מאמר זה מתאר שיטה שבאמצעותה ניתן לכמת את ארכיטקטורת כלי הדם במוח באמצעות מיקרוסקופ דו-פוטוני in vivo ו-ex vivo.
Method Article
מאמר זה מתאר שיטה שבאמצעותה ניתן לכמת את ארכיטקטורת כלי הדם במוח באמצעות מיקרוסקופ דו-פוטוני in vivo ו-ex vivo.
זיהום בנגיף הכשל החיסוני האנושי 1 (HIV-1) גורם לעתים קרובות להפרעות נוירו-קוגניטיביות הקשורות ל-HIV-1 (HAND), ומאופיין במצב נוירו-דלקתי כרוני בתוך מערכת העצבים המרכזית (CNS), שנחשב מונע בעיקר על ידי הפעלה מתווכת ויראלית של מיקרוגליה ומקרופאגים תושבי המוח. זיהום ב-HIV-1 מלווה גם בשינויים בזרימת הדם במוח (CBF), מה שמעלה את האפשרות שדלקת עצבית כרונית הקשורה ל-HIV עלולה להוביל לשינויים ב-CBF ו/או בארכיטקטורת כלי הדם במוח. כדי לענות על שאלה זו, השתמשנו במודל עכברי לדלקת עצבית הנגרמת על ידי HIV, ובדקנו אם חשיפה ארוכת טווח לסביבה דלקתית זו עלולה לפגוע בכלי הדם במוח ולגרום לנדירות של רשתות נימיות. במאמר זה אנו מתארים שיטה לכימות שינויים בצפיפות הנימים בקליפת המוח במודל עכבר של מחלה נוירו-דלקתית (עכברים טרנסגניים HIV-1 Tt). גישה ניתנת להכללה זו משתמשת בהדמיה דו-פוטונית in vivo של נימים בקליפת המוח דרך חלון קליפת המוח של גולגולת דקה, כמו גם הדמיה דו-פוטונית ex vivo של נימים בקליפת המוח של עכבר. הליכים אלה מייצרים תמונות וקבצי z-stack של רשתות נימיות, בהתאמה, אשר לאחר מכן ניתן לעבור ניתוח כמותי על מנת להעריך שינויים בארכיטקטורת כלי הדם במוח.
וירוס כשל חיסוני אנושי 1 (HIV-1) פולש למוח בשלב האקוטי של זיהום בנגיף, ופרודוקטיבית מדביק שני מיקרוגלים ומקרופאגים תושב המוח, שמוביל להפעלתם - ואת שחרורם של שני מתווכים דלקתיים המופק מהמארח וHIV-1 המסיס virotoxins כגון טאט וgp120 (שנסקר ב1,2). כתוצאה מכך, מדינת neuroinflammatory כרונית הופכת הוקמה במערכת העצבים המרכזית, שחשב לתרום לפתוגנזה של HIV-1 הפרעות Associated נוירוקוגניטיבי (יד) 3-5.
ביטוי יתר כרוני של HIV-1 תאת או אינטרלוקין -17A (IL) בתוך מערכת העצבים המרכזית של עכברים הוכח לגרום לואקום כלי דם 6,7. זה מעלה את האפשרות שneuroinflammation הכרוני עשוי לתרום לפתוגנזה של יד בהשפעות על מערכת כלי הדם במוח. כדי לבחון שאלה זו נוספת, פיתחנו שיטות לכמת struc כלי דם המוחיטורס.
מאמר זה מתאר שיטה לכימות מספר צמתים נימים, מגזרי נימים, אומר אורך קטע, סך אורך קטע, אומר קוטר נימים, ונימים כוללת באמצעות in vivo ההדמיה של רשתות נימים דרך חלון קליפת המוח דק גולגולת נפח (שונה ממתואר בעבר פרוטוקולים) 8,9, כמו גם הדמיה vivo לשעבר של חלקים במוח, באמצעות מיקרוסקופ שני פוטונים. גישה משולבת זו מספקת לכימות הוליסטית של פרמטרים כלי דם מוחי, מאז חלון קליפת המוח דק-גולגולת in vivo מאפשר לשימור הסביבה במוח, בעוד ההדמיה vivo לשעבר של רשתות נימים בפרוסות מוח מאפשרת שחזור מלא, תלת ממדים רשתות נימים - אשר לאחר מכן ניתן לכמת באמצעות תוכנה זמינה באופן מסחרי.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אוניברסיטת ועדת האוניברסיטה של רוצ'סטר בבעלי חי משאבים אישרה את כל הפרוצדורות שבוצעו בנייר זה.
1. הכנה טרום-ניתוחית (ועכברים)
2. הכנת דקה גולגולת גולגולת החלון
3. ניטור פרמטרים פיסיולוגיים
4. הזרקה של הצבע פלואורסצנטי
5. בVivo שני פוטוני ההדמיה
הדמיה 6. Ex Vivo שני פוטונים
7. עיבוד נתונים
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
חלון קליפת המוח הדק-הגולגולת מאפשר בשני פוטונים הדמיה vivo של נימים בקליפת המוח (איור 1). אזור מתאים לתמונה מראה נימים רבות, שונות (איור 1 א). באותו שדה הראייה, אין קיר תא autofluorescence עורקים, וייתכן שיש אותות אחרים ניאון, כגון הקרינה קולגן, הנגרמים על ידי דור השני הרמוני 11 (איור 1).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
השיטה המתוארת כאן יכולה להיות מיושמת לנתח מבני כלי דם במוח במגוון רחב של דגמים / הגדרות ניסיוניות. להצלחה של שיטה זו, שלושה שלבים קריטיים חייבים להיות משתלטים. ראשית, החלון הדק-הגולגולת אסור לפגוע בגולגולת או במוח בסיסי. זה קל לנקב את הגולגולת בדילול, או לגרום לדליפה של כלי דם חום מושרה. זה יכול להפריע הדמיה כצבע הניאון ידלוף למטוס של מוקד ולטשטש את הנימים. אם הגולגולת לעתים קרובות שוברת במהלך תקופת ההכנה דקה-גולגולת, הוא סביר ביותר הנגרם על ידי לחץ כלפי מטה גדול מדי. מחזיק תרגיל ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
למחברים אין מה לחשוף.
אנו מודים למריה ג'פסון, ד"ר פייבי ג'ורדן וד"ר לינדה קלהאן מאוניברסיטת רוצ'סטר Multiphoton Core על הייעוץ הטכני לאורך השלמת פרוטוקול זה. אנו מודים גם לד"ר צ'אנגיונג פנג על ייעוץ סטטיסטי מומחה, ולד"ר מייקן נדרגארד מהמרכז הרפואי של אוניברסיטת רוצ'סטר על עיצוב לוח הראש ששימש במאמר זה. עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי מענקים T32GM007356 ו-R01DA026325 מהמכונים הלאומיים לבריאות (NIH); ועל ידי המרכז לחקר האיידס של אוניברסיטת רוצ'סטר P30AI078498 (NIH).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| מיקרוסקופ Leica | Leica בע"מ | MZ8 | |
| תאורה בעוצמה גבוהה | דולן-ג'נר | 180 | |
| כרית חימום | Stryker | TP3E | |
| T / PUMP | Gaymar Industries, Inc. | TP-500 | |
| TEC-4 וופורייזר איזופלורן | Datex Ohmeda | 447 | |
| ג'ל דמעות מלאכותי | באטלר AHS | 7312 | |
| תמיסת פובידון-יוד | Aplicare | 52380-1855-9 | |
| מספריים בון משובחים במיוחד | כלי מדע עדינים | 14084-08 | |
| Dumot #5 מלקחיים | כלי מדע עדינים | 11295-10 | |
| Dumont #5/45 מלקחיים | כלים מדעיים עדינים | 11251-35 | |
| תמיסת כלוריד ברזל | Ricca Chemical Company | 3120-16 | |
| Loctite 454 ג'ל דבק מיידי פריזמה | Henkel | 45404 | |
| Dental Cement | Stoelting | 51459 | |
| Microtoruqe II ערכת ידית | Pearson Dental | R14-0002 | |
| 005 Burr for Micro Drill | Fine Science Tools | 19007-05 | |
| Norland Blade (Dental Microblade) | Salvin Dental | 6900 | |
| Urethane | Sigma-Aldrich | U2500 | מסרטן קבוצה 2B |
| תפר קלוע | Ethicon | 735G | |
| Vannas מספריים אביב | כלים מדעיים עדינים | 15000-03 | |
| צנתר עורקי | SAI Infusion Technologies | MAC-01 | קצה הצנתר נמתח ידנית על מנת להקטין את קוטרו. |
| לחץ דם מוניטר | עולמי דיוק חדירות | SYS-BP1 | |
| מתמר לחץ דם וכבלים | עולם דיוק חודרות | BLPR2 | |
| RAPIDLab מנתח גזי דם | סימנס | 248 | |
| 40 μ l צינור נימי | VWR | 15401-413 | |
| טקסס אדום-דקסטרן (70,000 מגה-וואט, 10 מ"ג/ק"ג מומס במי מלח) | Invitrogen | D-1830 | |
| Adult Brain Slicer Matrix | Zivic Instruments | BSMAS001-1 | |
| Olympus Fluoview 1000 AOM-MPM Multiphoton Microscope | Olypmus | FV-1000 MPE | |
| MaiTai HP DeepSee Ti:Sa לייזר | ספקטרה-פיזיקה | ||
| ImageJ Software | המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) | זמין ב-http://rsb.info.nih.gov/ij/download.html | |
| Amira Software | Visage Imaging |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission