Niet-invasieve visualisatie van microvasculaire morfologie van nagelbedden bij muizen met behulp van capilloscopie
28 februari 2025
Capillulatoscopie is een toegankelijk hulpmiddel voor directe, goedkope en niet-invasieve visualisatie van microvasculatuur. Het doel van dit protocol is om onderzoekers in staat te stellen capilloscopie te gebruiken voor de visualisatie van perifere microvasculaire morfologie in de nagelbedden van muizen.
Een van de interesses van ons lab is vasculaire disfunctie bij neurodegeneratieve ziekten. We streven ernaar perifere microvasculaire pathologie te detecteren en te monitoren via capilloscopie om inzicht te krijgen in de mogelijke rol ervan bij ziekten van het centrale zenuwstelsel. Het detecteren van microvasculaire disfunctie bij dieren is vaak invasief, ex vivo uitgevoerd of duur. Met dit protocol kunnen onderzoekers eenvoudig en goedkoop de microvasculatuur van de nagelbedden beoordelen en klinische bevindingen van de nagelvouwcapilloscopie vertalen naar diermodellen. We introduceren een nieuwe locatie voor het visualiseren van spiegelende perifere microvasculatuur, het nagelbed. In vergelijking met nagelplooicapilloscopie biedt nagelbed capillaroscopie een groter gebied voor een betere observatie van de microvasculaire morfologie en structuur.
[Docent] Plaats om te beginnen de verdoofde muis op de operatietafel voor de procedure. Breng vervolgens glijmiddel, ooggel of steriele niet-medicinale oogzalf aan op beide ogen om te voorkomen dat het hoornvlies uitdroogt. Houd het dier vervolgens onder narcose met behulp van een neuskegel en breng een royale hoeveelheid ontharingscrème aan op de hele poot met behulp van een applicator. Zorg voor volledige bedekking van de poot en de genagelde gebieden. Nadat u de crème twee minuten hebt laten intrekken, reinigt u de ontharingscrème voorzichtig met een schone tissue en wast u de poot in lauw steriel water. Stel 24 uur na het verwijderen van de vacht de capillairoscopieapparatuur in in een ruimte met temperatuurregeling die tussen 21,5 en 22,5 graden Celsius wordt gehouden. Sluit de capilloscoop via een USB-verbinding aan op een laptop. Open de Debut video-softwaretoepassing op de laptop. Nadat de muis goed is verdoofd, brengt u glijmiddel ooggel of steriele niet-medicinale oogzalf aan op beide ogen. Plaats witte laboratoriumtape of een soortgelijk achtergrondmateriaal onder de poot om het contrast te verbeteren en de visualisatie van het vaatje te verbeteren. Plaats nu de achterpoot met de volaire kant naar boven op het lab tape platform, onder het objectief. Spreid de tenen voorzichtig om de nagels onder het microscoopobjectief te scheiden met behulp van een applicator. Zorg ervoor dat de nagelbedden duidelijk gescheiden zijn voor een optimale beeldvorming van het vat. Visualiseer wat er door de capillaire scoop wordt vergroot en stel scherp op het nagelbed door de X- en Y-trap-regelaars en het vergrotingswiel aan te passen om een helder beeld te verkrijgen. Om schittering te verminderen en de focus te verbeteren, brengt u royaal onderdompelingsolie aan op de poot en zorgt u voor volledige nageldekking. Concentreer je op de nagel van de tweede vinger van de achterpoot, want dit is de grootste nagel en het gemakkelijkst af te beelden bij muizen. Pas de X- en Y-trap-regelaars en het vergrotingswiel aan om het vatennetwerk scherp te stellen. Pas het objectief aan om schittering te minimaliseren en breng het spijkervatnetwerk in beeld. Om een video op te nemen, druk je op de rode opnameknop in Debut. Sla elke video op in de juiste projectmap en label elke video dienovereenkomstig. Open vervolgens de ImageJ-software en sleep het bestand naar de software-interface om de afbeelding te laden. Als u de helderheid en het contrast wilt aanpassen, selecteert u afbeelding, gevolgd door Aanpassen en Helderheid/Contrast. Deze tool helpt het contrast van de afbeeldingen te wijzigen om de morfologie van het schip beter te visualiseren. Nadat de afbeelding is aangepast, klikt u op Instellen in de tool Helderheid/contrast. Ga ten slotte naar Bestand, Opslaan als en selecteer Tiff om de afbeelding op te slaan. De genagelde vasculaire morfologie werd met succes in beeld gebracht met behulp van de capillairoscopiemethode. Typische vasculatuur met nagels bij muizen bestond uit een afferent vat, een efferent vat en een netwerk van haarvaten die beide met elkaar verbonden. Het genagelde capillaire netwerk was consistent in verschillende muizenstammen, zoals aangetoond bij wildtype muizen met een SV129/S6-achtergrond en een C57/B6J-achtergrond.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie introduceert een nieuw protocol voor capillaroscopie, waardoor onderzoekers de perifere microvasculaire morfologie in de nagelbedden van muizen kunnen visualiseren. Deze niet-invasieve methode maakt het mogelijk om microvasculaire dysfunctie te beoordelen, met name in de context van neurodegeneratieve ziekten.
Belangrijkste studiecomponenten
Onderzoeksgebied
- Microvasculaire pathologie
- Neurodegeneratieve ziekten
- Capillaroscopietechnieken
Achtergrond
- Belang van het bestuderen van vasculaire dysfunctie in diermodellen
- Uitdagingen van bestaande invasieve of kostbare technieken
- Introductie van nagelbedcapillaroscopie als een betere observatiemethode
Gebruikte methoden
- Capillaroscopieprocedure voor beeldvorming van nagelbedvaten
- Muismodellen, specifiek met gebruik van wild-type stammen
- Geavanceerde imagingsoftware voor beeldopname en analyse
Belangrijkste resultaten
- Effectieve beeldvorming van de vasculariteit van het nagelbed
- Consistent capillair netwerk van het nagelbed over verschillende muizenstammen
- Succesvolle toepassing van de mogelijkheden van capillaroscopie bij het beoordelen van de microvasculaire morfologie
Conclusies
- Demonstreert een betrouwbare en innovatieve aanpak voor het bestuderen van de microvasculaire morfologie
- Belangrijke implicaties voor onderzoek naar vasculaire dysfunctie in relatie tot neurologische aandoeningen
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de industrie
Niet-invasieve nagelbedcapillaroscopie bij muizen maakt een snelle en kosteneffectieve visualisatie van de perifere microvasculaire morfologie mogelijk, waardoor een kritische translationele kloof tussen klinisch en preklinisch vasculair onderzoek wordt overbrugd. Deze benadering ondersteunt de vroege detectie en monitoring van microvasculaire dysfunctie in ziektemodellen, wat het voorspellende vertrouwen voor vasculair gericht geneesmiddelenonderzoek vergroot. De schaalbaarheid en reproduceerbaarheid maken het tot een waardevol middel voor mechanistische risicoreductie en targetvalidatie op portefeuilleniveau bij systemische en neurovasculaire aandoeningen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt directe visualisatie van de microvasculaire architectuur mogelijk voor functionele targetvalidatie in ziektemodellen.
- Ondersteunt mechanistische risicoreductie door morfologisch bewijs te leveren van vasculaire betrokkenheid bij systemische en neurodegeneratieve aandoeningen.
- Faciliteert hypothesegestuurd onderzoek naar microcirculatoire veranderingen gekoppeld aan therapeutische interventie.
Screening & Assayontwikkeling
- Biedt een gestandaardiseerd, reproduceerbaar beeldvormingsplatform voor het kwantificeren van microvasculaire veranderingen in verschillende muizenstammen.
- Levert contrastrijke, kwantitatieve resultaten die geschikt zijn voor downstream beeldanalyse en assayontwikkeling.
- Maakt schaalbare screening mogelijk van verbindingen die de perifere microvasculatuur beïnvloeden, met minimale stress voor de dieren.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt preklinische microvasculaire meetwaarden uit met klinische capillaroscopie-eindpunten, waardoor de translationele continuïteit wordt verbeterd.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling door niet-invasieve, longitudinale monitoring van vasculaire pathologie mogelijk te maken.
- Faciliteert de ontdekking van biomarkers voor systemische en neurovasculaire ziektemodellen waarbij de microcirculatie een rol speelt.
Integratie van Pipeline & Workflow
Dit capillaroscopieprotocol is geïntegreerd in het continuüm van ontdekking tot prekliniek en slaat een brug tussen vroege mechanistische studies en translationeel onderzoek in de vasculaire biologie.
- Ontdekkingsbiologie: Levert direct in vivo bewijs voor de betrokkenheid van microvasculatuur bij ziektemechanismen.
- Screening: Biedt reproduceerbare, kwantitatieve beeldvormingsresultaten voor de evaluatie van verbindingen en de standaardisatie van assays.
- Analytica: Maakt objectieve meting van vaatmorfologie en netwerkintegriteit mogelijk middels digitale beeldanalyse.
- Translationeel onderzoek: Verbindt bevindingen uit diermodellen met klinische microvasculaire eindpunten, wat de afstemming van biomarkers ondersteunt.
- Bedrijfsvoering en hergebruik: Vestigt een breed toepasbare, niet-invasieve beeldvormingsmogelijkheid voor diverse ziektemodellen en therapeutische gebieden.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in onderzoek gericht op vaten.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, schaalbare en kosteneffectieve imaging-workflows voor vergelijkbaarheid tussen studies.
- Strategische waarde: Verbetert de go/no-go-besluitvorming en het kapitaalefficiëntie door vroege, niet-invasieve beoordeling van vasculaire eindpunten mogelijk te maken.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risicogecorrigeerde prioritering en voortgang van programma's die gericht zijn op microvasculaire dysfunctie.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in het hanteren van kleine laboratoriumdieren en digitale beeldanalyse.
- Vereist standaardinstrumentatie voor capillaroscopie en compatibele imaging-software (bijv. ImageJ).
- Vereist afstemming tussen teams over imaging-protocollen en standaarden voor datainterpretatie.
- Aanpasbaar aan meerdere muizenstammen en ziektemodellen met perifere vasculaire betrokkenheid.
- Beperkt tot morfologische beoordeling; functionele of moleculaire eindpunten vereisen complementaire assays.
