2016년 12월 6일
이 원고는 세로 두 광자 현미경을 사용하여 생체 내에서 아밀로이드 플라크 축적 동안 cerebrovasculature의 리모델링을 추적하는 절차를 설명합니다. 얇아진 두개골 제제는 알츠하이머 질환의 마우스 모델에서 뇌 손상의 진행을 평가하기 위해, 형광 염료의 시각화를 가능하게한다.
이 절차의 전반적인 목표는 만성 질환이 장기간에 걸쳐 진행되는 동안 마우스 뇌의 혈관 구조 리모델링을 추적하는 것입니다. 이 방법은 중추 신경계 질환에서 대뇌 혈관 구조 리모델링의 역할과 같은 신경 과학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 최소 침습적이고 신경 염증이 없어 염증이 실제로 연루된 병리학을 연구하는 데 이상적이라는 것입니다.
이 기술은 피질 혈관 및 관통 피질 혈관의 시각화를 가능하게 하여 혈액-뇌 장벽의 실질에 있는 미세 모세혈관의 시각화에서 직접 조직학적 기술을 보완합니다. 절차를 시연하는 사람은 Margarita Arango-Lievano입니다. 그녀는 제 연구실의 박사 후 연구원입니다.
이 절차를 시작하려면 70% 에탄올로 수술대와 현미경 플레이트를 청소하고 깨끗하고 흡수성이 있는 천으로 덮으십시오. 다음으로, 발이나 꼬리를 꼬집어 적절한 마취 수준을 확인합니다. 그런 다음 멸균 안과 연고를 눈에 바르고 면도날로 코에서 귀까지의 털을 면도합니다.
그 후, 포비돈 요오드 소독액으로 피부를 살균한다. 마우스를 쌍안 현미경 아래에 놓고 귀에서 코까지 피부를 절개합니다. 피부를 옆으로 당겨 두개골을 드러냅니다.
그런 다음 골막을 찢고 멸균 ACSF로 두개골을 반복적으로 헹구어 출혈을 멈춥니다. 이 절차에서는 면봉으로 눈 연고를 제거합니다. 그런 다음 국소 안과 마취제를 한 방울 바르십시오.
눈구멍 주위의 피부를 부드럽게 눌러 돌출을 만듭니다. 그 후, 덱스트란과 접합된 FITC를 후안와동에 주입합니다. 그 후, 멸균 안과 연고를 눈에 바르십시오.
피부가 수축되어 있고 선택한 이미징 영역 주변에서 두개골이 깨끗하고 건조한지 확인합니다. 그런 다음 헤드 마운트 장치의 창 주위에 소량의 시아노아크릴 접착제를 바르고 대상 영역 주위에 헤드 마운트 장치를 붙입니다. 그런 다음 몇 초 동안 헤드 마운트에 부드러운 압력을 가합니다.
피부 끝을 헤드 마운트 장치의 창 가장자리로 당겨 해당 부위가 건조한지 확인합니다. 소량의 시아노 아크릴 접착제로 피부와 창 가장자리를 고정하고 마를 때까지 기다립니다. 그 후, 헤드 마운트 장치를 사용하여 스테이지에서 동물을 고정합니다.
멸균 ACSF로 대상 부위의 뼈를 헹구고 피부와 헤드 마운트 장치 사이의 웰이 완벽하게 밀봉되었는지 확인합니다. 그런 다음 정상혈증을 유지하기 위해 쥐를 생존 담요로 감쌉니다. 이제 ACSF 솔루션에서 두개골을 얇게 하여 드릴링으로 인해 발생하는 진동을 감쇠합니다.
그리고 뼈 파편을 제거하고 조직 과열을 방지하기 위해 ACSF를 정기적으로 교체하는 것을 명심하십시오. 치과용 드릴을 사용하여 두개골과 평행한 규칙적인 수직 운동을 사용하여 직경 1mm의 두개골 표면에서 두개골 표면을 얇게 만들기 시작하고 해면질 뼈의 대부분을 제거합니다. 봉합사 근처의 뼈는 혈관이 많이 형성되어 있습니다.
출혈이 발생하면 ACSF 미리 적신 젤 폼을 바르고 출혈을 멈춥니다. 따라서 염증을 제한하기 위해 뼈를 유지하지만 얇아지는 시술 중 과도한 압력이나 가열도 염증을 유발할 수 있습니다. 날카롭고 일회용 안과용 미세수술용 칼날을 사용하여 두개골을 얇게 하여 직경 약 0.5mm, 두께 20-35마이크로미터의 최종 영역을 만들고 과도한 압력을 가하지 않도록 주의하십시오.
뼈의 재성장과 흉터로 인해 각 이미징 세션에서 창을 더 얇게 만들 필요가 있습니다. 이 단계에서는 헤드 마운트 스테이지가 있는 마우스를 이광자 레이저 현미경 아래에서 전송합니다. 개구수가 1.0인 20X Water Immersion Objective를 사용하여 에피형광등을 사용하여 광학 필드의 중심에 있는 얇은 두개골 창을 찾습니다.
대물렌즈가 항상 ACSF에 잠겨 있는지 확인합니다. 그런 다음 모드 잠금 펄스 레이저로 레이저 스캔을 시작합니다. 여기 파장을 750나노미터로 설정하여 파란색 채널에서 methoxy-X04의 방출된 형광을 감지하고 녹색 채널에서 FITC-dextran의 방출된 형광을 감지합니다.
0.7X 수치 확대/축소에서 저배율 스택을 획득하여 나중에 ROI의 정확한 위치 재파악을 위한 3D 맵을 생성합니다. 그런 다음 2개의 X 숫자 줌으로 4개의 고디지털 배율 이미지의 모자이크를 획득합니다. 이미징 소프트웨어를 사용하여 창을 200마이크로미터 단위로 이동하여 모든 영역을 캡처합니다.
스택의 깊이는 일반적으로 모자이크의 각 이미지에서 pial 표면에서 시작하여 250마이크로미터입니다. 현미경에서 마우스를 제거하기 전에 사진을 찍거나 이미징 필드의 향후 위치 재파악을 위해 pial 혈관 구조의 손으로 그린 2D 맵을 만드십시오. 여기에 표시된 것은 생후 4개월 및 5개월에 5 X FAD 마우스의 미세혈관 구조와 아밀로이드 침착을 재구성한 두 개의 이미지를 비교
한 것입니다.아밀로이드 플라크는 흰색 별표로 표시하고, 5개월에 나타나는 새로운 플라크는 노란색 별표로 표시합니다. 드물게 플라그 감소의 사례는 주황색 별표로 표시됩니다. 새로 형성된 미세혈관은 노란색 화살표로 표시하고, 혈관 폐색은 빨간색 화살표로 표시합니다.
이 그림은 아밀로이드 혈관이 대구경 혈관에 침전되어 있음을 보여줍니다. 동시에, 아밀로이드 플라크는 소구경 혈관에서도 관찰될 수 있습니다. 빨간색 화살표는 막힌 혈관을 나타내고 흰색 별표는 성장하는 아밀로이드 플라크를 나타냅니다.
따라서 일단 숙달되면 이 기술은 수술 및 이미징 단계를 포함하여 1 1/2시간 안에 수행할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 첫 번째 세션에서 과도한 얇아짐을 제한하기 위해 이미징 세션 수를 계획하는 것이 중요합니다. 전반적으로 이러한 절차를 통해 질병 진행 중 대뇌 혈관 구조의 변화를 추적할 수 있습니다.
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이 원고는 종단적 2광자 현미경을 사용하여 생체 내 아밀로이드 플라크 축적 동안 대뇌 혈관의 재형성을 추적하는 절차를 설명합니다. 이 방법은 최소 침습적이며 알츠하이머병 마우스 모델에서 혈관 변화를 시각화할 수 있게 합니다.
Longitudinal in vivo imaging of cerebrovascular remodeling provides critical insights into disease mechanisms in neurodegenerative disorders, enabling early detection of vascular pathology linked to amyloid burden. This approach supports target validation by linking structural vascular changes to disease progression, informing mechanistic de-risking in CNS drug discovery. The technique enhances predictive confidence in preclinical models by allowing repeated, non-invasive monitoring of vascular and amyloid dynamics over time.
The method integrates into the discovery continuum from target validation through preclinical evaluation, offering a longitudinal readout for vascular mechanisms in neurodegenerative disease models.