor de 40 respiraciones por minuto). El uso de un dispositivo de calentamiento a mantener la temperatura de la superficie corporal estable entre 35 y 37 ° C, medida por un sensor térmico colocado en el sitio abdominal del ratón. Para más detalles técnicos, véase Herrmann et al 17. </li><li> Después de la exploración, liberar el ratón del soporte y suministrándole oxígeno puro para acelerar la recuperación de la anestesia. Además, mantener la temperatura corporal estable mediante el uso deuna fuente de calor la luz roja. </li></ol> 3. Protocolo de resonancia magnética <ol><li> El protocolo es validado por un Tesla escáner 3 equipado con una, bobina dedicada SNR-eficiente de pequeños animales (polarizada linealmente bobina Litz) con un campo de visión efectivo de 35 mm × 38 mm de diámetro. Haga funcionar la bobina en modo de transmisión-recepción. </li><li> Con el animal en su posición definitiva, ajuste la melodía y el partido de la bobina con la ayuda de un analizador de frecuencias. Ajuste manualmente el voltaje de referencia del transmisor y las corrientes de la calza para optimizar la homogeneidad y calidad de imagen. </li><li> Adquirir en T1 imágenes de EET en 2D con una resolución de 0,5 mm × 0,5 mm × 2 mm en vista sagital y transversal para la planificación. El uso de la planificación de resonancia magnética, adquirir las imágenes MEMR en la dirección de medición coronal, girado para ser paralelo a la cabeza del animal con la codificación de fase a lo largo de la dirección izquierda-derecha. Para reducir al mínimo el tiempo de adquisición, utilizar un campo rectangular de vista ajustada a laDimensiones del cabezal de reales. Emplear una secuencia FLASH 3D mimada (VIBE 3D) con los siguientes parámetros: la matriz de base 256, el campo de visión de 54 mm × 50,65 mm x 14,08 mm, con un 93,8% campo rectangular de vista en la dirección de codificación de fase, y 128 láminas de 0,11 mm grosor de corte con la resolución rebanada establece en un 61%. </li><li> Activar la interpolación en el plano para crear imágenes finales con 512 × 480 × 128, proporcionando una resolución efectiva de 0,21 mm x 0,21 mm x 0,18 mm (0,1 mm × 0,1 mm × 0,09 mm interpolan), tiempo de eco T E = 6,51 mseg, tiempo de repetición TR = 16 ms, ancho de banda = 160 Hz / px, flip = ángulo 22 °. Aplicar dos medias y tres repeticiones para lograr un tiempo de adquisición total de (T a) de aproximadamente 30 min. </li></ol> 4. Análisis de los datos de resonancia magnética <ol><li> Analizar los datos utilizando el fastView syngo software. Para mejorar la señal cuantitativa, seleccione las regiones definidas of interés en grabaciones de resonancia magnética planares 2D y determinar las intensidades de señal (SI) de la estructura reforzada (SI MEMRI), fondo del tejido (SI backgr), y la desviación estándar del ruido (DS N). Cuando sea necesario, utilice un atlas del cerebro del ratón para facilitar la orientación neuro-anatómico para LGN y estructuras SC. Calcular la relación de contraste a ruido (CNR) usando la fórmula: </li><li> CNR = (SI MEMRI - SI backgr) / SD N </li><li> Cuantificar tres imágenes consecutivas para cálculo de la media CNR para cada muestra. En los animales inyectados bilateralmente, analizar cada hemisferio de forma independiente. </li><li> Para la representación de imágenes horizontales, coronal y sagital, reconstrucciones multiplanares cálculo del conjunto de datos 3D MRI inicial. Estas imágenes procesadas no son recomendables para el análisis cuantitativo. Para crear reconstrucciones 3D animados (proyecciones de máxima intensidad, MIP) de la retinopatía-Tectal proyección, utilice un módulo de software de post-procesamiento de la angiografía. </li></ol> 5. Mn 2 + autometalografía (TIMM tinción) <ol><li> Para la tinción de TIMM de Mn 2 + estructuras cerebrales trazadas siguiendo MEMRI, inyecte una dosis de 15 a 150 nmol Mn 2 + ivit 24 horas antes de la proyección de imagen. </li><li> Después de escanear el MR, perfundir los animales con 30 ml enfriado con hielo 0,325% de Na 2 S en PBS (pH 7,4). Diseccionar retinas y congelar las muestras en la sección congelada. </li><li> Cortar secciones secuenciales, ecuatoriales de 15 micras de espesor sobre una cryotome. </li><li> Realizar tinción TIMM 21 en ausencia de fijador y crioprotección de acuerdo con Angenstein et al 22. </li></ol> 6. Análisis estadístico Realizar análisis estadísticos utilizando la prueba t de Student para las comparaciones individuales, seguido de correo ANOVA hoc. Los datos se presentan como media ± error estándar. Números individuales de N sondado por separado para cada experimento. Resultados alcanzando P ≤ 0,05 se consideraron estadísticamente significativas (P ≤ 0,05, *, P ≤ 0,01, **, P ≤ 0,001, ***).

<ol><li>Kretz, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simvastatin+promotes+heat+shock+protein+27+expression+and+Akt+activation+in+the+rat+retina+and+protects+axotomized+retinal+ganglion+cells+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Dis%22%5BJournal%5D)">Simvastatin promotes heat shock protein 27 expression and Akt activation in the rat retina and protects axotomized retinal ganglion cells in vivo.</a> Neurobiol Dis. 21, 421-430 (2006).</li>
<li>Lima, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combinatorial+therapy+stimulates+long-distance+regeneration%2C+target+reinnervation%2C+and+partial+recovery+of+vision+after+optic+nerve+injury+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Rev+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Combinatorial therapy stimulates long-distance regeneration, target reinnervation, and partial recovery of vision after optic nerve injury in mice.</a> Int Rev Neurobiol. 106, 153-172 (2012).</li>
<li>Lima, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Full-length+axon+regeneration+in+the+adult+mouse+optic+nerve+and+partial+recovery+of+simple+visual+behaviors%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Full-length axon regeneration in the adult mouse optic nerve and partial recovery of simple visual behaviors.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 9149-9154 (2012).</li>
<li>Goetze, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vision+and+visual+cortical+maps+in+mice+with+a+photoreceptor+synaptopathy%3A+reduced+but+robust+visual+capabilities+in+the+absence+of+synaptic+ribbons%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Vision and visual cortical maps in mice with a photoreceptor synaptopathy: reduced but robust visual capabilities in the absence of synaptic ribbons.</a> Neuroimage. 49, 1622-1631 (2010).</li>
<li>Luo, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+evaluation+of+retinal+ganglion+cell+axon+regeneration+and+pathfinding+in+whole+mouse+tissue+after+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional evaluation of retinal ganglion cell axon regeneration and pathfinding in whole mouse tissue after injury.</a> Exp Neurol. 247, 653-662 (2013).</li>
<li>Pautler, R. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+neuronal+tract+tracing+using+manganese-enhanced+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">In vivo neuronal tract tracing using manganese-enhanced magnetic resonance imaging.</a> Magn Reson Med. 40, 740-748 (1998).</li>
<li>Watanabe, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+retinal+projections+in+the+living+rat+using+high-resolution+3D+gradient-echo+MRI+with+Mn2%2B-induced+contrast%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Mapping of retinal projections in the living rat using high-resolution 3D gradient-echo MRI with Mn2+-induced contrast.</a> Magn Reson Med. 46, 424-429 (2001).</li>
<li>Pautler, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo%2C+trans-synaptic+tract-tracing+utilizing+manganese-enhanced+magnetic+resonance+imaging+%28MEMRI%29%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+biomed%22%5BJournal%5D)">In vivo, trans-synaptic tract-tracing utilizing manganese-enhanced magnetic resonance imaging (MEMRI).</a> NMR biomed. 17, 595-601 (2004).</li>
<li>Haenold, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+the+mouse+visual+pathway+for+in+vivo+studies+of+degeneration+and+regeneration+in+the+CNS%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of the mouse visual pathway for in vivo studies of degeneration and regeneration in the CNS.</a> Neuroimage. 59, 363-376 (2012).</li>
<li>Lindsey, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+the+visual+system+in+vivo%3A+transsynaptic+illumination+of+V1+and+V2+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of the visual system in vivo: transsynaptic illumination of V1 and V2 visual cortex.</a> Neuroimage. 34, 1619-1626 (2007).</li>
<li>Bearer, E. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+neuronal+activity+and+kinesin+on+tract+tracing+by+manganese-enhanced+MRI+%28MEMRI%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Role of neuronal activity and kinesin on tract tracing by manganese-enhanced MRI (MEMRI).</a> Neuroimage. 37, Suppl 1. S37-S46 (2007).</li>
<li>Mendonca-Dias, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paramagnetic+contrast+agents+in+nuclear+magnetic+resonance+medical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Paramagnetic contrast agents in nuclear magnetic resonance medical imaging.</a> Semin Nucl Med. 13, 364-376 (1983).</li>
<li>Thuen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese-enhanced+MRI+of+the+optic+visual+pathway+and+optic+nerve+injury+in+adult+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Manganese-enhanced MRI of the optic visual pathway and optic nerve injury in adult rats.</a> J Magn Reson Imaging. 22, 492-500 (2005).</li>
<li>Sandvig, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+MRI+of+olfactory+ensheathing+cell+grafts+and+regenerating+axons+in+transplant+mediated+repair+of+the+adult+rat+optic+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+biomed%22%5BJournal%5D)">In vivo MRI of olfactory ensheathing cell grafts and regenerating axons in transplant mediated repair of the adult rat optic nerve.</a> NMR biomed. 25, 620-631 (2012).</li>
<li>Chan, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+retinotopic+mapping+of+superior+colliculus+using+manganese-enhanced+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">In vivo retinotopic mapping of superior colliculus using manganese-enhanced magnetic resonance imaging.</a> Neuroimage. 54, 389-395 (2011).</li>
<li>Chan, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+chromium-enhanced+MRI+of+the+retina%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">In vivo chromium-enhanced MRI of the retina.</a> Magn Reson Med. 68, 1202-1210 (2012).</li>
<li>Herrmann, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Possibilities+and+limitations+for+high+resolution+small+animal+MRI+on+a+clinical+whole-body+3T+scanner%5BTitle%5D)+AND+%22Magma%22%5BJournal%5D)">Possibilities and limitations for high resolution small animal MRI on a clinical whole-body 3T scanner.</a> Magma. 25, 233-244 (2012).</li>
<li>Villegas-Perez, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+and+protracted+phases+of+retinal+ganglion+cell+loss+follow+axotomy+in+the+optic+nerve+of+adult+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Rapid and protracted phases of retinal ganglion cell loss follow axotomy in the optic nerve of adult rats.</a> J Neurobiol. 24, 23-36 (1993).</li>
<li>Takahashi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+spontaneous+optic+neuropathy+in+NF-%CE%BA%CE%9250-deficient+mice%3A+requirement+for+NF-%CE%BA%CE%92p50+in+ganglion+cell+survival%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropathol+Appl+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Development of spontaneous optic neuropathy in NF-κΒ50-deficient mice: requirement for NF-κΒp50 in ganglion cell survival.</a> Neuropathol Appl Neurobiol. 33, 692-705 (2007).</li>
<li>Herrmann, K. H. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+compatible+small+animal+monitoring+and+triggering+system+for+whole+body+scanners%5BTitle%5D)+AND+%22Z+Med+Phys%22%5BJournal%5D)">MRI compatible small animal monitoring and triggering system for whole body scanners.</a> Z Med Phys. 24, 55-64 (2013).</li>
<li>Danscher, G., Zimmer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+improved+Timm+sulphide+silver+method+for+light+and+electron+microscopic+localization+of+heavy+metals+in+biological+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Histochemistry%22%5BJournal%5D)">An improved Timm sulphide silver method for light and electron microscopic localization of heavy metals in biological tissues.</a> Histochemistry. 55, 27-40 (1978).</li>
<li>Angenstein, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese-enhanced+MRI+reveals+structural+and+functional+changes+in+the+cortex+of+Bassoon+mutant+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+cortex%22%5BJournal%5D)">Manganese-enhanced MRI reveals structural and functional changes in the cortex of Bassoon mutant mice.</a> Cereb cortex. 17, 28-36 (2007).</li>
<li>Thuen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese-enhanced+MRI+of+the+rat+visual+pathway%3A+acute+neural+toxicity%2C+contrast+enhancement%2C+axon+resolution%2C+axonal+transport%2C+and+clearance+of+Mn%282%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Manganese-enhanced MRI of the rat visual pathway: acute neural toxicity, contrast enhancement, axon resolution, axonal transport, and clearance of Mn(2).</a> J Magn Reson Imaging. 28, 855-865 (2008).</li>
<li>Lehmann, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vision+and+visual+plasticity+in+ageing+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Restor+Neurol+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Vision and visual plasticity in ageing mice.</a> Restor Neurol Neurosci. 30, 161-178 (2012).</li>
<li>Takeda, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese+transport+in+the+neural+circuit+of+rat+CNS%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res+Bull%22%5BJournal%5D)">Manganese transport in the neural circuit of rat CNS.</a> Brain Res Bull. 45, 149-152 (1998).</li>
<li>Nairismagi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese-enhanced+magnetic+resonance+imaging+of+mossy+fiber+plasticity+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Manganese-enhanced magnetic resonance imaging of mossy fiber plasticity in vivo.</a> Neuroimage. 30, 130-135 (2006).</li>
<li>Smith, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+axonal+transport+rates+decrease+in+a+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">In vivo axonal transport rates decrease in a mouse model of Alzheimer's disease.</a> Neuroimage. 35, 1401-1408 (2007).</li>
<li>Berkowitz, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+and+simultaneous+imaging+of+layer-specific+retinal+functional+adaptation+by+manganese-enhanced+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Noninvasive and simultaneous imaging of layer-specific retinal functional adaptation by manganese-enhanced MRI.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 47, 2668-2674 (2006).</li>
<li>Schnapf, J. L. B. D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+photoreceptor+cells+respond+to+light%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Am%22%5BJournal%5D)">How photoreceptor cells respond to light.</a> Sci. Am. 256 (8), (1987).</li>
<li>Yu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+auditory+brain+mapping+in+mice+with+Mn-enhanced+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">In vivo auditory brain mapping in mice with Mn-enhanced MRI.</a> Nat Neurosci. 8, 961-968 (2005).</li>
<li>Sun, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+topical+loading+for+manganese-enhanced+MRI+of+the+mouse+visual+system%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Noninvasive topical loading for manganese-enhanced MRI of the mouse visual system.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 52, 3914-3920 (2011).</li>
<li>Sun, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+repeated+topical-loaded+manganese-enhanced+MRI+on+the+mouse+visual+system%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Impact of repeated topical-loaded manganese-enhanced MRI on the mouse visual system.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 53, 4699-4709 (2012).</li>
</ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

MEMRI del sistema visual se extiende técnicas neurobiológicos convencionales para evaluar la funcionalidad en condiciones no tratados previamente y patológicos. Además de proporcionar una visión única de la integridad de un hecho aislado CNS tracto de fibras, MEMRI puede ser fácilmente complementado con pruebas de comportamiento, por ejemplo, optometría y tareas a base de agua visualmente, para investigar las consecuencias inmediatas de un determinado paradigma de la percepción visual. También vincula electrofi...

Sobre la base de su estructura neuro-anatómico favorable el sistema visual del roedor ofrece posibilidades únicas para evaluar compuestos farmacológicos y su capacidad para mediar en la neuroprotección 1 o efectos pro-regenerativas 2,3. Por otra parte, permite que los estudios sobre las características funcionales y neuro-anatómico de ratones mutantes, en fecha tan reciente ejemplifica para los ratones que carecen de la proteína de andamiaje presináptico Fagot 4. Además, un amplio espectro de herramientas complementarias ofrece que ofrece adicional de células de la retina ganglio (RGC) y los números de los axones de CGR así como la actividad de RGC, por ejemplo, por el electrorretinograma y pruebas de comportamiento, y la determinación de los reordenamientos corticales por imagen óptica de señales intrínsecas. Las últimas novedades técnicas en microscopía láser permiten una visualización in situ de regeneración RGC por imágenes de fluorescencia de tejido profundo en el conjunto de montaje de especímenes del nervio óptico (NO) y el cerebro. En este histopatología,enfoque ical, tetrahidrofurano basado claro tejido en combinación con hoja de luz de microscopía de fluorescencia permite la resolución de las fibras individuales que se vuelva a introducir en el SOBRE deafferented y el tracto 5 óptica. Si bien tales técnicas pueden ser superiores en la resolución y la determinación de los patrones de crecimiento, que no permiten análisis repetitivos y longitudinales de los eventos individuales de crecimiento, que son particularmente deseables para evaluar el proceso de regeneración a largo plazo. Mejorada de contraste de RM ha sido empleado para la visualización mínima invasiva de la proyección retino-tectal en ratones y ratas 6,7. Esto puede lograrse mediante la entrega intraocular directa de iones paramagnéticos (por ejemplo, Mn 2 +) a células de la retina. Como un análogo de calcio, Mn 2 + se incorpora en RGC somata a través de canales de calcio dependientes de voltaje y transportados activamente a lo largo del citoesqueleto axonal del EN intacto y tracto óptico. Mientras se acumula en núcleos cerebralesde la proyección visual, es decir, el núcleo geniculado lateral (LGN) y colículo superior (SC), la propagación transsynaptic en la corteza visual primaria parece insignificante 8,9, aunque puede ocurrir 10,11. Bajo secuenciación MR, paramagnético Mn 2 + aumenta el contraste MR principalmente por el acortamiento T1 spin-red tiempo de relajación 12. Tal Mn 2 + mejorado MRI (MEMRI) ha sido aplicado con éxito en varios estudios de neuro-anatómicas y funcionales de las ratas, incluida la evaluación de la regeneración axonal y degeneración después de la lesión SOBRE 13,14, el mapeo anatómico preciso de la proyección de 15 retino tectal , así como la determinación de las características de transporte axonal después del tratamiento farmacológico 16. Mejoras recientes en la dosis, la toxicidad, y la cinética de los protocolos de RM neuronales Mn 2 + captación y el transporte, así como la mejora han extendido su aplicación a los estudios sobre transgénicos9 ratones utilizando escáneres de 3 Tesla de uso común en la práctica clínica 17. Aquí, se presenta un protocolo adecuado para MEMRI longitudinal de imágenes in vivo del ratón proyección retino tectal y ejemplificar su aplicación mediante la evaluación de mejora de la señal de Mn 2 + dependientes en condiciones de neurodegeneración ingenuos y varios. Nuestro protocolo pone especial énfasis en la adquisición de datos de RM en un campo magnético moderado 3 T, que generalmente es más accesible que los escáneres de los animales dedicados. En los ratones no tratados previamente, se expone cómo la intensidad de señal del tracto específico puede ser sustancialmente y reproducible convertirse aumentado después intravítrea (ivit) Mn 2 + aplicación. Cuantitativamente, Mn 2 + de propagación a lo largo de la proyección visual se produce independientemente del proceso de envejecimiento normal (medida entre los ratones 3 y 26 meses de edad) y el aumento es refractario a la estimulación visual y la adaptación a la oscuridad. En contraste, Mn <shasta&gt; 2 + enriquecimiento en los centros talámicos y cerebro medio se reduce siguientes efectos agudos EN lesión por aplastamiento 18, así como en NFKB1 ratones knock-out (KO p50) que sufren de la muerte de las CGR apoptosis espontánea y la degeneración de 19. Por lo tanto, en la expansión a análisis histológico convencional, el análisis de MEMRI longitudinal de animales individuales permite perfiles de la cinética únicas de procesos neurodegenerativos. Esto puede ser muy útil para los estudios sobre la neuroprotección y la regeneración axonal asociada con las intervenciones farmacológicas o genéticas.

<table><tbody><tr><td>Solución de cloruro de manganeso (II) 1 M</td><td>Sigma Aldrich, Taufkirchen, Alemania</td><td>M1787</td><td>Reactivo de contraste MEMRI</td></tr><tr><td>Conjuncaína</td><td>Dr. Mann Pharma, Berlín, Alemania</td><td>PZN 7617666</td><td>Clorhidrato de oxibuprocaína al 0,4% Gotas</td></tr><tr><td>oftálmicas Floxal</td><td>Dr. Mann Pharma, Berlín, Alemania</td><td>PZN 3820927</td><td>3 mg/ml de ofloxacina</td></tr><tr><td>Pomada pantenol</td><td>Jenapharm, Jena, Alemania</td><td>PZN </td><td></td>3524531</tr><tr><td>Hidrato de cloral&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich, Taufkirchen, Alemania</td><td>C8383</td><td>420-450 mg/kg peso corporal</td></tr><tr><td>jeringa Hamilton&nbsp;</td><td>Hamilton Company, Reno, NV, EE. UU.</td><td>7634-01</td><td>SYR 5 y micro; l, 75 RN, no NDL</td></tr><tr><td>Aguja de 34 G (34/35/pst4/tapN)</td><td>Hamilton Company, Reno, NV, EE. UU.</td><td>207434/00</td><td>aguja extraíble RN, 34 G, longitud 38,1 mm, estilo de punta 4</td></tr><tr><td>Prismáticos Stemi-2000</td><td>Zeiss, Oberkochen, Alemania</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Escáner de resonancia magnética 3 T Magnetom TIM Trio</td><td>Siemens Medical Solutions, Erlangen, Alemania</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bobina de cabeza de rata</td><td>Doty Scientific Inc., Columbia, SC, EE. UU.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Soporte de</td><td></td><td></td> ratón <td>hecho a medida</td></tr><tr><td>Lámpara</td><td></td><td></td><td></td>de luz roja</tr><tr><td>Sección congelada media NEG-50</td><td>Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Alemania</td><td>6502</td><td>incrustación de tejido para criosecciones</td></tr><tr><td>Dihidrógeno fosfato de sodio monohidratado (NaH2PO4&middot; H2O)</td><td>Merck, Darmstadt, Alemania</td><td>106346</td><td>para perfusión de sulfuro</td></tr><tr><td>Sulfuro de sodio nonahidratado (Na2S&middot; 9H2O)</td><td>Sigma Aldrich, Taufkirchen, Alemania</td><td>208043</td><td></td></tr><tr><td>Goma arábiga</td><td>Roth, Arlesheim, Suiza</td><td>4159</td><td>para tinción TIMM</td></tr><tr><td>Hidroquinona (C6H6O2)</td><td>Roth, Arlesheim, Suiza</td><td>3586</td><td></td></tr><tr><td>Ácido cítrico (C6H8O7)</td><td>Roth, Arlesheim, Suiza</td><td>6490</td><td></td></tr><tr><td>Citrato trisódico dihidratado (C6H5Na3O7&middot; 2H2O)</td><td>Merck, Darmstadt, Alemania</td><td>106448</td><td></td></tr><tr><td>Nitrato de plata (AgNO3)</td><td>Roth, Arlesheim, Suiza</td><td>7908</td><td></td></tr></tbody></table>

imágenes in vivo de Óptica de fibras nerviosas integridad de la rm con contraste en ratones

In vivo Imaging of Optic Nerve Fiber Integrity by Contrast-Enhanced MRI in Mice

El sistema visual roedor abarca las células ganglionares de la retina y sus axones que forman el nervio óptico para entrar en los centros talámicos y del cerebro medio, y proyecciones postsinápticos a la corteza visual. Sobre la base de su estructura anatómica distinta y la accesibilidad conveniente, se ha convertido en la estructura favorecida para los estudios sobre la supervivencia neuronal, la regeneración axonal, y la plasticidad sináptica. Los recientes avances en la RM han permitido la visualización in vivo de la parte retino tectal de esta proyección utilizando manganeso mediada aumento del contraste (MEMRI). A continuación, presentamos un protocolo MEMRI para ilustración de la proyección visual en ratones, mediante el cual las resoluciones de (200 m) 3 se puede lograr utilizando escáneres comunes 3 Tesla. Demostramos cómo la inyección intravítrea de una sola dosis de 15 nmol MnCl2 conduce a una mejora de la proyección saturada intacta dentro de 24 horas. Con excepción de la retina, se indepen cambios en la intensidad de la señaldente de la estimulación visual coincidió o envejecimiento fisiológico. Aplicamos aún más esta técnica para supervisar longitudinalmente degeneración axonal en respuesta a la lesión aguda del nervio óptico, un paradigma por el que Mn 2 + transporte completamente detenciones en el sitio de la lesión. Por el contrario, el transporte activo de Mn + 2 es cuantitativamente proporcional a la viabilidad, el número y la actividad eléctrica de las fibras de axones. Para un análisis de este tipo, ejemplificamos Mn 2 + cinética de transporte a lo largo del camino visual en un modelo de ratón transgénico (p50 NF-kB KO) mostrando atrofia espontánea de los sentidos, incluyendo visuales, proyecciones. En estos ratones, MEMRI indica reducida pero no retardada Mn 2 + de transporte en comparación con ratones de tipo salvaje, lo que revela signos de alteraciones estructurales y / o funcionales por mutaciones NF-kB. En resumen, MEMRI puentes convenientemente en ensayos in vivo y post mortem para la histología characterizatisobre la integridad y la actividad de las fibras nerviosas. Es muy útil para los estudios longitudinales sobre la degeneración axonal y la regeneración, y las investigaciones de los ratones mutantes para fenotipos genuinos o inducibles.

La capacidad de esta técnica de imagen para evaluar con precisión la vitalidad y funcionalidad de la proyección visual se basa en la aplicación precisa de un no tóxico Mn 2 + dosificación al cuerpo vítreo y su absorción por las CGR. Esta suposición principal se prueba en la Figura 1, donde la capa específica de Mn 2 + captación se demuestra por autometalografía (tinción TIMM) 21. Retina secciones se analizaron a las 24 horas después de la aplicación de cualquiera de ...

Este video muestra un método, utilizando una clínica 3 T escáner, por contraste mejorado la RM del ratón proyección visual ingenuo y para estudios repetitivos y longitudinales en vivo de la degeneración del nervio óptico asociadas con lesión por aplastamiento del nervio óptico aguda y degeneración del nervio óptico crónica en ratones knock-out (KO p50).

Imágenes in vivo de Óptica de Fibras Nerviosas Integridad de la RM con contraste en ratones

The rodent visual system encompasses retinal ganglion cells and their axons that form the optic nerve to enter thalamic and midbrain centers, and ...

El objetivo general de este procedimiento es monitorear alteraciones estructurales y funcionales a lo largo de la vía visual en ratones in vivo. Esto se logra primero mediante una inyección intravítrea de iones paramagnéticos de manganeso, que actúan intracelularmente como trazadores sensibles a la RM y se administran en forma de solución de cloruro de manganeso 24 horas antes del escaneo. El segundo paso consiste en colocar al ratón anestesiado dentro del escáner de RM de tres T utilizando el equipo adecuado para la adquisición de imágenes y el monitoreo de funciones vitales.A continuación, se aplica el protocolo MEMR sensible al trazador y adoptado para ratón, y se reconstruyen imágenes 3D multiproporcionales de la potenciación de la señal intracelebral a lo largo de la vía retinotemporal. El paso final consiste en retirar al ratón del escáner de RM y mantener sus funciones vitales para una recuperación rápida de la anestesia, lo que permite estudios EMRI repetidos del mismo animal o posteriores exámenes conductuales o histológicos. En última instancia, la RM potenciada con manganeso de la proyección táctil se utiliza para mostrar patologías neurológicas agudas o progresivas en r

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Research

Investigación

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociencia

Mediante microscopía de fluorescencia, visualice el nervio lesionado, que presenta un aumento progresivo de las hinchazones y desconexiones axonales.

Análisis microscópico electrónico del daño axonal en el nervio óptico de ratones con lesión cerebral

Fuente: Wang, Z., et al. Transpupillary Two-Photon In Vivo Imaging of the Mouse Retina. J. Vis. Exp. (2021).Este video muestra una técnica para obtener imágenes de la retina in vivo utilizando microscopía de dos fotones. Los ratones anestesiados se preparan para la obtención de imágenes asegurando sus cabezas, aplicando lubricante ocular y colocando un cubreobjetos sobre el ojo. Las células ganglionares de la retina (CGR) que expresan proteínas fluorescentes se visualizan primero mediante...

Imágenes in vivo de dos fotones de la retina del ratón

Source: Bosco, A., et al. Dinámica in vivo de la activación de la microglía retiniana durante la neurodegeneración: imagen oftalmoscópica confocal y morfometría celular en glaucoma de ratón. J. Vis. Exp. (2015) Este video muestra imágenes in vivo de la microglía de la retina en un modelo de ratón de glaucoma. Un ratón transgénico con microglía retiniana fluorescente que expresa proteínas se coloca debajo de un oftalmoscopio. La iluminación infrarroja se utiliza para localizar la cabeza del...

Obtención de imágenes in vivo de la microglía de la retina en un modelo murino de glaucoma

Source: Jagodzinska, J., et. al., Tomografía de Coherencia Óptica: Imágenes de las Células Gangliales de la Retina del Ratón In Vivo. J. Vis. Exp. (2017)  En este video, demostramos el uso de la tomografía de coherencia óptica de dominio espectral (SD-OCT) para obtener imágenes de las capas de la retina y evaluar los cambios estructurales en un modelo de ratón modificado genéticamente con neuropatía óptica.

Obtención de imágenes in vivo de la retina del ratón mediante tomografía de coherencia óptica

Mostramos una técnica para la bioluminiscencia in vivo en vivo y en el infrarrojo cercano de formación de imágenes de la neuritis óptica y la encefalitis en el modelo de encefalomielitis autoinmune experimental (EAE) para la esclerosis múltiple en ratones SJL / J.

La bioluminiscencia e infrarrojo cercano de imagen de la neuritis óptica y la inflamación cerebral en el modelo de EAE de esclerosis múltiple en ratones

Este protocolo describe cómo alta resolución técnicas imagenológicas como una tomografía de coherencia óptica de dominio espectral y exploración oftalmoscopia de láser puede ser utilizada en pequeños roedores, utilizando un sistema de plataforma imagen oftálmica, para obtener información sobre espesor retiniano y microglía células distribución, respectivamente.

En Vivo Proyección de imagen de ratones de reportero Cx3cr1gfp/gfp con tomografía de coherencia óptica de dominio espectral y exploración oftalmoscopia de láser

Presentamos la utilidad de la proyección de imagen longitudinal en vivo en el seguimiento de los cambios morfológicos del neovascularization coroides laser-inducida en ratones.

En Vivo La proyección de imagen multimodal y análisis del modelo de neovascularización coroidea inducida por láser Mouse

Aquí, presentamos un protocolo para inducir inflamación parálisis y opticospinal por la transferencia de la Acuaporina-4 (AQP4)-células de T específicas de AQP4 ratones- / - en ratones WT. Además, se demuestra cómo utilizar la tomografía de coherencia óptica serial para controlar la disfunción del sistema visual.

Inducción de parálisis y lesión del sistema Visual en ratones por T las células específicas para el Optica del Neuromyelitis Autoantigen Acuaporina-4

La imagen in vivo es una herramienta poderosa para el estudio de la biología en la salud y la enfermedad. Este protocolo describe imágenes transpupilares de la retina del ratón con un microscopio estándar de dos fotones. También demuestra diferentes métodos de imagen in vivo para etiquetar fluorescentemente múltiples cohortes celulares de la retina.

Imágenes transpupilares de dos fotones in vivo de la retina del ratón

El presente protocolo describe los pasos para alinear las imágenes de fibragrafía de tomografía de coherencia óptica en luz visible (vis-OCTF) in vivo con imágenes confocales ex vivo de la misma retina de ratón con el fin de verificar la morfología del haz de axones de las células ganglionares de la retina observada en las imágenes in vivo .

Alineación de figramas de tomografía de coherencia óptica en luz visible con imágenes confocales de la misma retina de ratón

Aprende a realizar imágenes de RM con contraste de manganeso para estudiar la degeneración del nervio óptico en ratones. Este método permite análisis longitudinales in vivo de la proyección visual.

Imágenes in vivo de Óptica de Fibras Nerviosas Integridad de la RM con contraste en ratones

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