Inductie en Micro-CT beeldvorming van cerebrale Cavernous misvormingen in Mouse Model
September 4th, 2017
Dit protocol toont de inductie van cerebrale cavernous malformatie ziekte in een muismodel en gebruik contrast enhanced micro computertomografie voor het meten van de laesie Last. Deze methode verbetert de waarde van gevestigde Muismodellen te bestuderen van de moleculaire basis en mogelijke therapieën voor cerebrale cavernous misvorming en andere cerebrovasculaire ziekten.
Het algemene doel van deze procedure is om cerebrale caverneuze malformaties bij neonatale muizen te induceren en de ziektelast te meten met behulp van micro-CT. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in het veld van cerebrale vaatziekten, zoals cerebrale caverneuze malformaties. Het grote voordeel van deze techniek is dat de ziektelast van cerebrale caverneuze malformaties bij neonatale muizenmodellen nauwkeuriger en efficiënter kan worden bepaald in vergelijking met bestaande methoden.
Visuele demonstratie van deze methode is cruciaal, omdat het induceren van cerebrale caverneuze malformaties en de stappen voor micro-CT-analyse moeilijk te leren zijn, omdat het ervaring en het gebruik van geavanceerde software vereist. Begin met het oplossen van 4-HT in 100% ethanol tot een concentratie van 10 milligram per milliliter. Bereid 30 microliter alaquads voor en bewaar deze vervolgens bij minus 80 graden Celsius.
Op de dag van gebruik, verdun de alaquads met 4-HT in koolzaadolie tot 0,5 milligram per milliliter. Gebruik vervolgens een insulinesyringe om 50 microliter 4-HT intragastrisch te injecteren in P1 neonatale pups om experimentele CCM-laesies te induceren. Begin met de monstervoorbereiding door een 10 milliliter spuit gevuld met drie milliliter 2% paraformaldehyde en PBS, uitgerust met een 29 gauge naald, te vullen.
Voer vervolgens intracardiale perfusie uit op een geeuthaniseerde P8 pup door de naald in het ventrikel van het muizenhart in te brengen en langzaam het volledige volume paraformaldehyde te injecteren. Nadat je met een schaar het hoofd hebt losgemaakt, verwijder je de huid van het hoofd en scheurt u de schedel af met behulp van pincetten om de hersenen in hun geheel te dissecteren in 4% paraformaldehyde en PBS. Bevestig de hersenen 's nachts bij 4-HT graden Celsius.
De volgende dag los je de achterhersenen los met behulp van pincetten en spoel je ze af met PBS-oplossing. Incubeer vervolgens de achterhersenen gedurende 48 uur in Lugol's jodiumoplossing. Droog de achterhersenen vervolgens kort in de lucht om overtollig Lugol's jodiumoplossing te verwijderen.
Vervolgens verpak je de Lugol's jodium gekleurde achterhersenen in 0,65 microliter microcentrifugebuizen en verzegel je ze volledig met plastic paraffinefolie om weefselkrimp te voorkomen. Plaats de microcentrifugebuizen in vijf milliliter plastic buizen met sponzen om te voorkomen dat ze tijdens het scannen bewegen. Monteer de buis met een achterhersenen verticaal op een aluminium houder in het micro-CT-systeem.
Stel de scanparameters in. Gebruik 540 projecties en een blootstellingstijd van twee seconden met bronvoorwaarden van 50 kilovolt en 10 watt om de tomografische datasets te verkrijgen. Radiografiën van de scan worden automatisch gereconstrueerd door hardware-gebaseerde projectiereconstructiesoftware, geleverd door het micro-CT-systeem, waardoor een beeldserie van 16-bits axiale plakken ontstaat.
Lugol's jodium gecontrasteerde micro-CT detecteerde voldoende CCM-laesies. Gescande röntgenbeelden werden gereconstrueerd om 3D-beelden van de muizenhersenen te produceren, wat de visualisatie van volledige laesies in het hersenparenchym mogelijk maakte, op verschillende diepten en oriëntaties, en de beoordeling van de structuur in 3D-locatie van laesies in de hersenen. Deze tabel toont een voorbeeld van kwantitatief resultaat van de gelabelde individuele laesies.
Na de ontwikkeling ervan heeft deze techniek onderzoekers op het gebied van vaatziekten de weg geëbaand om mechanismen en therapeutische opties voor cerebrale caverneuze malformaties in muizenmodellen te verkennen. Na het bekijken van deze video zou je een goed begrip moeten hebben van hoe je CCM-laesies in muizenmodellen kunt induceren, en hoe je de CCM-laesielast kunt verkrijgen en analyseren met de micro-CT-techniek.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit protocol demonstreert de inductie van cerebrale caverneuze malformaties bij neonatale muizen en maakt gebruik van micro-CT om de lesiebelasting te meten. Deze methode verbetert het begrip van de moleculaire basis en mogelijke therapieën voor cerebrale caverneuze malformaties en andere cerebrovasculaire aandoeningen.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Neurowetenschappen
- Vasculaire biologie
- Muismodellen
Achtergrond
- Cerebrale caverneuze malformaties (CCM's) zijn vasculaire laesies die kunnen leiden tot significante neurologische problemen.
- Bestaande methoden voor het meten van ziektebelasting in muismodellen zijn vaak inefficiënt.
- Micro-CT biedt een niet-invasieve manier om laesies te visualiseren en te kwantificeren.
- Inzicht in CCM's kan inzicht geven in andere cerebrovasculaire aandoeningen.
Doel van het onderzoek
- Om cerebrale caverneuze malformaties te induceren bij neonatale muizen.
- Om de ziektebelasting nauwkeurig te meten met behulp van micro-CT.
- Om methodologieën te verbeteren voor het onderzoek naar cerebrovasculaire aandoeningen.
Gebruikte methoden
- Het oplossen van 4-HT in ethanol om een oplossing te maken voor het induceren van CCM's.
- Bereiding van aliquots voor opslag bij -80 graden Celsius.
- Gebruik van contrastversterkte micro-CT voor beeldvorming.
- Visuele demonstratie van het inductie- en analyseproces.
Belangrijkste resultaten
- De methode maakt een nauwkeurige en efficiënte bepaling van de CCM-ziektebelasting mogelijk.
- Micro-CT biedt duidelijke visualisatie van laesies in de muismodellen.
- Inductie van CCM's werd met succes bereikt bij neonatale muizen.
- Deze aanpak kan verder onderzoek naar mogelijke therapieën vergemakkelijken.
Conclusies
- Dit protocol verhoogt de waarde van muismodellen voor het bestuderen van CCM's.
- Micro-CT is een krachtig hulpmiddel voor het beoordelen van de belasting van cerebrovasculaire ziekten.
- Toekomstige studies kunnen op deze methodologie voortbouwen om therapeutische opties te verkennen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Quantitative micro-CT imaging of cerebral cavernous malformations (CCMs) in genetically engineered mouse models enables precise assessment of lesion burden, supporting mechanistic de-risking and target validation in cerebrovascular disease research. This approach enhances predictive confidence for early-stage therapeutic hypothesis testing and informs portfolio triage by providing robust, reproducible lesion quantification. Integration of high-resolution imaging with genetic disease models positions this workflow as a critical inflection point for translational continuity in vascular biology pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous interrogation of CCM gene function and pathway involvement in disease models.
- Supports biological de-risking by quantifying lesion formation following targeted gene deletion.
- Provides functional target validation through direct measurement of disease-relevant phenotypes.
- Facilitates predictive confidence in selecting or deprioritizing molecular targets for further study.
Screening & Assay Development
- Establishes validated mouse models and imaging protocols for downstream compound screening.
- Delivers standardized, quantitative lesion metrics suitable for assay development and reproducibility assessment.
- Enables scalable, high-throughput evaluation of therapeutic interventions in preclinical settings.
- Supports reliable comparison of experimental conditions through consistent imaging outputs.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with human disease genetics for translational biomarker development.
- Ensures continuity from genetic discovery to preclinical validation of therapeutic hypotheses.
- Reduces translational risk by providing quantitative endpoints for disease progression and intervention efficacy.
- Strengthens mechanistic understanding of cerebrovascular pathology relevant to clinical translation.
Pipeline & Workflow Integration
This method bridges early discovery and preclinical research by enabling hypothesis-driven genetic manipulation and quantitative phenotyping in mouse models, supporting lead identification and translational biomarker alignment.
- Discovery Biology: Facilitates null hypothesis testing and pathway clarification through genetic lesion induction and quantification.
- Screening: Provides reproducible, quantitative imaging outputs for assay readiness and compound evaluation.
- Analytics: Delivers volumetric and numerical lesion data to support statistical comparison across experimental groups.
- Translational Research: Connects genetic models to disease-relevant endpoints for preclinical continuity.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable imaging and analysis platform for diverse cerebrovascular research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in target validation.
- Operational Value: Standardizes lesion quantification and imaging workflows for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency by providing robust preclinical data.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of vascular disease programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in genetic mouse model handling and micro-CT imaging protocols.
- Demands access to high-resolution micro-CT instrumentation and specialized analysis software.
- Necessitates cross-team standardization of imaging parameters and data interpretation.
- May require adaptation of protocols for different genetic backgrounds or lesion types.
- Dependent on precise sample preparation and imaging conditions to ensure data quality.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
0:57
Induction of Cerebral Cavernous Malformations in Mouse Models
1:38
Sample Preparation for Micro-CT Scans
3:15
Micro-CT Scan of CCM in the Neonatal Mouse Brain
3:57
Results: Rendered 3-D Images Showing CCM Lesions in the Neonatal Mouse
4:34
Conclusion
