Obrazowanie in vivo transportu płynu mózgowo-rdzeniowego w mózgu myszy za pomocą makroskopii fluorescencyjnej
JoVE Encyclopedia of Experiments
Neuronauka
0 wyświetleń • 2:41 min • June 17th, 2025
Zacznij od znieczulonej myszy z chirurgicznie odsłoniętą czaszką umieszczoną pod makroskopem fluorescencyjnym.
Głowa jest stabilizowana za pomocą płytki głowy nad czaszką, tworząc okno czaszki.
Kaniula zawierająca znacznik fluorescencyjny jest wprowadzana do cisterna magna lub CM mózgu.
CM służy jako rezerwuar płynu mózgowo-rdzeniowego lub płynu mózgowo-rdzeniowego, który krąży w przestrzeni podpajęczynówkowej otaczającej mózg.
Używając światła widzialnego, skup się na czaszce.
Wstrzyknij znacznik fluorescencyjny do CM, a następnie przełącz się na obrazowanie fluorescencyjne.
Oświetl światłem o określonej długości fali, aby wzbudzić smugę.
Znacznik pochłania to światło i emituje sygnały fluorescencyjne.
Znaczniki fluorescencyjne przemieszczają się wraz z płynem mózgowo-rdzeniowym, umożliwiając wizualizację jego przepływu przez przestrzeń podpajęczynówkową do przestrzeni okołonaczyniowych otaczających tętnice mózgowe i tętniczki penetrujące
, wchodząc do tkanki mózgowej.
Uchwyć sygnał fluorescencyjny w czasie, aby zobrazować przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego.
Ostrożnie umieść mysz i pompę infuzyjną przymocowaną do kaniuli na wózku w celu transportu do makroskopu, a uchwyt głowy umieść na stoliku makroskopu. Upewnij się, że przewód od pompy strzykawkowej do kaniuli Cisterna Magna nie jest napięty i nie ma załamań. Obserwuj częstość oddechów i różowe zabarwienie błon śluzowych, aby potwierdzić dobre natlenienie.
Włącz kamerę mikroskopu i diodę elektroluminescencyjną i uruchom tryb na żywo. Dostosuj powiększenie pola obrazowania tak, aby szew nosowo-czołowy na górze pola i szew lambdooidalny na dole były wyraźnie widoczne. Po umieszczeniu na miejscu przyklej uchwyt głowy do stolika makroskopowego i skoncentruj makroskop na odsłoniętej czaszce, aż płaszczyzna ogniskowa znajdzie się po bocznych stronach kości ciemieniowych, za szwami koronalnymi.
W przypadku infuzji znacznika płynu mózgowo-rdzeniowego należy ustawić pompę infuzyjną na odpowiednią szybkość i objętość, a także ustawić odpowiednią długość fali wzbudzenia i czas ekspozycji dla znacznika dla każdego kanału. Następnie należy sprawdzić, czy funkcja wyzwalania w makroskopie jest prawidłowa przed jednoczesnym rozpoczęciem infuzji znacznika i obrazowania.
Przegląd
Niniejszy artykuł opisuje metodę wizualizacji przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF) w mózgu z wykorzystaniem znaczników fluorescencyjnych. Technika ta polega na wstrzyknięciu znacznika do cysterny wielkiej (cisterna magna) znieczuplonej myszy i rejestracji powstałej fluorescencji w celu obserwacji dynamiki CSF.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Obrazowanie fluorescencyjne
- Dynamika płynu mózgowo-rdzeniowego
Wstęp
- Płyn mózgowo-rdzeniowy odgrywa kluczową rolę w homeostazie mózgu.
- Zrozumienie przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego może dostarczyć cennych informacji na temat schorzeń neurologicznych.
- Tracery fluorescencyjne są skuteczne w wizualizacji ruchu płynów.
- Metoda ta umożliwia obserwację dynamiki płynu mózgowo-rdzeniowego w czasie rzeczywistym.
Cel badania
- Opracowanie techniki wizualizacji przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego in vivo.
- Pogłębienie zrozumienia krążenia płynu mózgowo-rdzeniowego i jego wpływu na zdrowie mózgu.
- Wykorzystanie obrazowania fluorescencyjnego do śledzenia ruchu znacznika w mózgu.
Zastosowane metody
- Wstrzyknięcie fluorescencyjnego znacznika do cysterny wielkiej u znieczuplonej myszy.
- Stabilizacja głowy myszy za pomocą płytki stereotaktycznej.
- Wykorzystanie makroskopu fluorescencyjnego do rejestracji obrazów znacznika.
- Monitorowanie parametrów fizjologicznych w celu zapewnienia dobrostanu zwierzęcia podczas procedury.
Główne wyniki
- Pomyślna wizualizacja przepływu CSF w przestrzeni podpajęczynowej.
- Sygnały fluorescencyjne wskazały na przemieszczanie się znacznika do przestrzeni okołonaczyniowych.
- Obrazowanie w czasie rzeczywistym dostarczyło wglądu w dynamikę krążenia CSF.
- Metoda ta wykazała potencjał w badaniu patologii związanych z CSF.
Wnioski
- Technika ta pozwala na szczegółową obserwację przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego u żywych osobników.
- Tracery fluorescencyjne są skuteczne w badaniu dynamiki płynów w mózgu.
- Metodę tę można zastosować do badania różnych schorzeń neurologicznych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Bezpośrednia wizualizacja in vivo transportu płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF) w mózgu myszy z wykorzystaniem makroskopii fluorescencyjnej umożliwia ilościową ocenę dynamiki płynów istotną dla modeli chorób neurodegeneracyjnych. Podejście to wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego oraz walidację celów terapeutycznych dla terapii modulujących przepływ CSF lub szlaki jego usuwania. Metoda ta zapewnia wiarygodność prognostyczną dla wczesnych etapów portfeli projektów z zakresu neuronauki, umożliwiając ilościowe odczyty rozmieszczenia CSF w czasie rzeczywistym.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia bezpośrednią analizę mechanizmów transportu CSF w żywych modelach zwierzęcych.
- Wspiera walidację funkcjonalną celów zaangażowanych w odprowadzanie płynów i sprzężenie naczyniowo-nerwowe.
- Dostarcza danych ilościowych w celu ograniczenia ryzyka hipotez dotyczących usuwania produktów przemiany materii za pośrednictwem CSF.
- Ułatwia selekcję projektów w portfolio poprzez wyjaśnienie ścieżek biologicznych istotnych dla neurodegeneracji.
Przesiewy i opracowanie testu
- Ustanawia zwalidowany system in vivo do oceny wpływu związków na przepływ CSF.
- Dostarcza powtarzalne, ilościowe wyniki obrazowania dla późniejszych etapów procesów przesiewowych.
- Umożliwia standaryzację testów opartych na znacznikach w celu zapewnienia porównywalności między badaniami.
- Wspiera skalowalność w ocenie wielu interwencji w modelach przedklinicznych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodne z modelami istotnymi dla schorzeń w celu opracowania translacyjnych biomarkerów w neurodegeneracji.
- Zapewnia ciągłość od odkryć mechanistycznych po przedkliniczną walidację interwencji ukierunkowanych na CSF.
- Umożliwia podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o dane dotyczące transportu in vivo.
- Wspiera predykcyjne ograniczanie ryzyka w procesach rozwoju leków ukierunkowanych na OUN.
Integracja rurociągu i przepływu pracy
Ta metoda makroskopii fluorescencyjnej integruje etap wczesnego odkrywania leków z walidacją przedkliniczną, łącząc badania mechanistyczne z badaniami translacyjnymi w procesie opracowywania leków ukierunkowanych na OUN.
- Biologia odkrywcza: Ilościowe określanie przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego w celu weryfikacji hipotez dotyczących szlaków naczyniowo-nerwowych i mechanizmów oczyszczania.
- Przesiewanie: Zapewnia zestandaryzowane, powtarzalne wyniki obrazowania do oceny związków chemicznych.
- Analityka: Umożliwia pomiar rozkładu znacznika w czasie (time-lapse) do analizy porównawczej.
- Badania translacyjne: Łączy dane z obrazowania in vivo z punktami końcowymi istotnymi dla przebiegu choroby w modelach przedklinicznych.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje platformę wielokrotnego użytku do różnorodnych badań nad transportem płynów w OUN w ramach różnych programów.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność predykcyjną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celów w ośrodkowym układzie nerwowym (CNS).
- Wartość operacyjna: Dostarcza zestandaryzowane, skalowalne i powtarzalne procedury obrazowania in vivo.
- Wartość strategiczna: Poprawia procesy podejmowania decyzji go/no-go oraz efektywność kapitałową w ramach portfeli badań nad neurodegeneracją.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów terapeutycznych modulujących płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF) w oparciu o analizę ryzyka.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymagana jest wiedza specjalistyczna w zakresie chirurgii małych zwierząt oraz technik obrazowania in vivo.
- Niezbędny jest dostęp do aparatury makroskopii fluorescencyjnej oraz odczynników znacznikowych.
- Wymagana jest standaryzacja parametrów obrazowania i analizy danych pomiędzy zespołami.
- Możliwa może być konieczność adaptacji metody dla różnych szczepów myszy lub modeli chorób.
- Dokładne monitorowanie fizjologiczne jest niezbędne dla zapewnienia jakości danych oraz dobrostanu zwierząt.
Często zadawane pytania dotyczące Biofarmacji
Ocena in vivo przerwania bariery krew-mózg w szczurzym modelu udaru niedokrwiennego
Powiązane filmy
0 Wyświetlenia
Dokanałowe zastosowanie barwnika fluorescencyjnego w celu identyfikacji wycieków płynu mózgowo-rdzeniowego w malformacji ślimakowej
Powiązane filmy
0 Wyświetlenia
Precyzyjne mapowanie mózgu w celu wykonywania powtarzalnych obrazowań in vivo dynamiki neuroimmunologicznej u myszy
Powiązane filmy
0 Wyświetlenia
Mikroskopia intravitalna mikrokrążenia mózgu myszy z wykorzystaniem zamkniętego okna czaszkowego
Powiązane filmy
0 Wyświetlenia
Obrazowanie in vivo rdzenia kręgowego myszy z wykorzystaniem mikroskopii dwufotonowej
Powiązane filmy
0 Wyświetlenia
Obrazowanie fluorescencyjne dynamiki neuroimmunologicznej za pomocą implantu czaszki
Powiązane filmy
0 Wyświetlenia
Mikroskopia dwufotonowa do obrazowania in vivo mikrokrążenia mózgu myszy
Powiązane filmy
0 Wyświetlenia
Obrazowanie in vivo naczyń mózgowych i blaszek amyloidowych w mysim modelu choroby Alzheimera
Powiązane filmy
0 Wyświetlenia
In vivo (in vivo) Obrazowanie optyczne guzów mózgu i zapalenia stawów za pomocą fluorescencyjnych nanopęcherzyków SapC-DOPS
Powiązane filmy
0 Wyświetlenia
Test przepuszczalności bariery krew-mózg in vivo u myszy przy użyciu znaczników znakowanych fluorescencyjnie
Powiązane filmy
0 Wyświetlenia
Ostatnia aktualizacja: 29 sierpnia 2026