Name: マウスにおける造影MRIによる視神経線維の整合性in vivoイメージング (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 38 s
Description: 学ぶマウスの視覚経路の構造・機能変化をマンガン増強MRIでin vivoイメージングする手法。神経変性疾患の機構解明に有用な縦断的研究が可能です。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

AKは、オッペンハイム財団とRHベルックス財団によってサポートされているサポートされています。私たちは、組織学的サポートのための技術的およびK. BuderのためI. Krumbeinに感謝し、TIMM染色に技術的助言のためのJ·ゴールドシュミット（神経生物学、マクデブルク、ドイツのためのライプニッツ研究所）。

全ての動物介入は実験動物の動物実験のための欧州条約および眼と視覚研究における動物の使用に関するARVO声明に従って行われる。全ての実験は、地元の倫理委員会によって承認されています。マウスにおけるON損傷の手順は、他の場所に記載されている9。 1。硝子体内注射マンガン<ol><li>アシスタントの助けを借りて、スキャン前にMRにマンガン2 +注入24時間後に行う。 （滅菌PBS中で420〜450 mg / kg体重）5％抱水クロラール溶液の腹腔内注射により動物を麻酔。追加の局所麻酔のため、前目の穿刺に角膜に液体conjuncain一滴（0.4％塩酸オキシブプロカイン）を適用。目ごとに15ナノモルの Mn 2 +を注入するには、132のLH 2 &lt;中1MのMnCl 2ストック溶液1リットルに希釈することによって、 例えば 、7.5のMnCl 2溶液を調製/サブ&gt; O。 34gの小さなハブリムーバブルニードル（RN針）に接続されている5μLハミルトンシリンジに最終溶液の負荷5μL。 </li><li>右目で始まる場合には、双眼顕微鏡下で、ゆっくりと開いた左側のマウスを置き、左手の親指と人差し指の間に右目を修正。右手で注射器を手に取り、先端に近い針を手に取る。眼球の非外傷性穿刺については、慎重に、それ​​によって強膜血管を温存、角膜輪部の遠位にinfero時空周り約1ミリメートルで硝子体に針を挿入します。 </li><li>ハミルトンシリンジの規模を制御しながら、次の、アシスタントが徐々に2μLの総容量が適用されます。この手順の間、顕微鏡下での最適な針の配置を監視し、液体のレンズやこぼれの穿刺を避ける。液体を最小限に抑えるため、ゆっくりとそれを撤回して、静的にさらに30秒間挿入された針を保つ注射部位からの漏れ。 </li><li>手順では、特別なケアは、目に圧力を避けるために注意すべきである。同様に、眼球を穿刺する過酷なまたは多くの試みを避ける。 の Mn 2 +をONに沿ってのRGCや輸送への取り込みはすでに15ナノモルのMnCl 2で飽和しているので、これは少し不正確注入量によって信号の変動を最小限に抑えることができます。視覚投影の二国間の信号増強のために、左眼用の注入手順を繰り返します。 </li><li>適用さオフロキサシン含有（3 mg / ml）を点眼し、手順は、眼感染症や目の乾燥を防ぐために、一回の後にパンテノール含有軟膏。 MRスキャンを開始するまでの通常の住宅の条件の下でケージにマウスを返します。 </li></ol> MRI用2。動物の準備<ol><li> 2％/ 98％イソフルラン/酸素ガス混合物の投与によりマウスを麻酔。ほぼ水平、ねじられていない位置にマウスのホルダーにマウスをマウントします。インその後、MRスキャナ内部で調整されたMRコイル内へERTこと。適切なシステムによって呼吸と心拍数を監視します。技術的な詳細については、ハーマンら 20を参照してください。 </li><li> MRI、統合された管によってマウスヘッドホルダに接続された蒸発器を介して、最初に1.5％/ 98.5％イソフルラン/酸素ガス混合物の連続注入による供給麻酔中。スキャン中に、記録された重要なパラメータ（ すなわち 、毎分約40回の呼吸の安定した呼吸数を目標）によると、麻酔の濃さ ​​を調整します。加熱装置を使用すると、マウスの腹部部位に位置する温度センサにより測定される、35〜37°Cの間の安定した体表面温度を維持する。技術的な詳細については、ハーマンら 17を参照してください。 </li><li>スキャン後、ホルダーからマウスを解放し、麻酔からの回復を加速する純酸素を供給しています。さらに、使用して、安定した体温を保つ赤色光加熱源。 </li></ol> 3。のMRIプロトコル<ol><li>プロトコルは、35ミリメートル×38ミリメートル直径の有効視野に専用の、SNR効率、小動物コイル（直線偏光リッツコイル）を装備した3テスラスキャナのために検証されます。送受信モードでコイルを動作させてください。 </li><li>その最終的な位置にある動物と、周波数分析器を用いてコイルの曲との一致を調整します。手動で画像の均一性および品質を最適化するために、送信機基準電圧とシム電流を調整する。 </li><li>計画のための矢状および横表示で0.5ミリメートル×0.5ミリメートル×2ミリメートルの解像度で、T 1加重2D東証画像を取得する。計画MRスキャンを使用して、冠状測定方向にMEMR画像を取得、左右方向に沿って位相エンコードを動物の頭部に平行になるように回転される。取得時間を最小限にするために調整ビューの長方形のフィールドを使用実際のヘッドの大きさ。位相エンコード方向の画93.8％長方形のフィールドを使用して、ベースマトリックス256、視野14.08ミリメートル×50.65ミリメートル×54ミリメートル、および0.11 mmの128スライス：次のパラメータを使用して、甘やかされて育った3D点滅シーケンス（VIBE 3D）を採用スライス解像度のスライス厚は61％に設定する。 </li><li> 、0.21ミリメートル×0.21ミリメートル×0.18ミリメートル（補間0.09ミリメートル×0.1ミリメートル×0.1ミリメートル）、エコー時間T E = 6.51ミリ秒の有効分解能を提供し、512×480×128で、最終的なイメージを作成する面内補間をアクティブにする繰り返し時間 t r = 16ミリ秒、帯域幅= 160 Hzの/ PX、フリップ角は= 22°。約30分の合計取得時間（T A）を達成するために2つの平均値と3繰り返しを適用します。 </li></ol> 4。のMRIデータ解析<ol><li>ソフトウェアsyngo fastViewを使用してデータを分析します。定量的な信号増強のため、定義された領域Oを選択Fの2次元平面のMRIの録音への関心と強化された構造（SI MEMRI）、組織のバックグラウンド（のSI backgr）とノイズ（のSD N）の標準偏差の信号強度（SI）を決定する。必要に応じて、LGNとSC構造のための神経解剖学的向きを容易にするために、マウス脳アトラスを使用しています。 ：式を用いて、コントラスト対雑音比（CNR）を算出</li><li> CNR =（SI MEMRI - SI backgr）/ SD N </li><li>各サンプルの平均のCNR計算のための3つの連続した​​画像を定量化する。両側性に注入された動物では、独立して各半球を分析。 </li><li>水平冠状および矢状画像の描写のために、オリジナルの3D MRIデータセットから多断面再構成を計算します。これらの処理された画像は、定量分析にはお勧めできません。レチノの生気に満ちた3D再構成（最大強度の予測、MIPの）を作成するには- 視蓋投影は、血管造影後処理ソフトウェアモジュールを使用しています。 </li></ol> 5。 の Mn 2 +オートメタログラフィー（TIMM染色） <ol><li> MEMRI以下の Mn 2 +をトレース脳構造のTIMM染色のために、15〜150ナノモルの Mn 2 + ivit 24時間前画像への投与量を注入する。 </li><li> MRスキャンした後、PBS中で30ミリリットルの氷冷0.325パーセントのNa 2 S（pH7.4）で動物を灌流。凍結切片に網膜凍結サンプルを分析。 </li><li>クライオトーム上で15μmの厚さの連続した​​、赤道部分をカット。 </li><li> Angenstein ら 22によると、固定剤および凍結保護がない状態でTIMM染色21を実行します。 </li></ol> 6。統計解析事後分散分析に続いて、単一の比較のためのスチューデントのt検定を用いた統計分析を実行。データは平均±標準誤差として提示されている。個々のN番号は各実験ごとに個別に与えられた。 （; P≤0.01、**、P≤0.001、*** P≤0.05、*）0.05≤Pに達した結果は統計的に有意であると考えている。

<ol><li>Kretz, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simvastatin+promotes+heat+shock+protein+27+expression+and+Akt+activation+in+the+rat+retina+and+protects+axotomized+retinal+ganglion+cells+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Dis%22%5BJournal%5D)">Simvastatin promotes heat shock protein 27 expression and Akt activation in the rat retina and protects axotomized retinal ganglion cells in vivo.</a> Neurobiol Dis. 21, 421-430 (2006).</li>
<li>Lima, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combinatorial+therapy+stimulates+long-distance+regeneration%2C+target+reinnervation%2C+and+partial+recovery+of+vision+after+optic+nerve+injury+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Rev+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Combinatorial therapy stimulates long-distance regeneration, target reinnervation, and partial recovery of vision after optic nerve injury in mice.</a> Int Rev Neurobiol. 106, 153-172 (2012).</li>
<li>Lima, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Full-length+axon+regeneration+in+the+adult+mouse+optic+nerve+and+partial+recovery+of+simple+visual+behaviors%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Full-length axon regeneration in the adult mouse optic nerve and partial recovery of simple visual behaviors.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 9149-9154 (2012).</li>
<li>Goetze, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vision+and+visual+cortical+maps+in+mice+with+a+photoreceptor+synaptopathy%3A+reduced+but+robust+visual+capabilities+in+the+absence+of+synaptic+ribbons%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Vision and visual cortical maps in mice with a photoreceptor synaptopathy: reduced but robust visual capabilities in the absence of synaptic ribbons.</a> Neuroimage. 49, 1622-1631 (2010).</li>
<li>Luo, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+evaluation+of+retinal+ganglion+cell+axon+regeneration+and+pathfinding+in+whole+mouse+tissue+after+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional evaluation of retinal ganglion cell axon regeneration and pathfinding in whole mouse tissue after injury.</a> Exp Neurol. 247, 653-662 (2013).</li>
<li>Pautler, R. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+neuronal+tract+tracing+using+manganese-enhanced+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">In vivo neuronal tract tracing using manganese-enhanced magnetic resonance imaging.</a> Magn Reson Med. 40, 740-748 (1998).</li>
<li>Watanabe, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+retinal+projections+in+the+living+rat+using+high-resolution+3D+gradient-echo+MRI+with+Mn2%2B-induced+contrast%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Mapping of retinal projections in the living rat using high-resolution 3D gradient-echo MRI with Mn2+-induced contrast.</a> Magn Reson Med. 46, 424-429 (2001).</li>
<li>Pautler, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo%2C+trans-synaptic+tract-tracing+utilizing+manganese-enhanced+magnetic+resonance+imaging+%28MEMRI%29%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+biomed%22%5BJournal%5D)">In vivo, trans-synaptic tract-tracing utilizing manganese-enhanced magnetic resonance imaging (MEMRI).</a> NMR biomed. 17, 595-601 (2004).</li>
<li>Haenold, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+the+mouse+visual+pathway+for+in+vivo+studies+of+degeneration+and+regeneration+in+the+CNS%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of the mouse visual pathway for in vivo studies of degeneration and regeneration in the CNS.</a> Neuroimage. 59, 363-376 (2012).</li>
<li>Lindsey, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+the+visual+system+in+vivo%3A+transsynaptic+illumination+of+V1+and+V2+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of the visual system in vivo: transsynaptic illumination of V1 and V2 visual cortex.</a> Neuroimage. 34, 1619-1626 (2007).</li>
<li>Bearer, E. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+neuronal+activity+and+kinesin+on+tract+tracing+by+manganese-enhanced+MRI+%28MEMRI%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Role of neuronal activity and kinesin on tract tracing by manganese-enhanced MRI (MEMRI).</a> Neuroimage. 37, Suppl 1. S37-S46 (2007).</li>
<li>Mendonca-Dias, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paramagnetic+contrast+agents+in+nuclear+magnetic+resonance+medical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Paramagnetic contrast agents in nuclear magnetic resonance medical imaging.</a> Semin Nucl Med. 13, 364-376 (1983).</li>
<li>Thuen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese-enhanced+MRI+of+the+optic+visual+pathway+and+optic+nerve+injury+in+adult+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Manganese-enhanced MRI of the optic visual pathway and optic nerve injury in adult rats.</a> J Magn Reson Imaging. 22, 492-500 (2005).</li>
<li>Sandvig, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+MRI+of+olfactory+ensheathing+cell+grafts+and+regenerating+axons+in+transplant+mediated+repair+of+the+adult+rat+optic+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+biomed%22%5BJournal%5D)">In vivo MRI of olfactory ensheathing cell grafts and regenerating axons in transplant mediated repair of the adult rat optic nerve.</a> NMR biomed. 25, 620-631 (2012).</li>
<li>Chan, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+retinotopic+mapping+of+superior+colliculus+using+manganese-enhanced+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">In vivo retinotopic mapping of superior colliculus using manganese-enhanced magnetic resonance imaging.</a> Neuroimage. 54, 389-395 (2011).</li>
<li>Chan, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+chromium-enhanced+MRI+of+the+retina%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">In vivo chromium-enhanced MRI of the retina.</a> Magn Reson Med. 68, 1202-1210 (2012).</li>
<li>Herrmann, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Possibilities+and+limitations+for+high+resolution+small+animal+MRI+on+a+clinical+whole-body+3T+scanner%5BTitle%5D)+AND+%22Magma%22%5BJournal%5D)">Possibilities and limitations for high resolution small animal MRI on a clinical whole-body 3T scanner.</a> Magma. 25, 233-244 (2012).</li>
<li>Villegas-Perez, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+and+protracted+phases+of+retinal+ganglion+cell+loss+follow+axotomy+in+the+optic+nerve+of+adult+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Rapid and protracted phases of retinal ganglion cell loss follow axotomy in the optic nerve of adult rats.</a> J Neurobiol. 24, 23-36 (1993).</li>
<li>Takahashi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+spontaneous+optic+neuropathy+in+NF-%CE%BA%CE%9250-deficient+mice%3A+requirement+for+NF-%CE%BA%CE%92p50+in+ganglion+cell+survival%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropathol+Appl+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Development of spontaneous optic neuropathy in NF-κΒ50-deficient mice: requirement for NF-κΒp50 in ganglion cell survival.</a> Neuropathol Appl Neurobiol. 33, 692-705 (2007).</li>
<li>Herrmann, K. H. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+compatible+small+animal+monitoring+and+triggering+system+for+whole+body+scanners%5BTitle%5D)+AND+%22Z+Med+Phys%22%5BJournal%5D)">MRI compatible small animal monitoring and triggering system for whole body scanners.</a> Z Med Phys. 24, 55-64 (2013).</li>
<li>Danscher, G., Zimmer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+improved+Timm+sulphide+silver+method+for+light+and+electron+microscopic+localization+of+heavy+metals+in+biological+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Histochemistry%22%5BJournal%5D)">An improved Timm sulphide silver method for light and electron microscopic localization of heavy metals in biological tissues.</a> Histochemistry. 55, 27-40 (1978).</li>
<li>Angenstein, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese-enhanced+MRI+reveals+structural+and+functional+changes+in+the+cortex+of+Bassoon+mutant+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+cortex%22%5BJournal%5D)">Manganese-enhanced MRI reveals structural and functional changes in the cortex of Bassoon mutant mice.</a> Cereb cortex. 17, 28-36 (2007).</li>
<li>Thuen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese-enhanced+MRI+of+the+rat+visual+pathway%3A+acute+neural+toxicity%2C+contrast+enhancement%2C+axon+resolution%2C+axonal+transport%2C+and+clearance+of+Mn%282%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Manganese-enhanced MRI of the rat visual pathway: acute neural toxicity, contrast enhancement, axon resolution, axonal transport, and clearance of Mn(2).</a> J Magn Reson Imaging. 28, 855-865 (2008).</li>
<li>Lehmann, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vision+and+visual+plasticity+in+ageing+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Restor+Neurol+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Vision and visual plasticity in ageing mice.</a> Restor Neurol Neurosci. 30, 161-178 (2012).</li>
<li>Takeda, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese+transport+in+the+neural+circuit+of+rat+CNS%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res+Bull%22%5BJournal%5D)">Manganese transport in the neural circuit of rat CNS.</a> Brain Res Bull. 45, 149-152 (1998).</li>
<li>Nairismagi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese-enhanced+magnetic+resonance+imaging+of+mossy+fiber+plasticity+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Manganese-enhanced magnetic resonance imaging of mossy fiber plasticity in vivo.</a> Neuroimage. 30, 130-135 (2006).</li>
<li>Smith, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+axonal+transport+rates+decrease+in+a+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">In vivo axonal transport rates decrease in a mouse model of Alzheimer's disease.</a> Neuroimage. 35, 1401-1408 (2007).</li>
<li>Berkowitz, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+and+simultaneous+imaging+of+layer-specific+retinal+functional+adaptation+by+manganese-enhanced+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Noninvasive and simultaneous imaging of layer-specific retinal functional adaptation by manganese-enhanced MRI.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 47, 2668-2674 (2006).</li>
<li>Schnapf, J. L. B. D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+photoreceptor+cells+respond+to+light%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Am%22%5BJournal%5D)">How photoreceptor cells respond to light.</a> Sci. Am. 256 (8), (1987).</li>
<li>Yu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+auditory+brain+mapping+in+mice+with+Mn-enhanced+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">In vivo auditory brain mapping in mice with Mn-enhanced MRI.</a> Nat Neurosci. 8, 961-968 (2005).</li>
<li>Sun, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+topical+loading+for+manganese-enhanced+MRI+of+the+mouse+visual+system%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Noninvasive topical loading for manganese-enhanced MRI of the mouse visual system.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 52, 3914-3920 (2011).</li>
<li>Sun, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+repeated+topical-loaded+manganese-enhanced+MRI+on+the+mouse+visual+system%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Impact of repeated topical-loaded manganese-enhanced MRI on the mouse visual system.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 53, 4699-4709 (2012).</li>
</ol>

著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。

視覚系のMEMRIはナイーブおよび病理学的条件下での機能性を評価するための従来の神経生物学の手法を拡張します。離れて孤立した中枢神経系の線維トラクトの整合性にユニークな洞察を提供するから、MEMRIを簡単に視覚に指定されたパラダイムの即時の影響を調査するために、行動試験、 例えば 、検眼、視覚ベースの水作業を補充することができます。また、電気生理学的およびin vivoでの機能的な視覚的特性評価と組織学的調査をリンクします。技術はマイナーな個人間で高い信頼性と再現性がある（ 図3、図4中のエラーバーを参照）、同一グループ内で差異。興味深いことに、15ナノモルの用量ではMn 2 +取り込み及び軸索輸送そのシグナル増強は、追加の Mn 2 +電源9によって上昇することはできませんプラトーに達するように、飽和プロセスです。実用的な観点からビュー、このような用量反応シグナル増強に特徴的な最小化し、少なくともある程度、注入に関連するバリエーション。注目すべきことに、投与量およびMn <sup...

その有利な神経解剖学的構造に基づいて、げっ歯類の視覚系は、神経保護1又はプロ再生効果2,3を媒介するために、薬理学的化合物およびそれらの能力を評価するためにユニークな可能性を提供しています。また、最近では、シナプス前足場タンパク質ファゴット4を欠損したマウスで例示したように、マウスの突然変異体の機能的および神経解剖学的特性の研究を可能にします。さらに、補助的なツールの広いスペクトルが電図および行動試験、および固有信号の光イメージングによる皮質再配列の決定により、 例えば 、網膜神経節細胞（RGC）とのRGC軸索番号だけでなく、RGC活性の特色に追加与える。レーザー顕微鏡の最新技術開発が視神経（ON）と脳のホールマウント標本の深い組織蛍光イメージングによってRGC再生の現場での可視化を可能にする。このhistolog中iCalのアプローチは、光シート蛍光顕微鏡と組み合わせて、テトラヒドロフランに基づく組織のクリアをONに求心路遮断および視索5に再入力する単繊維の解像度を可能にします。このような技術は、解像度と成長パターンの決定に優れているかもしれませんが、彼らは、特に長期的な再生過程を評価することが望まれている個々の成長の節目、の繰り返しと縦の分析を有効にしないでください。 造影MRIは、マウスおよびラット6,7における網膜視蓋投影の最小侵襲的可視化のために採用されています。これは、網膜細胞の常磁性イオン（ 例えば 、Mnが2 +）の直接眼内送達によって達成することができる。カルシウムアナログとしてはMn 2 +が電位依存性カルシウムチャネルを経由して、RGC細胞体に組み込まれ、積極的に無傷で、ONと視神経管の軸索細胞骨格に沿って搬送。それは脳核内に蓄積しながら、それが10,11発生することがありますが、視覚的投影、外側膝状核（LGN）と上丘（SC） すなわち 、一次視覚野への経シナプス伝達は、無視できる程度の8,9が表示されます。 MR配列決定の下、常磁性の Mn 2 +は、T 1スピン-格子緩和時間12を短くすることにより、主にMRコントラストを増強する。例えばMn 2 +、MRI（MEMRI）が正常に傷害13,14後の軸索再生および変性の評価を含めたラットの様々な神経解剖学的および機能的研究に適用されている強化され、レチノ-視蓋投影15の正確な解剖学的マッピング薬物治療16後の軸索輸送特性だけでなく、決定。 の Mn 2 +の取り込み及び輸送神経細胞だけでなく、改善されたMRIプロトコルの投与量、毒性、および動力学における近年の改良により、トランスジェニックの研究への適用を拡大してきた一般的に臨床現場で使用される17 3テスラスキャナを用いて、マウス9。 ここでは、マウスの網膜視蓋投影のインビボ画像化に適した長手MEMRIプロトコルを提示し、ナイーブおよび種々の神経変性条件下での Mn 2 +依存性のシグナル増強を評価することにより、その適用性を例示する。我々のプロトコルは、一般的に、専用の動物のスキャナよりもアクセスすることが適度な3 Tの磁場でMRデータ収集上の特定の重点を置きます。ナイーブマウスでは、腸管固有の信号強度が、実質的にかつ再現性硝子（ivit） の Mn 2 +アプリケーションの後に増加になることができる方法を示しています。定量的には、視覚投影に沿っての Mn 2 +伝播が（3と26カ月齢のマウスの間で測定される）正常な老化プロセスとは独立して発生し、増加は暗闇に視覚刺激と適応に難治性である。対照的に、マンガン<s&gt; 2 +上視床および中脳センターの濃縮は、自発的アポトーシスRGC死からおよび変性19日苦しんでノックアウトマウス（P50 KO）挫滅18急性だけでなく、NFKB1で以下に減少する。このように、従来の組織学的分析による膨張で、個々の動物の縦MEMRI分析は、神経変性プロセスのユニークな反応速度のプロファイリングを可能にします。これは、薬理学的または遺伝的な介入に関連した神経保護および軸索再生の研究のために有用であることを証明する必要があります。

<table><tbody><tr><td>塩化マンガン(II)溶液 1 M</td><td>Sigma Aldrich, Taufkirchen, Germany</td><td>M1787</td><td>MEMRI造影剤</td></tr><tr><td>Conjuncain</td><td>Dr. Mann Pharma, Berlin, Germany</td><td>PZN 7617666</td><td>0.4% oxybuprocaine hydrochloride</td></tr><tr><td>Floxal eye drops</td><td>Dr. Mann Pharma, Berlin, Germany</td><td>PZN 3820927</td><td>3 mg/ml ofloxacin</td></tr><tr><td>軟膏 panthenol</td><td>Jenapharm, Jena, Germany</td><td>PZN</td><td></td>3524531</tr><tr><td>クロラール水和物&nbsp;</td><td>シグマアルドリッチ、タウフキルヒェン、ドイツ</td><td>C8383</td><td>420-450 mg / kg体重</td></tr><tr><td>ハミルトンシリンジ&nbsp;</td><td>ハミルトンカンパニー、リノ、ネバダ州、米国</td><td>7634-01</td><td>SYR 5 & マイクロ;l, 75 RN, no NDL</td></tr><tr><td>34 G needle (34/35/pst4/tapN)</td><td>Hamilton Company, Reno, NV, USA</td><td>207434/00</td><td>取り外し可能な針 RN, 34 G, 長さ 38.1 mm, ポイントスタイル 4</td></tr><tr><td>双眼鏡 Stemi-2000</td><td>ツァイス, オーバーコッヘン, ドイツ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3 T MRI スキャナー Magnetom TIM Trio</td><td>Siemens Medical Solutions, エアランゲン, ドイツ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ラットヘッドコイル</td><td>Doty Scientific Inc., Columbia, SC, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>マウスホルダー</td><td></td><td></td><td>カスタムメイド</td></tr><tr><td>赤色光ランプ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>冷凍セクションミディアムNEG-50</td>サー<td>モフィッシャーサイエンティフィック、シュヴェルテ、ドイツ</td><td>6502</td>凍結<td>切片用組織埋め込み</td></tr>二<tr><td>水素リン酸ナトリウム一水和物(NaH2PO4&middot;H2O)</td><td>Merck, Darmstadt, Germany</td><td>硫</td><td>化物灌流106346</td></tr> 硫化ナトリウム<tr><td>非水和物 (Na2S&middot;9H2O)</td><td>Sigma Aldrich, Taufkirchen, Germany</td><td>208043</td><td></td></tr><tr><td>Gum arabic</td><td>Roth, Arlesheim, Switzerland</td><td>4159</td><td>for TIMM staining</td></tr><tr><td>Hydroquinone (C6H6O2)</td><td>Roth, Arlesheim, Switzerland</td><td>3586</td><td></td></tr><tr><td>クエン酸 (C6H8O7)</td><td>Roth, Arlesheim, Switzerland</td><td>6490</td><td></td></tr><tr><td>クエン酸三ナトリウム二水和物 (C6H5Na3O7&middot;2H2O)</td><td>Merck, Darmstadt, Germany</td><td>106448</td><td></td></tr><tr><td>硝酸銀 (AgNO3)</td><td>Roth, Arlesheim, Switzerland</td><td>7908</td><td></td></tr></tbody></table>

マウスにおける造影mriによる視神経線維の整合性in vivoイメージング

In vivo Imaging of Optic Nerve Fiber Integrity by Contrast-Enhanced MRI in Mice

齧歯類の視覚システムは、視床と中脳の中心を入力する視神経を形成する網膜神経節細胞とその軸索を包含し、視覚野のシナプス後予測。その明確な解剖学的構造、便利なアクセス可能性に基づいて、ニューロンの生存、軸索再生、およびシナプス可塑性の研究のために好ま構造となっています。 MRイメージングにおける最近の進歩は、マンガン媒介コントラスト強調（MEMRI）を使用して、この突起のレチノ-視蓋部分のin vivo可視化を可能にした。ここでは、（200ミクロン）3の解像度は一般的な3テスラスキャナを用いて達成することが可能なマウスにおける視覚投影、MEMRIを説明するためのプロトコルを提供する。私たちは、15ナノモルのMnCl 2の単回投与量の硝子体内注射は24時間以内で完全な投影の飽和向上につながる方法を示しています。網膜を除いて、信号強度の変化が独立しているその一致視覚刺激または生理的老化の凹み。私たちは、縦方向に、この手法をさらに適用する軸索急性視神経損傷を受けて変性症はMn 2 +輸送によるパラダイム病変部位で完全に逮捕を監視します。逆に、活性の Mn 2 +輸送は、生存率、数、および軸索線維の電気的活性に定量的に比例する。このような分析のために、我々は視覚的な突起を含む感覚の自発的な萎縮を表示するトランスジェニックマウスモデル（NF-κB活性P50 KO）での視覚的なパスに沿っての Mn 2 +輸送動態を例示している。これらのマウスでは、MEMRIは減少したが、このようにしてNF-κBの突然変異により、構造および/ ​​または機能障害の徴候を明らかにし、野生型マウスと比較しての Mn 2 +輸送を遅延しないことを示します。 要約すると、MEMRIは便利in vivoアッセイを橋渡しし、characterizatiための死後の組織学を投稿神経線維の完全性と活動の上。これは、縦方向の軸索変性と再生に関する研究、本物または誘導性表現型変異マウスの調査のために非常に有用である。

正確に視覚投影の活力と機能性を評価するために、このイメージング技術の能力は、硝子体とのRGCによるその取り込みに非毒性の Mn 2 +投与量の正確なアプリケーションに依存している。この主要な仮定は、層の特定の Mn 2 +取り込みがオートメタログラフィー（TIMM染色）21によって実証されている図1にテストされています。網膜切片を対照として15ナノモルまたは150ナノモルの Mn 2 +、またはPBSのいずれかのivit塗布後 24時間で分析した。 PBSは、網膜は、信号で増強されていない注射し、一方、（点線N = 3）、この時点ではMn 2 +網膜は、MRI加重T 1における最大シグナル増強を示して注入された（N = 3;点線）（ 図1 、）のパネルを残しました。 150ナノモル注入された目の中hyperintensiveシグナル増強に注...

このビデオでは、ナイーブマウス視覚投影の造影MRイメージングのための急性視神経挫滅損傷および慢性視神経変性に関連視神経変性の繰り返しと縦のin vivo試験では、臨床3 Tスキャナを使用して、方法を示しているノックアウトマウス（P50 KO）。

マウスにおける造影MRIによる視神経線維の整合性in vivoイメージング

The rodent visual system encompasses retinal ganglion cells and their axons that form the optic nerve to enter thalamic and midbrain centers, and ...

本手順の目的は、マウスの視覚経路における構造的および機能的な変化をin vivoでモニタリングすることです。まず、MR感受性トレーサーとして細胞内で機能する常磁性マンガンイオンを硝子体内に注入します。これはマンガン塩化物溶液として、スキャンを行う24時間前に投与されます。次に、麻酔したマウスを3T MRスキャナー内に配置し、画像取得およびバイタル機能モニタリングに適切なハードウェアを用いてセットアップします。次に、マウスに適応させトレーサー感度を高めたMEMRプロトコルを実行し、網膜-側頭路に沿った脳内信号増強のマルチプラナー3D画像を再構成します。最終ステップは、マウスをMRIスキャナーから取り出し、麻酔からの速やかな回復に向けて生命維持機能をサポートすることです。これにより、同一個体での反復的なEMRI研究や、その後の行動学的または組織学的検査が可能になります。最終的に、触覚投射のマンガン増強MRIを用いることで、神経変性CNS疾患を模倣した実験的または遺伝的に改変されたマウスにおける、急性または進行性の神経病理学的変化を示すことができます。死後組織学などの既存の手法に対する本手法の主な利点は、構造的な変化をin vivoで直接観察できること、あるいは個体レベルで反復的な研究が行えることです。この方法は、中枢神経系（CNS）の損傷後や、多系統にわたる代謝性疾患におけるアルツハイマー病やパーキンソン病などの構造的病理といった、神経科学分野における重要な疑問への解答に寄与します。したがって、本手法は視覚投影の特殊な神経解剖学的特徴に関する知見を提供できるだけでなく、聴覚投影や嗅覚投影、さらには運動系の側面など、この分野にとって新しい他の系にも適用可能です。第2段階の課題は、マンガン溶液をrbsに微量注入することです。これを正確に行う必要があります。MR画像の造影についてです。マンガンによる造影効果は個体間で一貫していますが、もう一つの課題は、使用している受信コイルのような小動物専用のハードウェアを必要とするMR撮像という複雑なタスクを正確に行うことです。まず、無菌条件下で1 Mの塩化マンガンストック溶液1 µLを132 µLの水で希釈し、造影剤を調製します。最終溶液5 µLを、34ゲージの小型ハブ取り外し可能針を装着した5 µLシリンジに充填します。MRIスキャンを行う24時間前に、マウスを麻酔し、足底反射を確認して深い鎮静状態にあることを確認します。鎮静後、局所麻酔薬である0.4%塩酸キシロカイン液を角膜に1滴点眼します。次に、実体顕微鏡下でマウスを左側臥位に固定し、左手の親指と人差し指で右眼を優しく開き、固定します。右手にシリンジを持ち、針先を先端近くに添えます。強膜血管への損傷を避けるため、角膜縁から遠心方向に約1 mmの側頭前方の円周上に、慎重に針を

in-vivo-imaging-optic-nerve-fiber-integrity-contrast-enhanced-mri

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

蛍光顕微鏡を使用して、軸索の腫れと切断が徐々に増加している損傷した神経を視覚化します。...

脳損傷マウスの視神経における軸索損傷の電子顕微鏡的解析

出典:Wang, Z., et al. Transpupillary Two-Photon In Vivo Imaging of the Mouse Retina. J. Vis. Exp. (2021).このビデオでは、2光子顕微鏡を用いたin vivo網膜イメージングの技術を紹介しています。麻酔マウスは、頭部を固定し、眼の潤滑剤を塗布し、眼にカバースリップを貼ることでイメージングの準備をします。蛍光タンパク質を発現する網膜神経節細胞(RGC)は、まず落射蛍光を用いてアラインメントして可視化します。最後に、2光子イメージングが採用されており、RGCの高解像度の視覚化が可能です。...

マウス網膜のTwo-Photon In Vivoイメージング

出典:Bosco, A., 他.In vivo 神経変性中の網膜ミクログリア活性化のダイナミクス:マウス緑内障における共焦点眼鏡イメージングと細胞形態測定。J. Vis. Exp. (2015) このビデオは、緑内障のマウスモデルにおける網膜ミクログリアのin...

緑内障マウスモデルにおける網膜ミクログリアのin vivoイメージング

出典: Jagodzinska, J., et.al., 光コヒーレンストモグラフィー:マウス網膜神経節細胞のイメージング In Vivo. J. Vis. Exp. (2017)...

光干渉断層撮影法によるマウス網膜のin vivoイメージング

我々は、in vivoでのライブ生物発光およびSJL / Jマウスにおける多発性硬化症の実験的自己免疫性脳脊髄炎（EAE）モデルにおける視神経炎や脳炎の近赤外イメージングのための技術を示します。...

マウスにおける多発性硬化症のEAEモデルにおける視神経炎と脳炎症の生物発光と近赤外イメージング

このプロトコルを記述する方法高解像度イメージング スペクトル領域光干渉断層法などと小さい齧歯動物, 眼科画像処理プラットフォーム...

生体内でスペクトル領域光干渉断層法と走査レーザー眼底Cx3cr1gfp/gfpレポーター マウスの画像

マウスのレーザー誘発脈絡膜新生血管の形態学的変化のフォロー...

生体内でマルチ モーダル イメージングとマウス レーザー誘発脈絡膜新生血管モデルの解析

ここでは、アクアポリン 4 (AQP4) 伝による麻痺と opticospinal の炎症を誘発するプロトコルを提案-WT マウスに AQP4-/-マウスから特定の T...

麻痺、視神経脊髄炎自己抗原アクアポリン 4 の T 細胞特定のマウスの視覚系障害の誘導

in vivoイメージングは、健康と疾患における生物学の研究のための強力なツールです。このプロトコルは、標準的な2光子顕微鏡によるマウス網膜の経瞳孔イメージングについて説明しています。また、網膜の複数の細胞コホートを蛍光標識するためのさまざまなin...

経瞳孔二光子マウス網膜のin vivoイメージング

本プロトコルは、in vivo画像で観察された網膜神経節細胞軸索束形態を検証する目的で、同じマウス網膜のex vivo共焦点画像とin...

可視光光干渉断層撮影ファイバーグラムと同一マウス網膜の共焦点像のアライメント

学ぶマウスの視覚経路の構造・機能変化をマンガン増強MRIでin vivoイメージングする手法。神経変性疾患の機構解明に有用な縦断的研究が可能です。

マウスにおける造影MRIによる視神経線維の整合性in vivoイメージング

さらに動画を探す