Este protocolo descreve a implantação de uma janela de vidro na medula espinal de um rato para facilitar o visualização pela microscopia intravital.
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Artigo de método
Este protocolo descreve a implantação de uma janela de vidro na medula espinal de um rato para facilitar o visualização pela microscopia intravital.
Este protocolo descreve um método para o laminectomy da medula espinal e a implantação da janela de vidro para in vivo Imaging da medula espinal do rato. Um vaporizador digital integrado é utilizado para alcançar um plano estável de anestesia a uma taxa de baixo fluxo de isoflurano. Uma única espinha vertebral é removida, e um tampa-vidro comercialmente disponível é sobreposto em uma cama fina do agarose. Um backplate plástico 3D-Printed é afixado então às espinhas vertebrais adjacentes usando o adesivo do tecido e o cimento dental. Uma plataforma de estabilização é usada para reduzir o artefato de movimento da respiração e do batimento cardíaco. Este método rápido e braçadeira-livre é poço-serido para a microscopia de fluorescência aguda do multi-fóton. Os dados representativos são incluídos para uma aplicação desta técnica à microscopia do dois-fotão da vasculatura da medula espinal em ratos transgênicas que expressam EGFP: Claudin-5 — uma proteína apertada da junção.
Modelos animais transgênicos expressando proteínas fluorescentes, quando combinados com microscopia intravital, proporcionam uma plataforma poderosa para abordar a biologia e a fisiopatologia. Para aplicar estas técnicas à medula espinal, os protocolos especializados são exigidos para preparar a medula espinal para a imagem latente. Uma tal estratégia é conduzir um implante da janela do laminectomy e da medula espinal. As características chaves de um protocolo ideal do laminectomy para a microscopia incluem a preservação da estrutura e da função nativas do tecido, a estabilidade do campo da imagem latente, o tempo de processamento rápido, e a reprodutibilidade dos resultados. Um desafio particular é estabilizar o campo de imagem contra o movimento induzido pela respiração e batimento cardíaco. Várias estratégias ex vivo e in vivo têm sido relatadas para atingir esses objetivos1,2,3,4,5. A maioria dos métodos in vivo envolve o aperto dos lados dacoluna vertebral2,4e é freqüentemente seguido pelaimplantação de um aparelho metálico rígido3,4para estabilidade durante a cirurgia e aplicações de imagem a jusante. Apertar a coluna vertebral pode potencialmente comprometer o fluxo sanguíneo e induzir a remodelação da proteína da barreira hematoencefálica (BBB).
A finalidade deste método é fazer a medula espinal intacta disponível para a imagem latente ótica no rato vivo ao minimizar a invasividade do protocolo e de melhorar resultados. Nós descrevemos um único procedimento do implante do laminectomy e da tampa-vidro emparelhado com um backplate 3D-impresso plástico oval minimamente invasor que ainda consiga a estabilidade mecânica robusta. A placa traseira é diretamente aderida às espinhas vertebrais anterior e posterior com cimento dentário. O backplate é equipado com os braços laterais da extensão com os furos do parafuso que fixam rigidamente ao estágio do microscópio através de um braço do metal. Isto Ancora eficazmente a vértebra anterior e posterior intacta ao estágio do microscópio, fornecendo a resistência mecânica ao artefato do movimento que seria introduzido de outra maneira pela respiração e pelo batimento cardíaco. O método foi otimizado para laminectomia de uma única vértebra no nível torácico 12, omitindo as braçadeiras utilizadas em estratégias alternativas de estabilidade durante a imagiologia in vivo . O procedimento é rápido, levando aproximadamente 30 min por mouse.
Este protocolo pode ser usado para estudar os mecanismos da doença do BBB. O BBB é um sistema microvascular dinâmico composto por células endoteliais, músculo liso vascular, pericytes e processos de pé astrocícito que proporcionam um ambiente altamente seletivo para o sistema nervoso central (SNC). Os dados representativos descrevem a aplicação deste protocolo em camundongos transgênicos projetados para expressar proteína verde fluorescente reforçada (eGFP): Claudin-5, uma proteína de junção apertada BBB. Os arquivos de impressão de backplate fornecidos também podem ser personalizados para aplicativos alternativos.
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Todos os experimentos seguem a Universidade de Illinois, Chicago institucional cuidados com animais e protocolos de uso do Comitê. Este é um procedimento terminal.
1. preparação do reagente
2. backplate impressão 3D
3. Preparação cirúrgica
4. laminectomia
5. implante de vidro de cobertura
6. preparação de imagens
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As janelas de vidro implantadas e a microscopia intravital do dois-fotão fornecem uma ferramenta útil para avaliar mudanças dinâmicas em proteínas do CNS. A integridade funcional do BBB é influenciada pela expressão, localização subcelular e taxas de rotatividade de proteínas de junção apertadas7. Estudos prévios demonstraram que as proteínas de junção apertada passam por remodelações rápidas e dinâmicas no estado estacionário8. O laminectom...
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O método descrito aqui permite a imagem latente estável da medula espinal nos ratos através de uma janela de vidro. Este método foi aplicado para avaliar o remodelamento de BBB no EGFP transgênicas: Claudin5 +/-camundongos que expressam uma proteína de junção apertada fluorescente de BBB, mas poderia ser aplicada ingualmente bem para estudos de todas as proteínas ou pilhas fluorescentes na medula espinal.
Os métodos múltiplos para a estabilização do laminectomy e da medula espinal foram desenv...
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Os autores não têm nada a revelar.
S.E. Lutz é apoiado pelo centro nacional para o avanço das Ciências translacionais, institutos nacionais de saúde, Grant KL2TR002002 e da Universidade de Illinois Chicago College of Medicine start-up fundos. Simon Alford é apoiado por RO1 MH084874. O conteúdo é unicamente da responsabilidade dos autores e não representa necessariamente os pontos de vista oficiais da NIH. Os autores agradecem Dritan Agalliu no departamento de Neurologia do centro médico da Universidade de Columbia para o TG eGFP: Claudin-5 camundongos, discussões científicas, e insights sobre o desenvolvimento do protocolo cirúrgico e aplicações de imagem. Os autores agradecem a Sunil P. Gandhi no departamento de neurobiologia e comportamento da Universidade da Califórnia, Irvine para projetar o primeiro protótipo do aparelho estereotáxica e controlador de temperatura animal, discussão do protocolo cirúrgico, e formação em microscopia de dois fótons. Os autores também agradecem Steve Pickens (W. Nuhsbaum, Inc.) para o auxílio na personalização do estereomicroscópio cirúrgico, e Ron Lipinski (Whale Manufacturing) para usinagem de peças estereotáticas.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Impressora 3D | Raise3D | Pro2 | Para impressão de placas traseiras |
| PLA Filamento de impressão 3D | Inland | PLA+-175-B | Material de impressão 3D de plástico preto |
| Software CAD 3D | Software Dassault Systemes | Solidworks usado | para projetar formas 3D |
| Software de impressora 3D | Software Raise3D | Ideamaker | software usado para interface com a impressora 3D |
| Placa traseira oval impressa em 3D | personalizada | Campo de imagem | |
| estabilizadora Microscópio de dissecação cirúrgica | Leica | M205 C | Equipado com Leica FusionOptics, objetiva Planapo 0.63x M-series e platina deslizante |
| Câmera de microscópio | Leica | MC170 | Câmera colorida HD para visualização do campo cirúrgico |
| Platina deslizante | Leica | 10446301 | O estágio deslizante é construído com duas placas de metal. A placa de base é fixa. A placa superior desliza na interface lubrificada para permitir o movimento rotacional e linear. |
| Estação cirúrgica e garfo de estabilização | Whale Manufactoring | personalizado | Laminectomia |
| SomnoSuite unidade de entrega de isoflurano de baixo fluxo | Kent Scientific | SS-01 | Administração de anestesia cirúrgica com vaporizador digital integrado |
| Poste de montagem em aço inoxidável de 1,5 polegadas | ThorLabs | P50/M | Para montagem de estação cirúrgica em mesa óptica para imagem de |
| dois fótonsGarfo de Fixação Rebaixado para Poste de Montagem de 1,5" | ThorLabs | PF175 | Para estabilizar a montagem da estação cirúrgica em mesa óptica para imagem de dois fótons |
| Microdrill óssea ideal | Aparelho Harvard | 72-6065 | Osso de desbaste para laminectomia |
| Banho-maria | Fisher Scientific | 15-462-10 | Aquecedor de solução salina |
| Pistola de cauterização | FST | 18010-00 | Cauterização menor sangra |
| Almofada de aquecimento | Benchmark | BF11222 | 1,9" x 4,5" aquecedor de silicone com 20" Cabos de teflon, 10W, 5V |
| K tipo sonda retal termoacoplada | Physitemp | RET3 | Medição da temperatura corporal do rato |
| vaselina | Sigma | 8009-03-8 | Sonda retal lubrificante |
| Controlador térmico regulado por feedback | personalizado | NA | As alternativas comercialmente disponíveis incluem a série Physitemp TCAT |
| PVA Lanças oculares cirúrgicas | Castor-visitec international | 40400-8 | Aparador elétrico de sangue absorvente |
| Wahl | 41590-0438 | Aparador de pele de rato | |
| , # 11 | FST | 14002-14 | Fórceps de ferramenta cirúrgica |
| , # 5 | FST | 11254-20 | Fórceps de ferramenta cirúrgica |
| , # 4 | FST | 14002-14 | Ferramenta cirúrgica |
| Pinça dentada de titatnium | WPI | 555047FT | Ferramenta cirúrgica |
| Tesoura de íris de titânio | WPI | 555562S | Ferramenta cirúrgica |
| Adesivo de tecido Vetbond | 3M | 084-1469SB | Preparando a superfície do tecido para acrílico dental |
| Bandeja de mistura de cerâmica | Jack Richeson | 420716 | Mistura de agente acrílico dental com acelerador |
| Orthojet acrílico dental | Lang Dental | 1520BLK, 1503BLK | Placa traseira de ligação permanente ao tecido |
| Vidro de cobertura redondo pequeno, espessura #1, 3 mm | Janela óptica do aparelho Harvard | 64-0720 | |
| NaCl | Fisher Scientific | 7647-14-5 | Para aCSF |
| KCl | Fisher Scientific | 7447-40-7 | Para aCSF |
| Glucose | Fisher Scientific | 50-99-7 | Para aCSF |
| HEPES | Sigma | 7365-45-9 | Para aCSF |
| MgCl2& ponto médio; 6H2O | Fisher Scientific | 7791-18-6 | Para aCSF |
| CaCl2· 2H2O | Fisher Scientific | 10035-04-8 | Para aCSF |
| Carprofeno | Rimadyl | QM01AE91 | Analgesia |
| Água bacteriostática | Henry Schein | 2587428 | Diluente para carprofeno |
| Isoflurano | Henry Schein | 11695-6776-2 | Anestesia |
| Solução de ringer lactato | Baxter | 0338-0117-04 | Hidratação para o rato |
| Agarose High EEO | Sigma | A9793 | gel ponto 34-37 graus C |
| Pomada lubrificante oftálmica | Akwa Tears | 68788-0697 | Evitar a secagem da córnea |
| MOM Dois-Fóton microscópio | Sutter |
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