이 논문은 in vivo 및 ex vivo 이광자 현미경을 사용하여 뇌의 혈관 구조를 정량화할 수 있는 방법을 설명합니다.
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이 논문은 in vivo 및 ex vivo 이광자 현미경을 사용하여 뇌의 혈관 구조를 정량화할 수 있는 방법을 설명합니다.
Human Immunodeficiency Virus 1 (HIV-1) 감염은 종종 HIV-1 관련 신경인지 장애(HAND)를 유발하며, 중추신경계(CNS) 내의 만성 신경염증 상태를 특징으로 하며, 주로 미세아교세포와 뇌 상주 대식세포의 바이러스 매개 활성화에 의해 주도되는 것으로 생각됩니다. HIV-1 감염은 또한 뇌혈관 혈류(CBF)의 변화를 동반하며, HIV 관련 만성 신경염증이 CBF 및/또는 대뇌 혈관 구조의 변화를 유발할 수 있는 가능성을 높입니다. 이 질문에 답하기 위해 HIV 유발 신경염증에 대한 마우스 모델을 사용했으며, 이러한 염증성 환경에 장기간 노출되면 뇌 혈관 구조가 손상되어 모세혈관 네트워크가 희박해질 수 있는지 여부를 테스트했습니다. 이 논문에서는 신경염증성 질환(HIV-1 Tat 형질전환 마우스)의 마우스 모델에서 피질 모세혈관 밀도의 변화를 정량화하는 방법을 설명합니다. 이 일반화 가능한 접근 방식은 얇은 두개골 피질 창을 통한 피질 모세혈관의 생체 내 이광자 이미징과 마우스 뇌 절편의 피질 모세혈관에 대한 생체 외 이광자 이미징을 사용합니다. 이러한 절차는 각각 모세혈관 네트워크의 이미지와 z-stack 파일을 생성한 다음 대뇌 혈관 구조의 변화를 평가하기 위해 정량적 분석을 수행할 수 있습니다.
인간 면역 결핍 바이러스 1 (HIV-1) 바이러스 감염의 급성 단계에서 뇌를 침범하고, 생산적으로 자신의 활성화로 이어지는, 미세 아교 세포 및 뇌 상주 식세포 모두 감염 - 두 호스트 유래 염증 매개과 가용성 HIV-1 출시 이러한 문신과 (1,2 검토) gp120의 같은 virotoxins. 그 결과, 만성 신경 염증성 상태는 HIV-1 관련 신경인지 장애 (HAND) 3-5의 발병에 기여하는 것으로 생각된다 CNS에서 설립된다.
HIV-1 문신 또는 마우스의 중추 신경계 내에서 인터루킨 (IL) -17A의 만성 과발현은 미세 혈관 진공 6,7 발생하는 것으로 나타났다. 이것은 만성 신경 염증은 뇌 혈관계에 영향을 HAND의 병인에 기여할 수있는 가능성을 제기한다. 또한이 문제를 조사하기 위해, 우리는 뇌 혈관의 struc을 정량화하는 방법을 개발했다투 레스.
이 논문은, 세그먼트 길이, 총 세그먼트 길이를 의미 모세관 직경 및 얇은 스컬 피질 창을 통해 모세관 네트워크의 생체 내 이미징에 사용한 총 모세관 체적 평균 모세관 노드 모세관 세그먼트 수를 정량하는 방법을 설명한다 (전술로부터 개질 프로토콜) -8,9-뿐만 아니라 이광자 현미경을 사용하여 뇌 부분의 생체 촬상. 생체 얇은 스컬 피질 창이 대뇌 환경의 보존을 가능하게 때문에 뇌 조각 모세관 네트워크의 생체 촬상의 재구성을 가능하게하면서,이 결합 방법은, 뇌 혈관 파라미터 론적 정량 제공 입체 완료 모세관 네트워크 - 후 상용 소프트웨어를 사용하여 정량화 할 수있다.
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동물 자원에 로체스터 대학위원회의 대학은이 논문에서 수행되는 모든 절차를 승인했다.
1. 수술 전 준비 (쥐)
얇은 두개골 두개골 창 2. 준비
생리 학적 매개 변수 3. 모니터링
형광 염료 4. 주입
생체 내 두 광자 이미징 5.
6. 예 생체 내 두 광자 이미징
7. 데이터 처리
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얇은 두개골 대뇌 피질의 창은 대뇌 피질의 모세 혈관의 생체 내 두 광자 이미징 (그림 1)을 허용한다. 이미지에 적합한 지역은 수많은, 별개의 모세 혈관 (그림 1A)를 보여줍니다. 한 시야에서 더 동맥 세포벽 형광도 존재하지 않으며, 11 번째 고조파 발생량 (도 1b)에 의해 유도 된 이러한 콜라겐과 같은 다른 형광 형광 신호가있을 수있다.
뇌 슬라이스의 준비가 완료되면, 약 1.5mm의 정중선이 위치하고 이미징 영역 (도 2a). 100 ㎛ Z-스택 아미라 분석 소프트웨어 (도 2B)에서 분석에 사용되는 입체 화상을 생성한다. 모세관 네트워크는 수동으로 시작 및 모세관...
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여기에 기재된 방법은 실험 모델 / 설정 광범위한 뇌 미세 혈관 구조를 분석에 적용 할 수있다. 이 방법의 성공을 위해, 세 가지 중요한 단계를 마스터해야합니다. 첫째, 얇은 두개골 창은 두개골 또는 기본 뇌에 손상을주지해야합니다. 그것은 숱이 중 두개골에 구멍을 내거나, 또는 열 유도 혈관 누설의 원인이 쉽다. 형광 염료의 초점이 비행기로 누출과 모세 혈관을 모호하므로이 영상을 방해 할 수 있습니다. 두개골 자주 얇은 두개골 준비하는 동안 휴식 경우, 가장 가능성이 너무 큰 하향 압력에 의해 발생합니다. 버에 최대한 가깝게 microtorque 드릴을 잡고 두개골에 하향 압력을 감소 더 촉각 제어 할 수 있습니다.
둘째, 동맥 카테터 최대한 빨리 동맥이 절단 된 후 발생한다. 빨리 카테터를 삽입하지 않으면 COMP 것이다 과도한 혈액 손실이 발생할 수 있습니다마우스의 생리 무결성 romise. 카테터를 삽입하는 어려움으로 인해 대퇴 동맥 카테터에 비해 상대적으로 큰 크기로 ...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
이 프로토콜을 완료하는 동안 기술적 조언을 해주신 University of Rochester Multiphoton Core의 Maria Jepson, Paivi Jordan 박사, Linda Callahan 박사에게 감사드립니다. 또한 전문가의 통계적 조언을 해주신 Changyong Feng 박사님과 이 논문에 사용된 헤드플레이트 디자인에 대해 University of Rochester Medical Center의 Maiken Nedergaard 박사님께 감사드립니다. 이 작업은 미국 국립보건원(NIH)의 보조금 T32GM007356 및 R01DA026325 부분적으로 지원되었습니다. 그리고 로체스터 대학교 에이즈 연구 센터 보조금 P30AI078498(NIH)에 의해.
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 라이카 현미경 | Leica Inc. | MZ8 | |
| 고강도 조명기 | Dolan-Jenner | 180 | |
| 히팅 패드 | 스트라이커 | TP3E | |
| T/펌프 | Gaymar 산업, Inc. | TP-500 | |
| TEC-4 이소플루란 기화기 | Datex Ohmeda | 447 | |
| 인공 눈물 젤 | 버틀러 AHS | 7312 | |
| 포비돈-요오드 용액 | Aplicare | 52380-1855-9 | |
| 엑스트라 파인 본 가위 | 파인 사이언스 도구 | 14084-08 | |
| Dumot #5 펜치 | 파인 사이언스 도구 | 11295-10 | |
| Dumont #5/45 펜치 | 파인 사이언스 도구 | 11251-35 | |
| 염화철 용액 | Ricca Chemical Company | 3120-16 | |
| 록타이트 454 프리즘 인스턴트 접착 젤 | Henkel | 45404 | |
| 치과 시멘트 | 스톨팅 | 51459 | |
| Microtoruqe II 핸드피스 키트 | Pearson Dental | R14-0002 | |
| 005 Burr for Micro Drill | Fine Science Tools | 19007-05 | |
| Norland Blade (Dental Microblade) | Salvin Dental | 6900 | |
| Urethane | Sigma-Aldrich | U2500 | 그룹 2B 발암 물질 |
| 꼰 봉합 | 사 Ethicon | 735G | |
| Vannas 스프링 가위 | 파인 사이언스 도구 | 15000-03 | |
| 동맥 카테터 | SAI 주입 기술 | MAC-01 | 카테터의 끝부분은 직경을 줄이기 위해 수동으로 늘렸습니다. |
| 혈압 모니터 | 세계 정밀 계측기 | SYS-BP1 | |
| 혈압 변환기 및 케이블 | 세계 정밀 계측기 | BLPR2 | |
| RAPIDLab 혈액 가스 분석기 | 지멘스 | 248 | |
| 40 &뮤; l 모세관 | VWR | 15401-413 | |
| Texas Red-dextran (70,000 MW, 10 mg/kg 식염수에 용해) | Invitrogen | D-1830 | |
| 성인 마우스 뇌 슬라이서 매트릭스 | Zivic Instruments | BSMAS001-1 | |
| Olympus Fluoview 1000 AOM-MPM 다광자 현미경 | Olypmus | FV-1000 MPE | |
| MaiTai HP DeepSee Ti:Sa 레이저 | 스펙트럼 물리학 | ||
| ImageJ Software | National Institutes of Health (NIH) | ||
| Amira Software | Visage Imaging에서 사용 가능 |
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