24 oktober 2017
Muizen worden veel gebruikt om te studeren zwangerschapsduur biologie. Beëindiging van de zwangerschap is echter vereist voor dergelijke studies die zich verzet tegen longitudinale onderzoek en vereist het gebruik van grote aantallen dieren. Daarom beschrijven we een niet-invasieve techniek van hoge-frequentie Ultrasonografie voor de vroegtijdige opsporing en het toezicht na implantatie gebeurtenissen in de zwangere muis.
Het algemene doel van deze echografische procedure is het detecteren, monitoren en karakteriseren van een vroege zwangerschap bij de muis. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen op het gebied van de reproductieve biologie van muizen en het vaststellen van de groei, ontwikkeling en levensvatbaarheid van vroege zwangerschappen bij muizen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat deze zwangerschappen in vivo kunnen worden gekarakteriseerd en gefenotypeerd, zonder de zwangerschap van de muis te onderbreken, waardoor longitudinale gegevensverzameling mogelijk is.
Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode moeite hebben om alle beelden in één vlak te krijgen. Dit komt door de kleine incrementele bewegingen van de echoprobe die noodzakelijk zijn. Begin met het voorbereiden van het echografieapparaat.
Zet de transducer aan en bevestig vervolgens de 3-D motorstage aan de transducer. Bevestig daarna de probe aan de transducerklem. Plaats nu de muis in rugligging op het monitorplatform.
Dien anesthetica toe via een neuskegel en plak alle poten voorzichtig vast aan de hartslagmonitoringspads op het platform. Breng vervolgens ongeveer één of twee milliliters echogel aan op de buik. Positioneer daarna de echoprobe op de onderbuik met behulp van de handmatige motorsturing.
Lokaliseer met behulp van de echografie de blaas, die zichtbaar zou moeten zijn als een donkere, met voedsel gevulde cirkel net craniaal van de vaginale opening. Zodra de blaas is gelokaliseerd, beweegt u de probe zeer langzaam craniaal om de drachtige uterus te visualiseren; deze zou zichtbaar moeten zijn als een cilindrische vorm met ronde gebieden op de zwangerschapslocaties. Dit kan worden beschreven als een uiterlijk dat lijkt op parels aan een ketting.
Ga nu verder met 2-D imaging. Zodra de zwangere uterus is geïdentificeerd, begint u bij de zwangerschapsplaats die zich het dichtst bij de blaas bevindt en beweegt u langzaam en opeenvolgend in cephalale richting om de locatie van alle zwangerschapsplaatsen te bepalen. Sla de afbeelding op.
Als de nier, milt of lever zichtbaar is, dan bevindt de scan zich te ver cephalad. Positioneer de probe dichter bij de blaas en sla het beeld op. Beeld vervolgens de contralaterale uterushoorn op dezelfde wijze in.
Bevries het beeld wanneer het echografieframe zich in het centrum van de zwangerschap of de implantatieplaats bevindt en sla het beeld op voor analyse. Gebruik nu of later de opgeslagen beelden om de implantatieposities te meten, waarbij de hyperechogene decidualisatiereactie als marker dient. Klik handmatig op het meetinstrument en klik vervolgens op de locatie van een implantatieplaats.
Sleep vervolgens de cursor naar de volgende implantatieplaats en klik opnieuw om een lijn te trekken. De software rapporteert vervolgens de lengte van de lijn. Nadat alle implantatieplaatsen zijn gemeten, gebruikt u dezelfde techniek om de grootte van de vruchtzak en de grootte van de embryonale pool te meten.
Positioneer na de 2-D beeldvorming de probe in een gebied dat zich ongeveer in het midden van het gewenste 3-D beeld bevindt. Als men bijvoorbeeld een appel in 3-D zou afbeelden, positioneer dan de probe bij de kern. Zodra de probe correct is gepositioneerd, kan een 3-D acquisitie worden uitgevoerd.
De 3D-motortafel legt deze afstand over de uterus af in een reeks stappen of frames. Controleer tijdens het verkrijgen van de scan of de beoogde structuren volledig in de scan zijn vastgelegd. Nadat de scan is verzameld, wordt deze geladen voor beeldverwerking.
Kies de parallelle en rotationele methoden voor verwerking, waardoor alle 3-D beeldframes in één 3-D box worden geladen. Kies vervolgens een stapgrootte van 0,08 millimeters, begin aan één uiteinde van het beeldblok en scroll door alle frames om vertrouwd te raken met de gegevens. Begin daarna aan één uiteinde van de stack en traceer handmatig de omtrek van een object van belang.
Ga vervolgens naar het volgende frame en traceer handmatig opnieuw de omtrek van het object. Herhaal dit proces totdat alle frames handmatig zijn geannoteerd. Klik na voltooiing op finish om een 3-D-afbeelding en een berekening van het volume van het object te verkrijgen.
Kies voor de afbeelding tussen een gaas- of een solide overlay. Kies vervolgens of de omringende beeldinformatie behouden of verwijderd moet worden voor de duidelijkheid. Met hogefrequentie-echografie kan de ontwikkeling van een implantatieplaats al worden gedetecteerd vanaf 5,5 dagen na de conceptie.
Met het lichtere hyperechoïsche decidualiseerde endometrium als marker voor de implantatieplaatsen, worden het aantal implantatieplaatsen en de onderlinge afstand van deze plaatsen gekwantificeerd op 6,5 dagen na de conceptie. Naarmate de zwangerschap vordert naar 7,5 dagen na de conceptie, zijn zowel een donkerdere, hypoechoïsche zwangerschapszak als de foetale pool eenvoudig identificeerbaar. Er zijn driedimensionale reconstructies van de baarmoeder van de muis op 6,5 dagen na de conceptie gemaakt, zowel in mesh- als in solid overlay-formaat.
Op 7,5 dagen na de conceptie was de 3-D scan net zo onthullend. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u nauwkeurige echobeelden in zowel 2-D als 3-D verkrijgt om een zwangerschap zonder onderbreking te karakteriseren. De totale tijd die nodig is voor een echografie-acquisitie, in zowel 2-D als 3-D, bedraagt ongeveer 10 tot 20 minuten in de handen van een ervaren gebruiker.
Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat bewegingen klein en incrementeel moeten blijven. Deze techniek heeft de weg vrijgemaakt voor onderzoekers om normale en abnormale zwangerschapfenotypes bij de muis te bestuderen.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel beschrijft een niet-invasieve hoogfrequente ultrasonografietechniek voor het monitoren van de vroege zwangerschap bij muizen. Deze methode maakt longitudinale studies mogelijk zonder de zwangerschappen te beëindigen, wat de verzameling van essentiële reproductieve gegevens vergemakkelijkt.
Driedimensionale hoogfrequente ultrasonografie (HFUS) met 3-D-reconstructie maakt niet-invasieve, longitudinale karakterisering van de vroege zwangerschap in muismodellen mogelijk, waardoor het onderbreken van de zwangerschap niet langer nodig is. Deze mogelijkheid vergroot de voorspellende betrouwbaarheid van reproductieve fenotypering en ondersteunt de translationele continuïteit in preklinisch onderzoek. De aanpak is strategisch relevant voor biofarmaceutische teams die genetisch gemodificeerde muizen gebruiken om risico's bij uterine en embryonale targets te minimaliseren.
Deze beeldvormingsmethode is geïntegreerd in het continuüm van ontdekking naar preklinisch onderzoek en ondersteunt hypothesetoetsing, targetvalidatie en translationeel onderzoek in de reproductieve biologie.