마우스 생식 기관 자발적 운동성 및 데이터 분석을 위한 MATLAB 기반 자궁 운동 추적 알고리즘을 평가하기 위한 Ex Vivo 방법

요약

자궁 수축은 여성의 복지에 중요합니다. 그러나 병리학적으로 수축성이 증가하면 월경불순, 특히 젊은 여성에게 발생할 수 있습니다. 여기에서, 우리는 월경경 치료에 사용될 수 있는 평활근 이완제의 효능의 빠른 평가를 허용하는 간단한 생체 내 준비를 기술한다.

초록

월경기, 또는 고통스러운 경련은, 여성의 월성과 관련된 가장 흔한 증상이며, 그 심각성은 여성의 일상 생활을 방해 할 수 있습니다. 여기에서, 우리는 자궁 수축을 감소시키는 새로운 약 시험을 위한 중요한 역할을 할 것입니다 쉽고 저렴한 방법을 제시합니다. 이 방법은 산소화 된 Krebs 버퍼를 포함하는 페트리 접시에서 생체 내 생체를 유지 했을 때 자발적인 운동성을 나타내는 전체 마우스 생식 기관의 독특한 능력을 활용합니다. 이 자발적인 운동성은 자궁내막파로 불리는 인간 자궁의 파도와 같은 근심 활성과 유사합니다. 이 방법의 효과를 입증하기 위해 잘 알려진 자궁 이완제 약물 인 피네프린을 사용했습니다. 우리는 전체 마우스 생식 기관의 자발적인 운동성이 이 페트리 접시 모델에서 1 μM 에피네프린에 의해 신속하고 가역적으로 억제될 수 있음을 입증합니다. 자궁 운동성의 변화를 문서화하는 것은 일반 스마트 폰 이나 정교한 디지털 카메라를 사용하여 쉽게 수행 할 수 있습니다. 우리는 모션 트래킹이 자궁 경적 운동의 속도를 측정하여 자발적인 자궁 운동성 변화를 정량화할 수 있도록 MATLAB 기반 알고리즘을 개발했습니다. 이 ex vivo 접근법의 주요 장점은 생식 기관이 전체 실험 전반에 걸쳐 그대로 유지되어 모든 본질적인 자궁 내 세포 상호 작용을 보존한다는 것입니다. 이 접근의 중요한 한계는 자궁의 10-20%까지 자발적인 운동성을 전시할 수 없다는 것입니다. 지금까지, 이것은 페트리 접시 모델에서 자발적인 자궁 운동성을 평가하기 위한 최초의 정량적 생체 내 방법이다.

서론

주요 여성 기관으로서 자궁은 태아의 영양을 위해 생식에 매우 중요하며필수적입니다 1. 자궁은 3 개의 층으로 구성됩니다 : 회막, 근막 및 자궁 내막. myometrium는 자궁의 중요한 수축층이고 태아 납품에 있는 중요한 역할을 합니다. 자궁 내막은 자궁 구멍을 안감하는 가장 안쪽 층이고 태아 이식을 위해 필수적입니다. 생식 연령의 임신하지 않은 여성에서 자궁 내막 층은 월경 주기의 시작 부분에 매달 흘린다. 근막은 자궁에서 괴사 자궁 내막 조직을 지우는 데 필요한 자발적인 근심 수축을 유지함으로써이흘리기 과정에서 보조합니다 1.

불행 하 게도, 증가 근심 수축 월 경 질 등 부정적인 부작용귀 착될 수 있습니다., 또는 고통 스러운 생리 경련. 이것은 특히 젊은 여성과 nulliparous 여성2에서 볼 수 있습니다. 그러나, 월경기는 모든 여성을 위해 다르며 근심 수축의 강도에 따라 다릅니다. 강한 수축은 종종 심한 경련의 감각과^연관3. 근위축성은 자궁초음파를 사용하여 가시화될 수 있으며 자궁내막파로 인식되기도 합니다. 자궁내막 슬루핑을 겪고 있는 자궁에서 생리 중 프로....

프로토콜

동물을 가진 모든 절차는 인디애나 대학 의과 대학 (인디애나 폴리스, IN)의 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다. 2-5개월 된 F2-129S-C57BL/6 성적으로 성숙한 암컷 마우스를 연구에 사용하였다.

주의 사항: 동물 및 생체 유해 물질로 작업할 때 실험실 코트, 마스크 및 장갑을 착용하여 안전을 보장합니다.

1. 솔루션 준비

1. 포함 크렙스 버퍼를 준비, 130 mM NaCl, 5 mM KCl, 2 mM CaCl_2,1.2 mM NaH₂PO_4,0.56 mM MgCl_2,25 mM NaHCO_3,및 5 mM 포도당, pH 7.4. 순환 수조를 사용하여 37°C에서 완충온도를 유지하면서 5% CO2 및 95% O2를 함유하는 압축 가스의 혼합물로 크렙스 완충액을 연속하여 산소화한다.
2. 2.68 mM KCl, 1.47 mM KH₂PO_4,136.89 mM NaCl, 8.1 mM Na₂HPO 4, pH 7.4를

결과

도 1은 본 프로토콜에 기재된 전체 생식관 격리 절차 동안 촬영된 대표적인 이미지를 나타낸다. 비디오 품질을 저하시킬 수 있는 모피로 버퍼를 오염시키는 것을 방지하기 위해 마우스 본체를 70% 에탄올로 적십시켰습니다. 프로토콜의 해부 섹션에 대한 주요 벤치 마크는 오줌 방광을 찾는 것입니다. 자궁과 질은 오줌 방광에 열등하게 위치할 것입니다.

프로토콜을 테스트하기 위해, 우리는 에피네프린으로 전체 생식 기관을 치료했습니다. 피 네 프 린 은 자 두 근 이완을 일으키는 원인이 되는 잘 알려져 있다. 이 호르몬은 내 생 부 신 수 질에서 생산 하 고 포유류에서 스트레스 호르몬 역. 우리는 실험에서 1 μM 에피네프린을 사용했습니다. 이는 최대 반응을 유발하는 것으로 알려진 포화농도(12)이다. 4개의 실험의 시리즈를 수행하였다. 모든 시험에서, 1 μM 피네프린가 자발적으로 자궁 운동성을.......

토론

여기에서, 우리는 난소, oviducts, 자궁 뿔 및 질을 포함하는 전체 설치류 생식 기관의 자발적인 수축성을 평가하기 위한 방법을 기술했습니다. 우리는 자발적인 자궁 운동성^13에페닐레프린의 이완 효과를 입증하기 위해 유사한 방법을 사용했지만, 과거에는 데이터의 정량적 분석을 제공할 수 없었습니다. 이 작품에서는 MATLAB 모션 트래킹 모듈을 사용하여 정량적 운동성 데이터 분석을 위한 알고리즘을 개발했습니다. 이것은 약이 자궁 경활한 근육을 이완하거나 수축하는지 여부에 관계없이 자궁 수축을 조절하는 새로운 약물을 테스트하기위한 유용한 기술입니다. 이 모델의 주요 장점은 생식 기관이 손상되지 않고 모든 본질적인 자궁 내 세포 상호 작용을 보존한다는 것입니다. 특히,이 프로토콜은 특별한 장비를 필요로하지 않습니다. 자궁 격리는 간단한 돋보기로 수행 할 수 있으며 정교한 비디오 녹화 장비에 대한 요구 사항은 없습니다. 고해상도 디지털 카메라를 이미징에 사용할 수 없는 경우 개인 용 휴대 .......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
에피네프린 염산염	Sigma-Aldrich	E4642
Dulbecco의 PBS	Fisher Sceintific	17-512Q
에탄올 200 PROOF	Decon Laboratories	2701
NaCl	시그마-알드리치	S7653
포도	시그마-알드리치	G7528
KCl	시그마-알드리치	P9333
CaCl2 · 2H2O	시그마-알드리치	C5080
NaH2PO4	Sigma-Aldrich	S0751
MgCl2  · 6H2O	Sigma-Aldrich	M9272
NaHCO3	Sigma-Aldrich	S6297
Isoflurane, USP	Patterson Veterinary	07-893-2374
해부 Extra-Fine-Pointed Precision Splinter	Forceps Fisher Sceintific	13-812-42
곡선 경화 파인 아이리스 가위	Fine Science Tools	14091-09
해부 고성능 모듈러 스테레오현미경	Leica	MZ6
액티브 쿨링 시스템이 있는 디지털 5 메가픽셀 컬러 현미경 카메라	Leica	DFC425 C
스테레오마스터 현미경 광섬유 광원	Fisher Sceintific	12-562-21
무게 보트	Fisher Sceintific
컨버터 Astound 표준 수술 가운	카디널 헬스	9515	작은, 중간 또는 큰
장갑	McKesson Corporation	20-1080	작은, 중간 또는 큰 장갑; 파우더-프리 멸균 라텍스 또는 니트릴 수술용 장갑
페트리 디쉬	Corning Falcon	351029	100 mm
페트리 디쉬	Corning Falcon	353001	35 mm
95% O2- 5% CO2 가스 혼합물	Praxair	MM OXCD5-K
귀고리 마스크	Valumax International	5430E-PP
DSLR 24.2MP 카메라	Canon	EOS Rebel T6i
MATLAB	MathWorks	N/A	버전 2019 이상

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