焦点放射線阻害と大人の視床下部ニューロン新生の機能的な尋問

この手順の全体的な目標は、小動物モデルに焦点照射を行い、その後解剖学的に特異的な分解能で増殖を阻害することを可能にする高度な放射線技術を説明することです。これは、最初にコンピュータ断層撮影ガイド下3次元体積イメージングを使用して、関心領域のローカリゼーションを行うことによって達成されます。手順の 2 番目のステップは、関心領域への放射線治療の送達と期間を計算することです。

3番目のステップは、放射線量のフィルムベースのキャリブレーションを実行することです。最後のステップは、組織内の放射線ビームを直接視覚化することにより、放射線ビームの精度を決定することです。最終的に、これらの研究の結果は、治療後の生理学と行動の分析により、特定の増殖神経前駆細胞集団の潜在的な機能的役割を実証することができます。

この技術の主な利点は、脳への広範な照射などの既存のニューロン新生を抑制する方法よりも優れている点であり、直径0.5ミリメートルの小さな放射線ビームを使用して特定の神経再生集団を標的とすることです。これにより、行動的または生理学的欠陥を神経生成集団の特定の機能と明確に関連付けることができます。放射線ビームのセットアップ手順は、プロップのローカリゼーションと線量のためにハードウェアとソフトウェアの両方を使用するために多数のステップが含まれるため、最初は習得するのが難しいため、この方法の視覚的なデモンストレーションは重要です。

並行して、治療後の動物の世話のために、ローセッティングに加温パッドを準備します。マウスがフットパッドの圧縮に反応しなくなったら、マウスを放射線科プラットフォームに持って行き、ロボットステージの固定ベッドに置きます。口をノーズコーン麻酔カップに入れ、歯をバイトガードに入れます。

マウスを固定ベッドに平らに置きます。反応しない場合は、マウスをガーゼテープで固定します。耳を引き上げて、頭が水平面に対して水平になっていることを確認します。

マウスが正しい位置になったら、リード保護シールドを閉じます。次に、放射線プラットフォームのオンボードソフトウェアを使用してコンピューター断層撮影スキャンを取得し、画像からマウス被験者の3次元解剖学的構造スキャンを取得します。ヘッドが水平面に対して水平であることを確認してください。

そうでない場合は、マウスのヘッドの調整を続けます。次に、CT画像からROIを特定し、CTイメージングで腹側基底視床下部を視覚化します。リストされているようにX線管を操作します。

ROI から頭蓋骨の表面までの距離を、水平面に対して 45 度の角度を使用して計算します。オンボードソフトウェアを使用して、マウスの被写体を上からX線で撮影します。次に、マウスを放射線プラットフォームから取り外します。

それを加熱パッドに置き、アクティブになるまで監視します。冠状CT画像から、少なくとも3匹のマウスの平均ROI解剖学的深さを計算して、送達量を決定します。例えば、視床下部の腹側基底部に10グレイのI放射線を照射した先行研究の例として、45度の角度から見た頭蓋骨からのROIの深さは0.66センチメートルです。

値がわかったら、線量計画ソフトウェアを使用して、ROIに対する所望の線量に対する適切な回転、速度、および治療時間を計算します。次に、計算されたパラメータの線量分布を測定します。3つのGAFクロミック放射線感受性フィルムを水相当のプラスチックモックマウスに埋め込みます。

それらを4つの垂直に積み重ねられた水と同等のプラスチックブロックの間に配置します。模擬マウスをロボットステージに置き、新たに計算したパラメータで焦点照射ビームを照射します。この例では、腹側基底視床下部への10グレードの放射線量が試験され、照射に続いて、360度の角度回転のためのフィルム上の線量のパターンと強度をチェックし、腹側基底視床下部、コーンビームを対象とします。

放射線は、ISO中心の上のフィルムに暗いリングを生成し、ISO中心のフィルムに小さな鮮明なスポットを生成し、下のフィルムに明るいリングを生成します。ISOセンターは、ISOセンターGA FCHクロミックフィルムをX線に重ね合わせました。ISO中心で照射された焦点は、後で目的のROIと重なるはずです。

照射ビームの精度は、二本鎖DNA切断のマーカーを可視化することで、組織内で評価することができます。照射ビームのキャリブレーションとターゲティングに問題がなければ、実験を進めます。この例では、生後5週齢のC 57 black six Jの雌マウスに、治療の1週間前に高脂肪食を与えました。

治療の前日に、マウスの体重を量り、2つのコホートに分割しましたが、コホート間で体重に大きな差はありませんでした。治療当日、マウスの体重を再測定した後、放射線プラットフォームに静かに輸送し、実験群と対照群の2匹のマウスに麻酔をかけました。また、術後治療のために加熱パッドをロー設定に設定します。

前述のように、マウスを照射を受けるように設定します。治療が行われている間、偽マウスをCFIRプラットフォームの近くの麻酔室に置いて、周囲の放射線への影響を考慮に入れてください。CTでターゲットが特定されたら、マウスの被験者をロボット制御下に移動して、ターゲットをビームに合わせます。

次に、計算された線量設定を入力し、照射後に放射線を照射します。両方のマウスを加熱パッドに置き、目を覚ますまで監視します。すべてのマウスに放射線を照射した後、毎日マウスを監視し、週に2回体重を量ります。

治療の3日後 照射を確認するために、1か月後にBRDUの腹腔内注射を投与します。BRDUとニューロンマーカーを用いて細胞内の神経新生を同定します。線量分布はGAFクロミックで測定しました。

模擬マウスに埋め込まれた放射線感知フィルム。放射線の円錐は、半値2.31ミリメートルの全幅を持っていました。フォーカルビームは、さまざまな方向からのビームの精密な位置合わせを示しています。

このフィルムは、実際のマウス被験者のX線の上に重ね合わせることができ、ビームの位置と精度を示します。解剖学的ランドマークでROIのターゲティングが不十分な場合は、髄腔内ヨウ素造影剤の注入を使用してターゲティングを強化することができます。A-C-F-I-R放射線プラットフォームで取得したCTスキャンでは、側脳室と第3脳室がはっきりと視覚化され、視床下部のCTガイド下ターゲティングがさらに確認されます。

組織中のビームの位置は、得られた二本鎖DNA切断γ H 2 A x染色から視覚化され、ビームに対して非常に鋭いエッジを持つ正確なターゲティングが示されました。垂直から45度の弧からなる定位様アーク治療は、腹側基底視床下部を効果的に標的とした。他の神経原性ニッチを照射せずに。

神経新生に対する放射線照射の影響を、成体マウスに高脂肪食を与えて調べた。偽の治療を受けたコントロールと比較して、私の神経新生の約85%の阻害がありました。一方、照射部位に隣接する隣接する構造物では、放射線照射された動物と偽の対照との間に統計的に有意な差はありませんでした。

治療前に高脂肪食を与えられた放射線照射マウスは、偽治療群と比較して治療後の体重増加が減少した。対照的に、通常のチャウドフィードコントロールマウスは、高脂肪フィードマウスよりもme神経新生のレベルが有意に低かったため、偽グループと照射群との間に体重に大きな差は見られませんでした。さらに、照射された高脂肪給餌マウスにおけるこの減少した体重増加は、一度習得されると代謝および活動の変化を伴う。

この手法は、適切に実行すれば、マウスあたり約15分で実行できます。放射線の取り扱いは非常に危険である可能性があり、鉛シールドの使用、放射線検出器、適切な放射線使用トレーニングなどの予防措置を、この手順を実行する前と実行中に常に講じる必要があることを忘れないでください。