마우스의 조영 증강 MRI에 의한 시신경 섬유 무결성의 생체 내 이미징

요약

이 동영상은 순진 마우스 시각 투사의 조영 증강 자기 공명 영상과 급성 시신경 압박 손상 및 만성 시신경 변성과 관련된 시신경 변성의 반복 및 종 생체 내 연구에, 임상 3 T 스캐너를 사용하는 방법을 보여줍니다 녹아웃 마우스 (P50 ^KO).

초록

설치류의 시각 시스템은 시각 피질에 시상과 중뇌 센터, 시냅스 돌기를 입력 시신경을 형성하는 망막 신경절 세포와 축색 돌기를 포함한다. 그것의 독특한 해부학 적 구조와 편리한 접근성을 바탕으로, 그것은 생존의 연결, 축삭 재생 및 시냅스 가소성에 대한 연구에 대한 선호 구조로되어있다. MR 영상에서의 최근 발전은 망간 매개 대비 향상 (MEMRI)를 사용하여이 돌기의 레티노-tectal 부분의 생체 내 시각화를 사용할 수있다. 여기, 우리는 (200 ㎛)의 ³ 해상도는 일반적인 3 테슬라 스캐너를 사용하여 달성 할 수있는 생쥐의 시각 투영의 그림 MEMRI 프로토콜을 제시한다. 우리는 15 nmol의 MnCl _2의 단일 투여 량의 유리체 강내 주입은 24 시간 안에 그대로 투영 포화 향상에 이르게하는 방법을 보여줍니다. 망막의 제외, 신호 강도의 변화는 각각 C1됩니다일치 시각적 인 자극 또는 생리적 노화의 함몰. 우리는 더 심각한 시신경 손상에 대한 응답으로 축삭 변성을 모니터링 종에이 기술을 적용, 패러다임 병변 사이트에있는 망간 ^{2 +} 교통 완전히 체포하여. 반대로, 활성 망간 ^{2 + 수송} 가능성, 수, 축삭 섬유의 전기적 활동을 정량적으로 비례한다. 이러한 분석을 위해, 우리는 시각, 전망 등의 감각의 자연 위축을 표시하는 형질 전환 마우스 모델 (NF-κB의 P50 ^KO)의 시각 경로를 따라 미네소타 ^{2 +} 전송 반응 속도를 예시. 이 마우스에서 MEMRI이 감소하지만, 따라서 NF-κB의 돌연변이에 의해 구조 및 / 또는 기능 장애의 징후를 드러내는, 야생형 마우스에 비해 망간 ^{2 +} 전송을 지연 나타냅니다.

요약하면, MEMRI 편리 생체 분석에 다리와 characterizati 대한 해부 조직학을 게시신경 섬유의 무결성과 활동에. 그것은 축삭 변성과 재생, 및 정품 또는 유도 표현형에 대한 돌연변이 생쥐의 조사에 종 연구에 매우 유용합니다.

서론

유리한 신경 해부학 적 구조를 기반으로 설치류의 시각 시스템은 신경 보호 ¹ 프로 재생 효과 ^2,3를 중재하는 약물 화합물 및 이들의 능력을 평가하는 독특한 가능성을 제공합니다. 또한, 최근에 연접 비계 단백질 바순 ⁴ 부족한 생쥐에 예시 된 바와 같이, 마우스 돌연변이의 기능과 신경 해부학 적 특성에 대한 연구를 할 수 있습니다. 또한, 보조 도구의 광범위한 스펙트럼은 전위도 및 행동 테스트 및 고유 신호의 광학 영상에 의한 대뇌 피질의 재 배열의 결정에 의해, 예를 들어 망막 신경절 세포 (RGC) 및 RGC 축삭 번호뿐만 아니라 RGC 활동의 특색 추가로 제공한다. 레이저 현미경의 최신 기술 개발은 시신경 (ON)과 뇌의 전체 마운트 표본 깊은 조직의 형광 이미징에 의해 RGC 재생의 현장 시각화를 가능하게한다. 이 histolog에서iCal의 접근 방식, 빛 시트 형광 현미경과 함께 테트라 히드로 푸란을 기반으로 조직의 청산은 deafferented ON 및 광학 기관 ^(5)에 다시 입력 한 섬유의 해상도를 허용합니다. 이러한 기술은 해상도와 성장 패턴의 결정이 뛰어나 수도 있지만, 그들은 특히 장기 재생의 과정을 평가하기 위해 원하는 개별 성장 이벤트의 반복 및 종 분석을....

프로토콜

모든 동물의 개입은 실험 동물의 동물 관리 및 사용에 대한 유럽 협약 및 안과 및 비전 연구에서 동물의 사용에 대한 ARVO 정책에 따라 수행된다. 모든 실험은 지역 윤리위원회에 의해 승인됩니다. 마우스에서 ON 부상의 절차는 다른 곳에서 ^구 설명한다.

1. 유리체 강내 주입 망간

1. 이전의 MR은 조수의 도움으로 스캔에 미네소타 ^{2 +} 주입 24 시간을 수행합니다. (멸균 PBS에서 420-450 ㎎ / kg 체중) 5 % 클로 랄 하이드레이트 용액을 복강 내 주사하여 동물을 마취. 추가로 국소 마취를 위하여 눈 구멍에 각막에 액체 conjuncain 한 방울 (0.4 % oxybuprocaine 염산염)를 적용한다. 15 nmol의 망간을 주입하는 ^{2 +} 아이 당 예를 들면, 132 LH _{2 <1} M MnCl ₂ 원액 1 ℓ를 희석하여, 7.5 mM의 MnCl ₂ 용액을 제조/ 서브> O. 34 G 작은 허브 이동식 바늘 (RN 바늘)에 연결된 5 μL 해밀턴 주사기에 최종 솔루션의로드 5 μL.
2. 오른쪽 눈으로 시작할 때, 쌍안 현미경으로....

결과

정확하게 시각적 투사의 활력과 기능을 평가하기 위해이 영상 기술의 능력은 유리체와 망막 신경절로의 흡수에 독성 미네소타 ^{2 +} 복용량의 정확한 응용 프로그램에 의존한다. 이 주요 가정은 계층 별 미네소타 ^{2 +} 흡수가 autometallography (TIMM 염색) ^(21)에 의해 설명된다 그림 1에서 테스트합니다. 망막 섹션은 컨트롤과 같은 15 nmol의 150 nmol의 하나 미네소타 ^{2 +,} 또는 PBS의 ivit 신청 후 24 시간에서 분석 하였다. 이 시점에서, 미네소타 ^{2 +} 주입 망막은 T _1에서 최대의 신호 향상을 보여 가중 MRI (= 3 N, 점선), PBS는 망막 신호 (= 3 N, 점선)에서 강화되지 주입 반면 (그림 1 ,) 패널을 떠났다. 150 nmol의 주입 눈에 hyperintensive 신호 향상을합.......

토론

시각 시스템의 MEMRI은 순진하고 병적 인 조건에서 기능을 평가하기위한 기존의 신경 생물학적 기술을 확장합니다. 떨어져 고립 CNS 섬유 기관의 무결성에 독특한 통찰력을 제공에서, MEMRI 쉽게 시각적 인식에 대한 특정 패러다임의 즉각적인 결과를 조사하기 위해, 행동 예를 들어, 테스트, 검안 및 시각 기반의 물 작업으로 보충 할 수있다. 또한 전기 생리학과 생체 내에서 기능 시각적 특성과 조직 학적 조사를 연결합니다. 이 기술은 (그림 3에서 오차 막대 4 참조) 높은 신뢰성 및 동일 그룹 내 작은 interindividual 차이로 재현. 그 신호 향상이 추가 미네소타 ^{2 +} 공급 ^(9)에 의해 상승 할 수없는 고원에 도달 할 수 있도록 흥미롭게도, 15 nmol의의 용량으로, 미네소타 ^{2 +는,} 통풍 관과 축삭 수송은 프로세스를 포화. 실제 점에서적어도 신호 향상에 어.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
망간(II) 염화물 용액 1 M	Sigma Aldrich, Taufkirchen, Germany	M1787	MEMRI 조영제
Conjuncain	Dr. Mann Pharma, Berlin, Germany	PZN 7617666	0.4% 옥시부프로카인 염산염
Floxal 점안액	Dr. Mann Pharma, Berlin, Germany	PZN 3820927	3 mg/ml ofloxacin
Ointment panthenol	Jenapharm, Jena, Germany	PZN
클로랄 하이드레이트	Sigma Aldrich, Taufkirchen, Germany	C8383	체중 420-450 mg/kg
Hamilton 주사기	Hamilton Company, Reno, NV, USA	7634-01	SYR 5 &마이크로; l, 75 RN, no NDL
34 G needle (34/35/pst4/tapN)	Hamilton Company, Reno, NV, USA	207434/00	탈착식 바늘 RN, 34 G, 길이 38.1 mm, 포인트 스타일 4
쌍안경 Stemi-2000	Zeiss, Oberkochen, Germany
3 T MRI scanner Magnetom TIM Trio	Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany
쥐 머리 코일	Doty Scientific Inc., Columbia, SC, USA
마우스 홀더			맞춤형
레드 라이트 램프
냉동 섹션 매체 NEG-50	Thermo Fisher Scientific, Schwerte, Germany	6502	극저온 단면용 조직 임베딩
나트륨 인산이수소 일수화물(NaH2PO4· H2O)	Merck, Darmstadt, Germany	황	화물 관류를 위한
황화나트륨 비수화물 (Na2S· 9H2O)	Sigma Aldrich, Taufkirchen, Germany	208043
Gum arabic	Roth, Arlesheim, Switzerland	TIMM 염색용	4159
Hydroquinone (C6H6O2)	Roth, Arlesheim, Switzerland	3586
구연산 (C6H8O7)	Roth, Arlesheim, Switzerland	6490
Tri-sodium citrate dihydrate (C6H5Na3O7· 2H2O)	Merck, 다름슈타트, 독일	106448
질산은(AgNO3)	Roth, Arlesheim, Switzerland	7908

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