אנו מציגים טכניקה פליטת אור in vivo חי קרוב אינפרא אדום הדמיה של בעצב הראייה דלקת המוח של encephalomyelitis אוטואימוניות הניסוי (EAE) מודל לטרשת נפוצה בעכברים SJL / J.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אנו מציגים טכניקה פליטת אור in vivo חי קרוב אינפרא אדום הדמיה של בעצב הראייה דלקת המוח של encephalomyelitis אוטואימוניות הניסוי (EAE) מודל לטרשת נפוצה בעכברים SJL / J.
encephalomyelitis אוטואימוניות ניסויית (EAE) בעכברים SJL / J הוא מודל לטיפול בטרשת נפוצה בשלב ההתקפי (RRMS). קליניים עשרות EAE המתאר גירעונות בתפקוד המוטורי הם readouts היסוד של דלקת בתיווך החיסונית של חוט השדרה. עם זאת, עשרות ומשקל הגוף אינם מאפשרים הערכה in vivo של דלקת המוח דלקת בעצב הראיה. זו האחרונה היא ביטוי מוקדם ותכוף בערך 2/3 של חולי טרשת נפוצה. כאן, אנו מציגים שיטות פליטת אור והדמיה האינפרה-אדום הקרוב חי להעריך EAE עורר דלקת בעצב הראיה, דלקת המוח, ואת מחסום הדם-מוח (BBB) שיבוש בעכברים חיים באמצעות מערכת הדמיה vivo. המצע bioluminescent מופעל על ידי oxidases הראה דלקת בעצב הראיה בעיקר. האות היה ספציפי ואפשר ההדמיה של שפעות תרופה וקורסי זמן מחלה, אשר הקבילה ציונים הקליניים. חלקיקים פלורסנט PEGylated שנותרו בתוך vasculaturדואר לפרקי זמן שימשו להעריך את היושרה BBB. קרוב אינפרא אדום ההדמיה חשפה דליפת BBB בשיא המחלה. האות היה החזק סביב העיניים. מצע קרוב אינפרא האדום metalloproteinases מטריקס שמש להערכת דלקת EAE העורר. Auto-קרינה הפריעה האות, מחייב unmixing ספקטרלי כימות. בסך הכל, הדמית פליטת אור הייתה שיטה אמינה להערכת תופעות EAE קשור אופטיות בעצב תרופות והייתה מעולה לטכניקות האינפרה-אדום הקרובים במונחים של סגוליות אות, איתן, קלות כימות, ועלות.
טרשת נפוצה נגרמת על ידי התקפה והרס בתיווך אוטואימוני של מעטפת המיאלין במוח ובחוט השדרה1. עם שכיחות כוללת של כ-3.6 מקרים לכל 100,000 אנשים בשנה בנשים וכ-2.0 בגברים, טרשת נפוצה היא הגורם השני בשכיחותו לנכות נוירולוגית בקרב מבוגרים צעירים, אחרי פציעות טראומטיות2,3. הפתולוגיה של המחלה תורמת על ידי גורמים גנטיים וסביבתיים4 אך עדיין אינה מובנת לחלוטין. לימפוציטים מסוג T אוטוראקטיביים נכנסים למערכת העצבים המרכזית ומעוררים מפל דלקתי הגורם לחדירות מוקדיות בחומר הלבן של המוח, חוט השדרה ועצב הראייה. ברוב המקרים, ההסתננויות הללו הפיכות בתחילה, אך ההתמדה עולה עם מספר הנסיגות. פותחו מספר מודלים של מכרסמים כדי לחקור את הפתולוגיה של המחלה. ה-EAE ההתקפי-הפוגתי בעכברי SJL/J וה-EAE הראשוני-פרוגרסיבי בעכברי C57BL6 הם הדגמים הפופולריים ביותר.
ציוני EAE הקליניים, המתארים את היקף הליקויים בתפקוד המוטורי, ומשקל הגוף הם תקני הזהב להערכת חומרת EAE. סימנים קליניים אלה תואמים את היקף חדירת תאי החיסון והרס המיאלין בחוט השדרה ומנבאים במידה בינונית את יעילות הטיפול התרופתי בבני אדם5. עם זאת, סימנים אלה משקפים בעיקר את הרס דרכי סיבי הגחון בחוט השדרה. נכון לעכשיו, אין שיטה קלה, לא פולשנית, אמינה וניתנת לשחזור להערכת חדירת מוח in vivo ודלקת עצב הראייה בעכברים חיים.
הדמיה in vivo תואמת את שלושת עקרונות ה-"R" של ראסל וברץ' (1959), הטוענים למיקום R, חינוך R ו-Rשל ניסויים בבעלי חיים6, מכיוון שהדמיה מגדילה את הקריאות של חיה אחת בכמה נקודות זמן ומאפשרת הפחתה של המספרים הכוללים. נכון לעכשיו, דלקת או מצב מיאלין מוערכים בעיקר ex vivo באמצעות אימונוהיסטוכימיה, ניתוח FACS או שיטות ביולוגיות מולקולריות שונות7, כולן דורשות עכברים שעברו המתת חסד בנקודות זמן ספציפיות.
מספר בדיקות מערכת הדמיה in vivo פותחו כדי להעריך דלקת בעור, במפרקים ובמערכת כלי הדם. הטכניקות מסתמכות על הפעלה של מצעים פלואורסצנטיים ביולוגיים או אינפרא אדום קרוב על ידי פרוקסידאזות רקמות, כולל מיאלופרוקסידאז (MPO), מטריקס מטאלופרוטאינאזות (MMPs)8, ו-cathepsins9 או cyclooxygenase2. בדיקות אלה אומתו בעיקר במודלים של דלקת מפרקים או טרשת עורקים9,10. בדיקה רגישה לקטפסין שימשה גם להדמיה טומוגרפית מולקולרית פלואורסצנטית של EAE11. MMPs, במיוחד MMP2 ו-MMP9, תורמים להפרעה ב-BBB בתיווך פרוטאז ב-EAE ומווסתים באתרים של חדירת תאי חיסון12, מה שמצביע על כך שבדיקות אלה עשויות להיות שימושיות להדמיית EAE. הדבר נכון גם לגבי בדיקות מבוססות פרוקסידאז או קטפסין. מבחינה טכנית, הדמיה של דלקת במוח או בחוט השדרה היא מאתגרת יותר באופן משמעותי מכיוון שהגולגולת או עמוד השדרה סופגים אותות ביולומינסנטים ואינפרא אדום קרוב.
בנוסף למדדי דלקת, תוארו כימיקלים פלואורסצנטיים, הנקשרים באופן ספציפי למיאלין ועשויים לאפשר כימות של מיאלינציה13. בדיקה פלואורסצנטית קרובה לאינפרא אדום, 3,3'-diethylthiatricarbocyanine iodide (DBT), נמצאה נקשרת באופן ספציפי לסיבים מיאליניים ואומתה ככלי כמותי במודלים של עכברים של פגמים במיאלינציה ראשונית וב-demyelination14. ב-EAE, אות ה-DBT היה מוגבר למדי, מה שמשקף את הדלקת של סיבי המיאלין5.
סימן היכר נוסף של EAE וטרשת נפוצה הוא פירוק ה-BBB, וכתוצאה מכך חדירות מוגברת של כלי הדם והפרשה של תאי דם, נוזל חוץ-תאי ומקרומולקולות לפרנכימה של מערכת העצבים המרכזית. זה יכול להוביל לבצקת, דלקת, נזק לאוליגודנדרוציטים, ובסופו של דבר, דמיאלינציה15,16. לפיכך, הדמיה של דליפת ה-BBB באמצעות בדיקות פלואורסצנטיות, כגון אלבומין5, שבדרך כלל מתפשט לאט מאוד מדם לרקמה, עשוי להיות שימושי להערכת EAE.
במחקר הנוכחי, הערכנו את התועלת של בדיקות שונות ב-EAE והראינו את הנוהל לטכניקת האור הביולוגי האמינה והחזקה ביותר. בנוסף, אנו דנים ביתרונות ובחסרונות של בדיקות אינפרא אדום קרוב לפעילות MMP ושלמות BBB.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. אינדוקציה EAE ב SJL / עכברים J
2. Bioluminescent והדמיה האינפרה-אדום הקרוב של אופטיק בעצב המוח דלקת
3. ניתוח תמונה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
זמן הקורס של פליטת אור של אופטיק דלקת עצבים
אות פליטת האור של חללית הדלקת הייתה החזקה סביב העיניים התרחשה באופן בלעדי בעכברי EAE עם דלקת בעצב ראיה. אות התרחשה לא העכברים הלא EAE ולא העכברים לא מוזרקים עם חללית הדלקת. האות נעלמה כאשר העכברים התאוששו. לפיכך, האות היא ספציפית עבור דלקת בעצב הראיה, ואת השיא של האות מקביל לשיא של ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הסרטון הנוכחי מראה טכניקות פליטת אור פלואורסצנטי האינפרה-אדום הקרוב בתחום ההדמיה vivo של EAE בעכברים SJL / J. אנו מראים כי הדמיה פליטת אור באמצעות בדיקה רגיש-דלקת בעיקר תערוכות דלקת בעצב הראיה, ואת כימות מסכים עם הערכה קלינית של חומרת EAE ואת ההשפעות של התרופה. עם זאת, שיטת הדמית פליטת אור לא הייתה מסוגלת לזהות דלקת של חוט השדרה המותני, שהנו אתר ראשי של ביטוי EAE 17, ככל הנראה משום האות נספגה על ידי עמוד השדרה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
מחקר זה מומן על ידי Forschungsgemeinschaft דויטשה (CRC1039 A3) והתוכנית למימון מחקר "Landesoffensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz" (LOEWE) של מדינת הסן, מרכז מחקר ברפואת Translational ופרמקולוגיה TMP וקרן Else קרונה-Fresenius (EKFS), ומחקר הדרכת קבוצת Translational Research Innovation - פארמה (תשמ"ה).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| AngioSpark-680 | Perkin Elmer, Inc., Waltham, USA | NEV10149 | בדיקת הדמיה, ננו-חלקיקים פגיליים, שימושי להדמיה של שלמות מחסום הדם-מוח |
| MMP-sense 680 | Perkin Elmer, Inc., Waltham, USA | NEV10126 | בדיקת הדמיה, הניתנת להפעלה על ידי מטריקס מטאלופרוטאינאזות, שימושית להדמיית דלקת |
| XenoLight RediJect Inflammation Probe | Perkin Elmer, Inc., Waltham, ארה"ב | 760535 | בדיקת הדמיה, הניתנת להפעלה על ידי אוקסידאזות, שימושית להדמיית דלקת |
| תחליב PLP139-151/CFA | Hooke Labs, St Lawrence, MA | EK-0123 | ערכת אינדוקציה EAE |
| Pertussis Toxin | Hooke Labs, St Lawrence, MA | EK-0123 | ערכת אינדוקציה EAE |
| IVIS Lumina Spectrum | Perkin Elmer, Inc., Waltham, ארה"ב | מערכת הדמיה ביולומינסנציה ואינפרא אדום | |
| LivingImage 4.5 תוכנה | Perkin Elmer, Inc., Waltham, ארה"ב | CLS136334 | תוכנת ניתוח IVIS |
| Isoflurane | Abbott Labs, אילינוי, ארה"ב | 26675-46-7 | הרדמה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.