ここでは、生きている、孤立した後期妊娠期のマウス胚に超音波マイクロバブル造影剤を注入するためのプロトコルを提示する。この方法は、灌流パラメータ及びコントラスト強調高周波超音波イメージングを用いて、胚内の血管の分子マーカーの研究を可能にする。
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ここでは、生きている、孤立した後期妊娠期のマウス胚に超音波マイクロバブル造影剤を注入するためのプロトコルを提示する。この方法は、灌流パラメータ及びコントラスト強調高周波超音波イメージングを用いて、胚内の血管の分子マーカーの研究を可能にする。
超音波造影イメージングは、組織の血管性と灌流に関する重要な定量的情報を伝えることができ、標的を絞ったアプリケーションでは、分子レベルでの血管バイオマーカーの検出と測定を容易にします。マウス胚内では、この非侵襲的手法を使用して、初期のマウス循環器系および心血管疾患の遺伝子モデルにおける血管発生の根底にある基本的なメカニズムを明らかにすることができます。マウス胚は、血管新生標的(血管内皮増殖因子受容体2(VEGFR2)またはαvβ3を含む)へのマイクロバブルの接着を研究し、分子超音波の定量的性質を評価するための優れたモデルとしても提示されます。そこで、超音波造影剤を生きた単離された胚の血管系に導入する方法を開発しました。これにより、射出制御と位置決めの自由度、障害物や動きのないイメージング面の再現性、画像解析と定量化の簡素化が可能になります。妊娠後期(胚日(E)16.6およびE17.5)にマウス胚を子宮から単離し、卵黄嚢から穏やかに外部化し、マイクロバブル造影剤を胎盤椎間板の絨毛膜表面からアクセス可能な静脈に注入した。次に、非線形造影超音波イメージングを使用して、いくつかの基本的な灌流パラメータ(ピーク増強、ウォッシュイン速度、ピークまでの時間)を収集し、エンドグリンマウスモデルにおける標的マイクロバブル結合を定量化しました。私たちは、生きている胚内のマイクロバブルの成功した循環と、胚の血管系とマイクロバブルの振る舞いを特徴付ける上でのこのアプローチの有用性を示します。
造影超音波イメージングは、血管環境を視覚化し、特徴付けるために、マイクロバブル造影剤を利用する。これらの物質は、微小循環、血管分布および心血管機能の非侵襲的評価を可能に。また、気泡表面の改質が可能な血管イベントの分子の超音波イメージングを行う血管形成、アテローム性動脈硬化症および炎症1,2の前臨床用途で実証されるように、内皮細胞のバイオマーカーに結合する標的化マイクロバブルをもたらすことができる。造影超音波は、したがって、健康と病気の血管の状態3-5に影響を与える複雑かつ多様な環境を識別するために使用することができる。
年の過去数には、マイクロバブルイメージングの有用性への関心は汎用性の高いマウス胚モデルに拡張しました。哺乳類の発生のモデルとして、胚の血管系へのマイクロバブルの導入は、生理的な強化開発循環系( 例えば 、血流量、心拍出量)およびトランスジェニック例での研究と心疾患6,7の変異マウスモデルをターゲットとは、遺伝的要因が心血管機能を変化させる方法への洞察をもたらすことができる。実際には、胚の脳血管系の定量的および定性的な二次元分析は、既に8を達成している。さらに、マウス胚は、生体内での血管マーカーに標的マイクロバブルの結合を調べるための優れたモデルとして提示します。 Bartelle ら 9は 、例えば、Biotag-BirAをトランスジェニック胚に結合し、血管構造を検討対象と評価するために胚心臓の心室にアビジンマイクロバブルを導入しています。診療所にこの技術を翻訳において重要なベンチマーク - ヘテロ接合およびホモ接合性マウスモデルの生成は、分子の超音波の定量的性質を規定することを目的と腫瘍モデル研究のための代用として使用することができる。
マイクロバブルは、最も頻繁に開腹8-10を介して露出し、単一の胚に心臓内注射を経由して胎児の血液循環に導入される。 子宮内注射では 、しかし、多くの課題に直面しています。これらは、注射の指導、母親と体外胚の動きに対抗する必要性、母親における血行動態の生存率の維持および11の出血による麻酔の合併症の長期的影響に対処体外胚を、含む。従って、調査の目的は、単離されたリビング後期胚12にマイクロバブルを注入するための技術を開発することであった。このオプションは、噴射制御やポジショニング、障害物のない撮像面の再現性、および単純化された画像解析と定量化の面でより多くの自由を提供しています。
本研究では、foの生きているマウスの胚にマイクロバブルを注入するための新規な手順を概説Rマイクロバブル速度論的挙動を研究するとの目的は、内因性の内皮表面マーカーに結合するマイクロバブルをターゲットに勉強。非線形コントラスト特有の超音波イメージングは、ピークエンハンスメント(PE)、ウォッシュアウト速度および時間孤立E17.5胚において(TTP)をピークに含む基本的な灌流パラメータの数を測定するために使用される。我々はまた、活性な血管新生13の部位で血管内皮細胞におけるその高い発現をエンドグリンは、臨床的に関連する標的で機能するトランスジェニックマウスモデルの胚グリン損失分子音波の定量的性質を評価するための胚のモデルの妥当性を実証する。エンドグリンを標的(MB E)の付着、ラットアイソタイプIgGを2コントロール(MB C)および非標的(MB U)マイクロバブルは、ヘテロ接合グリン( 工学 +/-)で評価され、ホモ接合エンドグリン( 工 + / +)の胚を表す。目標とビンディの分析ngは、分子の超音波は、エンドグリン遺伝子型を区別し、定量化可能な分子の超音波レベルに受容体密度に関連することが可能であることを明らかにする。
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注:この研究で行った実験手順はサニーブルック研究所(トロント、オンタリオ州、カナダ)での動物実験委員会によって承認された。動物の人道的な扱いのための手順は、すべての回で観察されなければならない。これは、治験責任医師は、超音波撮像システムの基本動作の訓練を受けているものとする。このプロトコルは、2人で最適に動作。
1.動物モデル
2.実験の準備
3.実験の設定
4.手術手順
注:外科医が手術手順を開始しながら、アシスタントは、気泡(ステージ5)を調製持っている。プロトコルは、ここで説明するホワイトリーらから適応されています。15
5.マイクロバブルの準備
注:両方のターゲットと非標的マイクロバブルを用いた超音波との分子イメージングを実行します。 I)抗体標的マイクロバブル、II)対照アイソタイプ抗体標的マイクロバブル及びiii)非標的マイクロバブル:単一の実験は、最大3としてマイクロバブルの別々のバイアルを必要とすることができます。造影剤は、乾燥凍結粉末として来て、注射の前に生理食塩水で再構成する必要があります。各非標的がMicroBで〜2×10 9マイクロバブルがありますubbleバイアルと〜ターゲット準備バイアル中で8.8×10 8マイクロバブル。マイクロバブルは、再構成後最大3時間安定である。
胚にマイクロバブルの6インジェクション
7.超音波分子イメージング
注:胚6における焦点から10mmの間で均等に位置するように予め設定されたコントラストの非線形撮影条件を使用して、トランスデューサを位置付ける。一度に配置、マイクロバブルのボーラス注射を開始します。注入が完了したら、タイマーを開始する。
注入後の胚の8取り扱い
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子宮外でのマウス胚への超音波造影剤の注入は、注入および関連する超音波撮像にわたって生存能力の子宮およびメンテナンスから後期妊娠期胚生活の正常な分離に依存する。胚体外に位置決めされた後、図1に示すように、胚の血管系への造影剤の慎重な注入が可能である。 E17.5マウス胚の典型的なBモード超音波画像は、 図2Aに示されている。マイクロバブルのウォッシュイン及び対応するエンハンスメント下大静脈内、心臓、脳、全動物において、それにより、この手法の実現可能性を実証し、非線形コントラスト撮像法を用いて捕捉することができる。個々の時間点は、 図2Bに示されており、経時的なコントラストの変化を示している。
全体ウォッシュインとウォッシュアウトOを記録することにより、マイクロバブルボーラスfは、様々な灌流パラメータを測定することができる。オフライン分析では、コントラスト領域トレースツールは、胚、左右の脳半球に関心1.5mmの2つの領域(ROI)を作成するため...
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超音波造影剤は、後期妊娠マウス胚および非線形コントラスト画像に注射し、灌流パラメータを測定するために取得し、結合マイクロバブルを標的とした。胚の血管系内のマイクロバブルの成功イメージングは、多くの要因、最初のもの胚の生存率に依存していた。すべての機器および装置は、注入の開始に子宮から胚を単離するために必要な時間を最小にするために、事前に調製した。胚性マウスに麻酔への単一または反復暴露の影響が詳細に研究されていないため、母親で麻酔の使用は犠牲16の前に回避された。胚単離の間には、卵黄嚢の損傷を防止し、胚を頻繁にリフレッシュ胚培地中で、常に冷蔵保管したことを確認することが重要であった。注射の前にし、ピン止め中に胚を視るときに、主要な卵黄船はlikelihooを制限することが回避された致死可能性出血のD、。我々は、胚を回復するとき、それは最初に前後に動いて胚に超音波ジェルを塗布し、ピンセットを用いて任意の大きな気泡を除去する前に、PBSで胎盤、次いで胚をカバーするために最善であることがわかった。ペトリ皿の残りの部分は、次いでPBSで満たした。ゲル及びPBSの使用は、画像品質に影響を与える可能性がある胚と変換器との間の...
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F.S. フォスターは、VisualSonics Inc.のコンサルタントとしての役割を認めています。
この作業は、カナダ国立がん研究所のテリー・フォックス・プログラムの支援を受けました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Reagents | |||
| Antibodies (ビオチン化、eBioscience) —抗体の選択は実験によります | |||
| eBioscience | 13-4321-85 | この抗体とマイクロバブルの組み合わせは、実験的コントロールとしてしばしば必要とされます |
| eBioscience | 13-5821-85 | |
| ビオチン化ラットMJ 7/18 マウスエンドグリン抗体 | ハウスハイブリドーマ | 外部抗体も適切かもしれません: 私たちは 過去に eBioscience (13-1051-85) を使用しました | |
| 蒸留水 | |||
| 胚培地 | |||
| Sigma | D5796 | |
| ATCC | 30-2020 | lot # |
7592456
| Gibco | 15630 | 5 ml, 1 M |
| Gibco | 15140-122 | 5 ml, 10,000 units Pen., 10,000 μg 連鎖球菌エ |
| タノール、70% | |||
| アイス | |||
| パラホルムアルデヒド | Σ | 76240 | 4% |
| リン酸緩衝生理食塩水 [1x] | Sigma | D8537 | 1x, w/o 塩化カルシウム & 塩化マグネシウム |
| 妊娠中マウス, CD-1 | Charles River Laboratories Inc. | ||
| 0.9%塩化ナトリウム(生理食塩水) | Hospira | 0409-7984-11 | |
| 超音波造影剤、ターゲットレディおよびノンターゲット | マイクロマーカー;VisualSonics株式会社 | ||
| 超音波ゲル(アクアソニック100、無色) | CSP Medical | 133-1009< | |
| 細胞培養プレート(4): 100 x 20 mm | フィッシャーサイエンティフィック | 08-772-22 | |
| 細胞培養プレート (12) : 60 x 15 mm | Sigma | D8054 | |
| 遠心分離機 | Sorvall Legend RT 遠心分離機 | ||
| 円錐管、50 ml BD Falcon | VWR | 21008-938 | |
| 希釈剤 | ベックマン・コールター | アイソトン II 希釈液、8448011 | |
| 解剖はさみ (ワーグナー) | ファイン サイエンス ツール | ワーグナー 14068-12 | |
| 鉗子 (2)、デュモン SS (0.10 x 0.06 mm) | ファイン サイエンス ツール | 11200-33 | |
| 鉗子、破片 | VWR | 25601-134 | |
| ガラスビーカー、2 L(グリフィンビーカー) | VWR | 89000-216 | |
| ガラスキャピラリー、1 x 90 mm GD-1 フィラメント付き | 成重 | GD-1 | |
| ガラス針引き手 | 成重 | PN-30 | |
| グローブ | アンセル | 4002 | |
| 肉眼解剖学プローブ | ファインサイエンスツール | 10088-15 | |
| ホットプレート | VWR | 89090-994 | |
| アイスバケツ | コールパーマー | RK 06274-01 | |
| イメージングプラットフォーム | VisualSonics株式会社 | 統合レールシステム | |
| 光源、光ファイバー | フィッシャーサイエンティフィック | 12-562-36 | 理想的には調整可能なアーム |
| ルアー(12)、ポリプロピレンとげのある女性¼-28 UNFスレッド | コールパー | マー45500-30 | |
| マイクロ超音波システム、高周波 | VisualSonics Inc. | Vevo2100 | |
| ニードル、21ゲージ (1インチ) | VWR | 305165 | |
| 粒度分析装置 | ベックマン・コールター | マルチサイザー 3 コールター カウンター | |
| 穴あきスプーン (モリア) | ファイン サイエンス ツール | MC 17 10373-17 | |
| ピン (6)、黒色アルマイト 微細 0.15 mm | ファイン サイエンス ツール | 26002-15 | |
| ピペッター [2-20 μL、20-200 μL、100-1,000 μl] | Eppendorf | Research Plus 調整可能な3120000038; 3120000054; | |
| 3120000062ピペッターチップ[2-200 μl, 50-1,000 μl] | エッペンドルフ | epT.I.P.S. 22491334; | |
| はさみ | |||
| シルガード184シリコーンエラストマーキット | ダウコーニング | ||
| チューブ、タイゴンラボラトリー1/32 "x 3/32" | VWR | 63010-007 | |
| 木製アプリケータースティック(綿棒、綿ヘッド) | VWR | CA89031-270 | |
| 用顕微鏡5-8倍倍率 | フィッシャーサイエンティフィック | ステロマスター | |
| シリンジ、1 ml Normject | Fisher | 14-817-25 | |
| シリンジ(10)、30 ml | VWR | CA64000-041 | |
| シリンジ輸液ポンプ | バイオオオヤマネコ | NE-1000 | |
| 温度計 -20-110 °C | VWR | 89095-598 | |
| タイマー | VWR | 33501-418 | |
| チューブ、Eppendorf | VWR | 20170-577 | |
| チューブラック (3) | VWR | 82024-462 | |
| 超音波トランスデューサー、20 MHz | VisualSonics Inc. | MS250 | |
| Vannas-Tubingen、角度付きFine | Science Tools | 15005-08 |
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