このプロトコルは、マウスの脊髄にガラス窓を移植し、生体内顕微鏡による視覚化を容易にすることを説明する。
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このプロトコルは、マウスの脊髄にガラス窓を移植し、生体内顕微鏡による視覚化を容易にすることを説明する。
このプロトコルは、マウス脊髄の生体内イメージングのための脊髄ラミネクトミーおよびガラス窓移植のための方法を説明する。統合されたデジタル気化器はイソロルランの低流量で麻酔の安定した平面を達成するために利用される。単一の脊椎が取り除かれ、市販のカバーガラスが薄いアガロースのベッドの上に重ね合わされる。3Dプリントされたプラスチックバックプレートは、組織接着剤と歯科セメントを使用して隣接する椎体脊椎に貼り付けられます。安定化プラットフォームは、呼吸と心拍からモーションアーティファクトを減らすために使用されます。この急速でクランプフリーの方法は急性多光子蛍光顕微鏡検査に適している。代表的なデータは、eGFPを発現するトランスジェニックマウスにおける脊髄血管系の2光子顕微鏡検査に対して、この技術を適用するために含まれる:Claudin-5 - タイトな接合タンパク質である。
蛍光タンパク質を発現するトランスジェニック動物モデルは、生体内顕微鏡と組み合わせることで、生物学および病態生理学に対処するための強力なプラットフォームを提供する。これらの技術を脊髄に適用するには、脊髄をイメージング用に準備するために特別なプロトコルが必要です。そのような戦略の1つは、ラミンクトミーと脊髄窓の移植を行う。顕微鏡検査のための理想的なラミネクトミープロトコルの主な特徴は、ネイティブ組織の構造と機能の保存、イメージング分野の安定性、迅速な処理時間、および結果の再現性を含みます。特に課題は、呼吸と心拍によって引き起こされる運動に対してイメージングフィールドを安定させることです。複数のex vivoとインビボ戦略は、これらの目標1、2、3、4、5を達成するために報告されています。生体内の方法のほとんどは、脊柱2、4の側面を締め付け、しばしば手術中の安定性のために堅い金属装置3、4を埋め込むことが続く。ダウンストリームイメージングアプリケーション。脊柱を締め付けると、血流を損なう可能性があり、血液脳関門(BBB)タンパク質リモデリングを誘発する可能性があります。
この方法の目的は、プロトコルの侵襲性を最小限に抑え、結果を改善しながら、生きているマウスの光学イメージングのために無傷の脊髄を利用できるようにすることです。我々は、まだ堅牢な機械的安定性を達成する最小限に侵襲的な楕円形のプラスチック3Dプリントバックプレートと組み合わせた単一のラミネクトミーとカバーガラスの注入手順を説明します。バックプレートは歯科セメントが付いている前部および後脊柱に直接付着する。バックプレートは金属の腕によって顕微鏡の段階に堅く付着するねじ穴が付いている横延長腕が装備されている。これは、無傷の前椎骨と後椎骨を顕微鏡段階に効果的に固定し、呼吸と心拍によって導入される運動アーティファクトに機械的抵抗を提供します。この方法は、胸部レベル12で単一椎骨のラミネクトミーのために最適化されており、生体内イメージング中の安定性のための代替戦略で利用されるクランプを省略する。この手順は、マウスあたり約30分を取って、迅速です。
このプロトコルは、BBBの疾患メカニズムを研究するために使用することができる。BBBは、内皮細胞、血管平滑筋、ペリサイト、および星状の足のプロセスからなる動的な微小血管系であり、中枢神経系(CNS)に高度に選択的な環境を提供します。代表的なデータは、増強された緑色蛍光タンパク質(eGFP):Claudin-5、BBBタイトジャンクションタンパク質を発現するように設計されたトランスジェニックマウスにおけるこのプロトコルの適用を示す。提供されるバックプレート印刷ファイルは、代替用途用にカスタマイズすることもできます。
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すべての実験は、イリノイ大学、シカゴ機関動物ケアおよび使用委員会のプロトコルに従います。これは端末の手順です。
1. 試薬の調製
2. バックプレート3Dプリンティング
3. 外科的準備
4. ラミネクトミー
5. カバーガラス注入
6. イメージング製剤
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埋め込まれたガラス窓および重要な2光子顕微鏡はCNSタンパク質の動的変化を査定するための有用な用具を提供する。BBBの機能的完全性は、タイトジャンクションタンパク質7の発現、細胞内局在化、および回転率の影響を受ける。以前の研究では、タイトな接点タンパク質が定常状態8で迅速かつ動的なリモデリングを受けることが実証されています。現在記載されているラミネクトミーとガラス窓の調製は、蛍光タイトジャンクションタンパク質を有するTransgenic eGFP:Claudin-5マウス9で使用され、実験的自己免疫におけるBBBタイトジャンクションリモデリングを評価する。多発性硬化症の脳脊髄炎(EAE)モデル10.代表的なデータでは、eGFP:Claudin-5のイメージングは、920nm励起、40×赤外線目的(0.8 NA)、および緑色蛍光発光フィルタ(図...
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ここで説明する方法は、ガラス窓を介してマウスにおける脊髄の安定的なイメージングを可能にする。この方法は、蛍光BBBタイトジャンクションタンパク質を発現するトランスジェニックeGFP:Claudin5+/-マウスにおけるBBBリモデリングを評価するために適用されているが、脊髄内の蛍光タンパク質または細胞の研究にも同様に適用できる。
ラミネクトミーと脊髄安定化のための複数の方法が開発されている。すべてのプロトコルは、目的の構造への視覚的なアクセスのためのイメージングとウィンドウの実装中に脊髄を安定させることに対処します。除去された椎骨の数および利用可能なプロトコルの侵襲性の程度はさまざまである(例えば、表面的な骨の表面に接着された成分は、本プロトコルのように、より深く埋め込まれるのと比較して)。ダバロスとアカソグロウ2は、脊髄を安定させるために、脊柱の両側に取り外し可能なクランプとマウスの尾部の基部に1つのクランプを使用して、ラミネクトミー法を開発した。動物を中断するこの革新的な戦略は、外科テーブルに対...
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著者は何も開示していない。
S.E.Lutzは、グラントKL2TR002002とイリノイ大学シカゴ医科大学のスタートアップファンドの下で、翻訳科学を進める国立センター、国立衛生研究所によってサポートされています。サイモン・アルフォードはRO1 MH084874によってサポートされています。コンテンツは著者の責任のみであり、必ずしもNIHの公式見解を表すものではありません。著者らは、コロンビア大学医療センターの神経学科のドリタン・アガリューに感謝しています:Claudin-5マウス、科学的な議論、および外科的プロトコルとイメージングアプリケーションの開発に関する洞察。著者らは、カリフォルニア大学アーバイン校の神経生物学と行動学科のSunil P. Gandhiに感謝し、立体装置と動物温度コントローラの最初のプロトタイプを設計し、外科的プロトコルの議論を行い、2光子顕微鏡検査の訓練。著者らはまた、外科立体顕微鏡のカスタマイズを支援するスティーブ・ピッケンズ(W.Nuhsbaum, Inc.)と、立体部品を加工するためのロン・リピンスキー(ホエール・マニュファクチャリング)に感謝しています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 3Dプリンター | Raise3D | Pro2 | バックプレートの印刷用 |
| PLA 3Dプリンティングフィラメント | インランド | PLA+-175-B | ブラックプラスチック 3Dプリンティング材料 |
| 3D CADソフトウェア | Dassault Systemes | Solidworksソフトウェア | 3D形状の設計に使用する |
| ソフトウェア 3Dプリンターソフトウェア | Raise3D | Ideamakerソフトウェア | ソフトウェア 3Dプリンターとのインターフェースに使用する |
| 3Dプリントされた楕円形のバックプレート | カスタム | 安定化イメージングフィールド | |
| 手術解剖顕微鏡 | ライカ | M205 C | カフュージョンオプティクス、プラナポ0.63x Mシリーズ対物レンズ、グライディングステージ搭載 |
| 顕微鏡カメラ | ライカ | MC170 | 手術野を視覚化するためのHDカラーカメラ |
| ライディングステージ | ライカ | 10446301 | 滑走ステージは2枚の金属板で構成されています。ベースプレートは固定されています。上部プレートはグリースを塗ったインターフェース上をスライドし、回転および直線運動を可能にします。 |
| 手術ステーションと安定化フォーク | クジラ製造 | カスタム | 椎弓切除術 |
| SomnoSuite 低流量イソフルラン送達ユニット | ケント・サイエンティフィック | SS-01 | デジタル気化器を内蔵した外科麻酔薬 |
| ステンレス製 1.5インチ取り付けポスト | ThorLabs | P50/M | 2光子イメージング |
| 用の光学テーブルへの手術ステーションの取り付け用1.5インチ取り付け用座ぐりクランプフォーク ポスト | ThorLabs | PF175 | 手術ステーションを安定させるため、2光子イメージング用の光学テーブルに取り付けられ |
| ます 理想的な骨マイクロドリル | ハーバード装置 | 72-6065 | 椎弓切除術のための骨の薄化 |
| ウォーターバス | フィッシャーサイエンティフィック | 15-462-10 | 温まる生理食塩水 |
| 焼灼銃 | FST | 18010-00 | マイナーな焼灼ブリード |
| 加熱パッド | ベンチマーク | BF11222 | 1.9 "x 4.5"シリコンヒーター、20 "付きテフロンリード、10W、5V |
| Kタイプ熱結合直腸プローブ | Physitemp | RET3 | マウス体温測定 |
| ワセリン | シグマ | 8009-03-8 | 潤滑直腸プローブ |
| フィードバック調整サーマルコントローラー | カスタム | NA | 市販の代替品には、Physitemp TCATシリーズ |
| PVAサージカルアイスピアーズ | ビーバービジターが含まれます国際 | 40400-8 | 血液を吸収する |
| 電気トリ | マーWahl | 41590-0438 | マウスの毛皮 |
| ブレード、#11 | FST | 14002-14 | 手術器具 |
| 鉗子、#5 | FST | 11254-20 | 手術器具 |
| 鉗子、#4 | FST | 14002-14 | 手術器具 |
| チタトニウム歯付き鉗子 | WPI | 555047FT | 手術器具 |
| チタンアイリスはさみ | WPI | 555562S | 手術用具 |
| Vetbond組織接着剤 | 3M | 084-1469SB | 歯科用アクリルの組織表面の準備 |
| セラミックミキシングトレイジャック | リッチソン | 420716 | 剤と歯科用アクリル剤の混合 |
| ソジェット歯科用アクリル | Lang Dental | 1520BLK、1503BLK | へのバックプレートの永久接着 |
| 小さな丸いカバーガラス、#1の厚さ、3ミリメートル | ドの装置 | 64-0720 | 光学窓 |
| NaCl | ッシャーサイエンティフィック | 7647-14-5 | aCSF |
| KCl | フィッシャーサイエンティフィック | 7447-40-7 | aCSF |
| グルコース | ッシャーサイエンティフィック | 50-99-7 | aCSF |
| HEPES | シグマ | 7365-45-9 | aCSF |
| MgCl2&ミッドドット;6H2O | フィッシャーサイエンティフィック | 7791-18-6 | aCSF |
| CaCl2·2H2O | フィッシャーサイエンティフィック | 10035-04-8 | aCSF |
| カルプロフェン | リマジル | QM01AE91 | 鎮痛剤 |
| 静菌水 | ヘンリー・シャイン | 2587428 | カルプロフェン用希釈剤 |
| イソフルラン | ヘンリー・シャイン | 11695-6776-2 | 麻酔 |
| 乳酸リンガー溶液 | バクスター | 0338-0117-04 | ハイドレーションマウス |
| 用アガロース高EEO | シグマ | A9793 | ポイント34-37°C |
| 科用潤滑軟膏 | アクワ涙液68788-0697 | 膜乾燥を防ぐ | |
| MOM Two-Photon | サッター |
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