Monstervoorbereiding voor op computertomografie gebaseerde driedimensionale visualisatie van murine achterpootvaten
7 oktober 2021
Hier beschrijven we een visualisatie- en kwantificeringsmethode voor muizenvaten met behulp van micro-röntgen computertomografie.
Het is mogelijk om CT-beelden te maken van bloedvaten in de onderste ledematen en de buikorganen met behulp van het stapprotocol. De methode maakt de evaluatie van de volledige bloedvaten volledig mogelijk. Bovendien is het mogelijk om alleen slagaders of tegelijkertijd slagaders en aderen te evalueren.
Het is erg belangrijk om bloedstolsels, lekken of bloed goed te voorkomen en luchtbellen te voorkomen. Injecteer vóór de operatie 1 eenheid/gram heparine in PBS in de intraperitoneale holte van de muis. Maak na 30 minuten een middellijnincisie in het borstbeen van de geëuthanaseerde muis en bevestig de open thorax met pinnen.
Snijd de opgaande aorta voordat u het hart verwijdert en verwijder vervolgens de long om de dalende aorta bloot te leggen. Snijd de dalende aorta diagonaal om de doorsnede van het vat te onthullen. Plaats vervolgens een 22-gauge katheter in de dalende aorta terwijl u de vaatverwijdingsbuffer uitvoert.
Pin de wortel van de katheter en maak een knoop om lekkage door de terugstroming te voorkomen. Als u klaar bent, start u de perfusie met een verwarmde vaatverwijdende oplossing bij een vaste druk tussen 13 en 15 kilopascal. Perfuseer na drie minuten een oplossing van 4%paraformaldehyde in PBS gedurende 3 minuten.
Stop de perfusie en vul de verlengbuis die op de katheter is aangesloten met 2 ml van het vers bereide contrastmedium verdund in de verhouding 1:1 tot perfusie met een vaste tussen 13 en 15 kilopascal. Om slagaders te visualiseren, controleert u de teennagel van de mond om te bevestigen dat het contrastmiddel de slagader heeft bereikt. Controleer op dezelfde manier de inferieure vena cava van het diafragma om de volledige circulatie van het contrastmedium te bevestigen en alle bloedvaten te visualiseren.
Als de circulatie van het contrastmedium is voltooid, sluit u de driewegstopkraan en verwijdert u de buis. Incubeer het monster 's nachts bij 4 graden Celsius. In dit protocol werden alle vaten in de onderste ledematen van de muis gevisualiseerd.
De resultaten van een ischemiemodel voor de achterpoten bevestigden dat de niet-geligeerde femorale slagader parallel liep aan de dijbeenader. Ook maakte de onderbreking in de contrastmedia het gemakkelijk om een geligeerde femorale slagader en de ontwikkeling van collaterale vaten te bekijken. Een paar vaten gevuld met het contrastmedium konden worden bekeken.
Aan de andere kant werd ook de verstoring in de contrastmedia opgemerkt als gevolg van vermenging van niet-conflicterende media, of onvoldoende perfusie. Het was onmogelijk om de slagaders op het oppervlak van het lichaam te bekijken door microscopische stereomicroscopische observatie van het contrastmedium, wat het gemakkelijker maakte om defecten in de vasculatuur te beoordelen. Het is erg belangrijk om luchtbellen te vermijden bij het inbrengen van de katheter.
Omdat hun buikorganen ook ontspannen zijn, is het mogelijk om uit de organen te halen en een CT-scan te maken. Door deze methode te gebruiken, konden we een nieuw kwart van verzadiging identificeren.
Overzicht
Dit artikel beschrijft een methode voor het visualiseren en kwantificeren van muis-achterbeenvaten met behulp van micro-X-ray computertomografie. De techniek maakt een uitgebreide evaluatie van bloedvaten in de onderste ledematen en buikorganen mogelijk.
Belangrijkste studieonderdelen
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Vasculaire biologie
- Beeldvormingstechnieken
Achtergrond
- Micro-X-ray computertomografie is een krachtig beeldvormingsinstrument.
- Begrip van de bloedvatstructuur is cruciaal voor verschillende biologische studies.
- Vorige methoden boden mogelijk geen uitgebreide visualisatie.
- Deze studie heeft tot doel de visualisatietechnieken voor muismodellen te verbeteren.
Doel van het onderzoek
- Een betrouwbare methode ontwikkelen voor het visualiseren van achterbeenvaten.
- Kwantificering van vasculaire structuren in muismodellen mogelijk maken.
- De impact van interventies op de vasculaire gezondheid beoordelen.
Gebruikte methoden
- Injectie van heparine om bloedstolsels te voorkomen.
- Perfusie van contrastmiddel om bloedvaten te visualiseren.
- CT-beeldvorming om gedetailleerde vasculaire structuren vast te leggen.
- Evaluatie van zowel slagaders als aders in de achterpoten.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle visualisatie van alle bloedvaten in de onderste ledematen.
- Identificatie van collaterale bloedvaten in een achterbeen-ischemiemodel.
- Uitdagingen opgemerkt met luchtbellen en onvolledige perfusie.
- De methode maakte beoordeling van vasculaire defecten mogelijk.
Conclusies
- De methode biedt een uitgebreide benadering van vasculaire beeldvorming.
- Het kan het begrip van vasculaire aandoeningen in muismodellen verbeteren.
- Toekomstige toepassingen kunnen studies omvatten over vasculaire gezondheid en ziekte.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
This method enables comprehensive 3D visualization of murine vascular networks, supporting preclinical assessment of angiogenic responses and vascular pathology. By providing quantitative structural data from hind-limb and abdominal organ vasculature, it enhances target validation in vascular biology and ischemic disease models. The technique improves predictive confidence in lead identification by reducing reliance on 2D sectioning and enabling direct observation of vascular architecture and collateral formation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to angiogenesis and vascular remodeling in ischemic models.
- Operational Value: Provides functional validation of vascular targets through direct 3D imaging of perfusion defects and collateral development.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by quantifying vascular responses to pharmacological or genetic interventions.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares standardized biological systems for downstream compound screening by establishing baseline vascular morphology.
- Quantitative Output: Delivers measurable vascular parameters such as vessel density, branching patterns, and perfusion completeness for assay standardization.
- Scalability: Compatible with micro-CT platforms, enabling reproducible imaging across laboratories and study sites.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models physiological and pathological angiogenesis in hind-limb ischemia, supporting translational biomarker alignment.
- Preclinical Continuity: Bridges discovery findings with preclinical validation by enabling longitudinal vascular assessment.
- Risk-Adjusted Decisions: Informs go/no-go criteria by visualizing vascular defects and compensatory mechanisms that influence drug efficacy.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum, particularly in target validation and lead optimization stages where vascular phenotypes are critical readouts.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of angiogenic pathways and vascular integrity in disease models.
- Screening: Enables assay-ready vascular models with reproducible, quantitative imaging outputs for compound evaluation.
- Analytics: Provides structural and perfusion-based readouts that allow comparative analysis across experimental conditions.
- Translational Research: Connects molecular findings to vascular outcomes in preclinical models, supporting biomarker-linked efficacy assessment.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable imaging platform for vascular phenotyping across multiple therapeutic areas.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity in vascular responses.
- Operational Value: Enhances reproducibility and standardization through standardized perfusion and imaging protocols.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early detection of vascular liabilities and reducing late-stage attrition.
- Portfolio Impact: Facilitates risk-adjusted advancement decisions based on quantitative vascular morphology and perfusion data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgical vascular perfusion and contrast agent handling.
- Dependent on micro-CT imaging infrastructure and contrast medium preparation capabilities.
- Necessitates cross-team standardization of perfusion pressure, timing, and contrast dilution for reproducible results.
- Adaptation across model systems may require adjustments in cannulation technique and perfusion parameters.
- Practical limitations include sensitivity to air bubbles, incomplete perfusion, and contrast mixing, which can impair visualization quality.
