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方法論記事

マイクロCTイメージング用成人および早期産後マウス肺の血管鋳造

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DOI:

10.3791/61242

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2020年6月20日

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この記事について

サマリー

この技術の目的は、肺インフレおよび肺動脈を介した放射線不透明ポリマー系化合物の注入を介した早期出生後および成人マウスの肺動脈ネットワークのex vivo視覚化である。キャストされた組織の潜在的な用途についても議論される。

要約

血管は、3次元空間で複雑なネットワークを形成します。その結果、血管ネットワークが組織の表面を観察することによってどのように相互作用し、動作するかを視覚的に理解することは困難である。この方法は、肺の複雑な3次元血管アーキテクチャを可視化する手段を提供する。

これを達成するために、カテーテルが肺動脈に挿入され、脈管構造が同時に血液を洗い流され、化学的に拡張されて抵抗を制限する。肺は、標準的な圧力で気管を通して膨張し、ポリマー化合物は、標準的な流量で血管床に注入されます。動脈ネットワーク全体が満たされて治癒することが許されると、肺血管構造を直接可視化するか、マイクロCT(μCT)スキャナで画像化することができます。

正常に行われると、出生後の早期から成人までのマウスの肺動脈ネットワークを理解することができる。さらに、肺動脈床で実証されている間、この方法は、最適化されたカテーテルの配置およびエンドポイントを有する任意の血管床に適用することができる。

概要

この技術の焦点は、マウスにおけるポリマー系化合物を用いた肺動脈アーキテクチャの可視化である。脳、心臓、腎臓,,11、2、3、4、5などの全身血管床に関する広範な作業が行われてきたが、肺動脈ネットワークの準備および充填に関する情報は少ない。,2,345したがって、この研究の目的は、前の研究66、7、87,8に拡大し、調査官が肺動脈樹の高解像度画像を生成するために簡単に従うことができる詳細な書面および視覚的な参照を提供することである。

磁気共鳴画像、心エコー検査、CT血管造影,9、10など、肺血管構造の標識やイメージングには数多くの方法がありますが、これらのモダ9リティの多くは小さな血管を十分に充填および/または捕獲できず、研究できる範囲を制限しています。シ....

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プロトコル

ここに記載されているすべての方法は、国立心臓肺血液研究所の施設動物のケアと使用委員会(ACUC)によって承認されています。

1. 準備

  1. ヘパリン(1単位/gマウス体重)で腹腔内にマウスを注入し、2分間アンブレートさせます。
  2. CO2チャンバーで動物を安2楽死させる。
  3. 外科用基板の上の上の上の上の位置にマウスを配置し、テープでボードにすべての4つの手足を固定します。細かい解剖のために倍率を使用してください。

2. 肺と気管の露出

  1. 毛髪の干渉を最小限に抑えるために、マウスの腹側に70%エタノールをスプレーします。
  2. 鉗子で腹部の皮膚をつかみ、臍帯ではさみで小さな切開を行います。腹筋と皮膚の間の筋層にはさみの先端をスライドさせ、2つの層を分離し始めます。腹部、胸部、頸部から皮膚を取り除く、ロストレ的に働く。
  3. 腹部の筋肉をはさみで開き、横隔膜が露出するまで両側を横切って切ります。
  4. xiphoidプロセスを穏やかにつかみ、細い半透明の横隔膜を通して尾頭肺の視界を最大限に引き上げます。xiphoidプロセスのすぐ下にある横隔膜に小さな切開を慎重に行います。肺は崩壊し、横隔膜から引き離されます。胸部から隔膜を解剖し、肺のパレンチマをニックしないように注意する。

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結果

成功したキャストは、肺動脈ネットワーク全体の均一な充填を示します。これは、C57Bl/6Jマウスの年齢に及ぶ:出生後の日P90(図4A)、P30(図4B)、P7(図4C)、およびP1(図4D)でこれを実証する。Figure 4C流量を制御し、リアルタイムで充填を監視することで、最も遠位血管系の信頼性の高いエンドポイントが達成されました(図5A)。

一般的な課題には、肺の損傷、不完全な充填、不足充填、または過剰充填、カテーテルのくさび、動物の大きさなどがあります。

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ディスカッション

適切に実行され、この方法は、げっ歯類モデルの比較と実験を可能にする肺動脈ネットワークの印象的な画像を生成します。いくつかの重要なステップは、成功を保証します。まず、研究者は、肺血管系および心臓のチャンバーに血栓が形成されるのを防ぐために、準備段階で動物をヘパリン化する必要があります。これはポリマー化合物の完全な動脈輸送を可能にする。第二に、横隔膜を穿刺し、胸部を取り除くとき、不注意な損傷、切り傷または損傷から肺を保護するように注意してください。気道の漏れは完全な膨張を防ぎ、不正確なサンプル間の比較をレンダリングします。第三に、頂点で心臓をテザリングはカテーテルの配置を助ける。第4に、SNPのような強い血管拡張剤の使用は、動脈および毛細血管5,5、8の血液の除去および完全な充填の両方を助ける。第五に、カテーテルをPATに入れる際には、先端を分岐に埋めないように注意してください。これにより、流れの不均衡が生じ、ポリマー化合物を左側または右側にシャントし、不均一な圧力勾配を生じる。第六に、シリンジポンプの使用は、ユーザーが速度.......

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開示事項

著者は開示するものは何もない

謝辞

この研究は、NHLBIイントラムラル研究プログラム(DIR HL-006247)によって部分的に支援されました。画像の取得と解析に関する指導を受け、NIHマウスイメージング施設に感謝申し上げます。

....

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
1ccシリンジベクトンディキンソン309659
20mlガラスシンチレーションバイアルフィッシャー03-340-25P
30Gニードルベクトンディキンソン305106
50mLコニカルチューブコーニン352098サンプルの保管とスキャン用
60ccシリンジベクトンディキンソン309653
7-0シルク縫合Teleflex103-S
Analyze 12.0 SoftwareAnalyzeDirect Inc.N/Aプライマリーソフトウェア
Amira 6.7 ソフトウェアThermo ScientificN/AAlternative Sofware
CeramaCut はさみ 9cmファインサイエンスツール14958-09
セラミックコーティング湾曲鉗子ファインサイエンスツール11272-50
CO2タンクロバートの酸素株式会社n/a
デュアル シリンジ ポンプコール パーマーEW-74900-10
デュモン ミニ鉗子ファイン サイエンス ツール11200-14
エタノールPharmco111000200
ホルマリンシグマ - ライフ サイエンスHT501128
ガーゼCovidien441215
Hemostatファイン サイエンス ツール13013-14
ヘパリン (1000USP Units/ml)HospiraNDC 0409-2720-01
Horos SoftwareHoros ProjectN/AAlternative Sofware
Induction chambern/a/a
KimwipeFisher 06-666光ファイバークリーニングワイプ
ラベリングテープFisher15966
マグネティックベース KanetecN/A
マイクロCT装置パーキンエルマークォンタムGX
マイクロフィル(ポリマーコンパウンド)Flowech Inc.キットB - MV-1228オンスのMVコンパウンド; 8オンスの希釈剤;MV硬化剤
マイクロマニピュレーターStoelting56131
Monoject 1/2 mlインスリン注射器Covidien1188528012
八角形鉗子ストレート歯サイエンスツール11042-08
ParafilmBemis company, Inc.
PE-10 チューブInstechBTPE-10
Phospahte buffered SalineBioRad#161-0780
リングスタンドFisherS13747高さ 24in.
ナトリウム ニトロプルスサイドシグマ71778-25G
鋼板N/AN/A16 x 16 インチ面積、1/16 厚さ
ストレート スプリングはさみファイン サイエンス ツール15000-08
SURFLO 24G テフロン I.V. カテーテルサンタ クルス バイオテクノロジー360103
サージカル ボードフィッシャー12-587-20これは変換されたスライド ホルダーです
ユニバーサル 3 ピン クランプフィッシャーS24280
ウィングド Inf. セット 25X3/4、12" チューブニプロPR25G19
ツァイス Stemi-508 解剖スコープツァイスn/a
糸 nファイン#PM999

参考文献

  1. Vasquez, S. X., et al. Optimization of microCT imaging and blood vessel diameter quantitation of preclinical specimen vasculature with radiopaque polymer injection medium. PLoS One. 6 (4), 19099(2011).
  2. Hong, S. H., et al.

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