Pomiar średnicy naczynia siatkówki na podstawie obrazów angiografii fluorescencyjnej myszy
19 maja 2023
Unaczynienie siatkówki myszy jest szczególnie interesujące w zrozumieniu mechanizmów powstawania wzorców naczyniowych. Protokół ten automatycznie mierzy średnicę naczyń siatkówki myszy na podstawie obrazów dna oka angiografii fluorescencyjnej w stałej odległości od tarczy nerwu wzrokowego.
Protokół ten zapewnia łatwą i niezawodną metodę automatycznego pomiaru średnicy naczyń siatkówki u znieczulonych myszy z powodu mutacji genów lub choroby siatkówki. Główną zaletą tej techniki jest to, że napisany na zamówienie program MATLAB jest praktyczny, łatwy w użyciu, wygodny i niezawodny. Zmiany średnicy naczyń siatkówki często występują w chorobach zwyrodnieniowych, takich jak RP i inne schorzenia naczyniowe siatkówki.
Modele mysie oferują wgląd w skuteczność leczenia i jego wpływ na naczynia siatkówki. Metoda ta może być potencjalnie przydatna jako wymierne markery kliniczne śledzące progresję zaburzeń naczyniowych w oku oraz do monitorowania potencjalnych metod leczenia. Na początek przygotuj strzykawkę z roztworem roboczym fluoresceiny i podaj ją dootrzewnowo znieczulonemu zwierzęciu i nałóż kroplę 2% żelu metylocelulozowego na powierzchnię rogówki.
Następnie umieść zwierzę na stoliku pozycjonującym systemu obrazowania. Ustaw soczewkę kamery do obrazowania dna siatkówki tak, aby bezpośrednio i delikatnie dotykała rogówki myszy, a następnie lekko wyreguluj wyrównanie, aby umieścić głowę nerwu wzrokowego w środku pola widzenia. Następnie przełącz się na zielony kanał fluorescencyjny w kamerze do badania dna oka i skup się na naczyniach siatkówki, aby wykonać zdjęcia.
Uchwyć obrazy w żądanych punktach czasowych po wstrzyknięciu fluoresceiny, aby określić idealny punkt czasowy i zobrazować obraz dna oka fluoresceiny. Najpierw otwórz program MATLAB. Następnie pobierz i zapisz średnicę dna oka.
Kod m. Następnie otwórz folder analizy obrazu dna oka i przeciągnij i upuść średnicę dna. m do folderu analizy.
Przeciągnij i upuść obraz FFA do folderu analizy obrazu. W programie MATLAB kliknij dwukrotnie plik z kodem, aby go aktywować. Wybierz opcję Uruchom.
Pojawi się menu podręczne, aby wybrać obraz. Wybierz obraz, a na ekranie pojawi się menu kontekstowe z parametrami analizy. Ustaw parametry analizy w menu kontekstowym i naciśnij OK. Wybierz środek tarczy nerwu wzrokowego, a następnie wybierz krawędź tarczy nerwu wzrokowego.
Analiza zostanie przeprowadzona w tle, a wyniki analizy pojawią się na ekranie. Tabela zawiera wartości średniej, odchylenia standardowego i błędu standardowego dla każdego statku. Zapisz tabelę.
A następnie zapisz figurę z ustawioną średnią grubością. Otwórz folder analizy z zapisanymi plikami, a następnie otwórz zapisaną figurę. Otwórz zapisaną tabelę, skopiuj wartości i wklej je do pliku programu Excel.
Po wstrzyknięciu fluoresceiny uzyskano obrazy z myszy kontrolnej i myszy MITFMI-VGA9/zmutowanej, dla których zmierzono najkrótszą odległość od środka tarczy nerwu wzrokowego do punktów końcowych na naczyniach w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Średnią średnicę naczynia uzyskano w funkcji liczby naczyń dla myszy typu dzikiego i zmutowanego. Najważniejsze rzeczy, o których należy pamiętać, to ustawienie kamery dna oka oraz wyśrodkowanie tarczy nerwu wzrokowego w obrazie dna oka.
Oprócz tej techniki można wykonywać techniki molekularne w celu zbadania nowych leków, zdiagnozowania różnych schorzeń naczyniowych w oku i lepszego zrozumienia funkcjonowania układu naczyniowego siatkówki.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy protokół przedstawia niezawodną metodę automatycznego pomiaru średnicy naczyń siatkówki u znieczulonych myszy, co ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia chorób siatkówki. Technika ta wykorzystuje specjalistyczny program MATLAB do analizy obrazów dna oka uzyskanych metodą angiografii fluorescencyjnej.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Okulistyka
- Biologia naczyń
Wstęp
- Układ naczyniowy siatkówki myszy jest istotny dla badania tworzenia się wzorców naczyniowych.
- Zmiany średnicy naczyń siatkówki wiążą się z chorobami degeneracyjnymi.
- Metoda ta może służyć jako mierzalny marker kliniczny do monitorowania zaburzeń naczyniowych.
- Wnioski z modeli mysich mogą dostarczać informacji o skuteczności leczenia.
Cel badania
- Pomiar średnic naczyń siatkówki u myszy z mutacjami genetycznymi lub chorobami siatkówki.
- Zapewnienie praktycznej i niezawodnej metody dla badaczy.
- Monitorowanie progresji schorzeń naczyniowych siatkówki.
Zastosowane metody
- Podaj roztwór roboczy fluoresceiny drogą dosytnieniową znieczulonym myszom.
- Nanieś 2% żel metylocelulozy na powierzchnię rogówki.
- Użyj autorskiego programu MATLAB do analizy obrazów.
- Przeanalizuj obrazy dna oka z angiografii fluorescencyjnej w celu pomiaru średnicy naczyń.
Główne wyniki
- Protokół umożliwia dokładny pomiar średnic naczyń siatkówki.
- Jest on przyjazny dla użytkownika i wygodny dla badaczy.
- Potencjalnie przydatny w śledzeniu efektów leczenia chorób siatkówki.
- Umożliwia poznanie wpływu mutacji genów na naczyniowość siatkówki.
Wnioski
- Ta metoda stanowi wartościowe narzędzie do badania zmian naczyniowych w siatkówce.
- Umożliwia ona lepsze zrozumienie chorób siatkówki oraz metod ich leczenia.
- Przyszłe zastosowania mogą obejmować monitorowanie kliniczne schorzeń siatkówki.
Często zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Zautomatyzowany pomiar średnicy naczyń siatkówki w modelach mysich umożliwia ilościową ocenę zmian naczyniowych związanych z mutacjami genetycznymi i chorobami siatkówki. Możliwość ta wspiera wczesne etapy odkryć i badania translacyjne, dostarczając znormalizowanych, powtarzalnych wskaźników naczyniowych do oceny progresji choroby i wpływu terapeutycznego. Integracja zautomatyzowanej analizy obrazu w ramach przedklinicznych procesów badawczych zwiększa pewność prognostyczną i pozwala na podejmowanie decyzji portfelowych w rozwoju leków okulistycznych z uwzględnieniem ryzyka.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wstępna faza odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia obiektywną kwantyfikację fenotypów naczyniowych w genetycznie zmodyfikowanych modelach mysich.
- Wspiera walidację funkcjonalną celów zaangażowanych w patologię naczyń siatkówki.
- Ułatwia ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez powiązanie mutacji genowych z mierzalnymi efektami naczyniowymi.
- Zapewnia zestandaryzowane punkty końcowe dla badań nad mechanizmami chorób siatkówki opartych na hipotezach.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Zapewnia powtarzalne, ilościowe pomiary średnicy naczyń w celu standaryzacji analizy.
- Przygotowuje zwalidowane przepływy pracy obrazowania i analizy dla późniejszego screeningu związków.
- Umożliwia skalowalność i ponowne wykorzystanie platformy w wielu różnych tłach genetycznych i interwencjach.
- Wspiera niezawodną ocenę potencjalnych środków terapeutycznych ukierunkowanych na naczynia siatkówki.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Dostosowuje przedkliniczne parametry naczyniowe do punktów końcowych istotnych dla choroby w celu zapewnienia ciągłości translacyjnej.
- Umożliwia monitorowanie efektów leczenia i progresji choroby in vivo.
- Wspiera podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju projektu z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o ilościowe odczyty naczyniowe.
- Ułatwia integrację biomarkerów molekularnych i obrazowych w badaniach przedklinicznych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Ta zautomatyzowana metoda analizy obrazów wpisuje się w kontinuum od wczesnego etapu odkrywania do fazy przedklinicznej, stanowiąc pomost między walidacją celu genetycznego a opracowywaniem biomarkerów translacyjnych w badaniach okulistycznych.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków sygnałowych poprzez ilościowe określanie zmian naczyniowych w odpowiedzi na perturbacje genetyczne lub farmakologiczne.
- Screening: Dostarcza powtarzalne wyniki średnic naczyń, gotowe do analizy, w celu oceny związków chemicznych.
- Analityka: Generuje ilościowe tabele średniej, odchylenia standardowego i błędu standardowego dla średnic naczyń, umożliwiając wiarygodne porównania statystyczne.
- Badania translacyjne: Dostosowuje przedkliniczne punkty końcowe obrazowania do klinicznych markerów stanu naczyń siatkówki.
- Wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje wielokrotnego użytku platformę analityczną opartą na środowisku MATLAB, którą można dostosować do różnych modeli chorób siatkówki.
Wpływ operacyjny i organizacyjny
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w modelach chorób siatkówki.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje i automatyzuje pomiary naczyń, poprawiając powtarzalność i wydajność.
- Wartość strategiczna: Umożliwia podejmowanie świadomych decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) oraz efektywne wykorzystanie kapitału w rozwoju programów okulistycznych.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację celów i kandydatów terapeutycznych z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o ilościowe punkty końcowe naczyń krwionośnych.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymagana jest wiedza specjalistyczna w zakresie obrazowania siatkówki oraz analizy obrazów w środowisku MATLAB.
- Metoda zależy od dostępu do komercyjnej kamery dna oka oraz infrastruktury obrazowania fluorescencyjnego.
- Niezbędna jest standaryzacja protokołów obrazowania i parametrów analizy pomiędzy zespołami.
- Możliżna jest potrzeba adaptacji metody dla różnych szczepów myszy lub modeli chorób siatkówki.
- Jakość obrazu oraz wycentrowanie tarczy nerwu wzrokowego są kluczowe dla uzyskania wiarygodnych wyników pomiarów.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji
Chapters in this video
0:00
Introduction
0:55
In Vivo Imaging of Retinal Vasculature Using a Rodent Retinal Imaging System
1:48
Analysis of the Retinal Vessel's Diameter
3:07
Results: Analyzing Retinal Vessel Diameter and Vasculature Using Fluorescein Angiography
3:55
Conclusion
